KARBON TERAKTIF DAN FAKTANYA (PART 1)

KARBON TERAKTIF (Activated Carbon) atau juga ia sudah dikenali sebagai 'arang aktif' ialah sejenis karbon yang diproses khas supaya mempunyai struktur yang sangat berliang dan luas permukaan yang sangat besar. Karbon Teraktif (KT) adalah sejenis bahan karbon dimana ia biasanya didapatkan daripada arang batu, kayu atau tempurung kelapa) yang diproses khas melalui haba atau gas pada suhu tinggi untuk mempunyai liang-liang halus (porous). Kenal akan bahanini dimana fungsi utama ia adalah bahan yang boleh bertindak seperti span mikro yang sangat berkesan untuk menjerat, menyerap dan menapis kekotoran, hilangkan bau kurang menyenangkan, serap bahan bahan kimia atau bahan toksin daripada air, udara dan proses industri. Penting di fahami dimana karbon teraktif ini melakukan Kerja Jerapan (Adsorption) iaitu caranya dengan cara memerangkap molekul gas, kotoran atau bahan kimia pada permukaan zarah karbon melalui proses fizikal atau proses kimia (caranya ia bukan menyerap ke dalam seperti span). Fakta teknikal dimana ia ada 'Keluasan Permukaan Tinggi' dimana semasa proses pemanasan pada suhu tinggi ianya akan menghasilkan rangkaian liang mikroskopik yang luas sehingga menjadikan 1 gram karbon teraktif mempunyai keluasan permukaan sehingga ratusan atau ribuan meter persegi. Apa pun secara teknikalnya dimana Karbon teraktif mempunyai ciri-ciri utama seperti luas permukaan yang sangat tinggi, struktur liang yang kompleks dan keupayaan penjerapan (adsorption) yang kuat. Maksud 'Luas Permukaan Tinggi' adalah ia mempunyai luas permukaan melebihi 1,000 m²gram (malah ada yang jenis yang boleh mencecah 3,000 m²gram) dimana ciri ini yang akan membolehkannya memerangkap banyak molekul pada ruang yang kecil. Produk ini ada jenis 'Struktur Berliang' atau 'Pore Structure' yang terbahagi kepada tiga jenis liang utama di kenali sebagai Liang Mikropori, Liang Mesopori dan Liang Makropori yang bertindak seperti span molekul untuk ia dapat menyasarkan saiz bahan pencemar yang berbeza. Sifatnya  yang ada 'Keupayaan Penjerapan (Adsorption)' ia adalah berbeza dengan penyerapan biasa (absorption), bahan pencemar atau toksin melekat pada permukaan zarah karbon melalui daya tarikan seperti van der Waals dan ianya bukan meresap ke dalam jisimnya. Ciri 'Kekerasan dan Ketahanan Lelasan' bahan ini ia mempunyai kekuatan zarah dan ciri ketahanan yang baik terhadap geseran (terutamanya jenis dari tempurung kelapa), menjadikannya tahan lama semasa aliran cecair atau gas berlalu. Karbon Teraktif ini ia mempunyai 'Bentuk Fizikal yang Pelbagai' yang tersedia dalam beberapa bentuk komersial seperti Bentuk Serbuk (PAC), Bentuk Berbutir (GAC), Bentuk Bergentian (ACF) atau Bentuk Sfera (BAC). Kegunaan utama KT ini adalah untuk Penapisan Air iaitu dengan cara menyingkirkan klorin, sisa racun serangga, bahan kimia organik serta memperbaiki rasa dan bau air minuman. Meluas digunakan sebagai  Pembersihan Udara iaitu sebagai penapis udara atau penyaman udara untuk menyerap bau kurang enak, asap, dan sebatian organik meruap (VOC). Kegunaannya dalam dunia Perubatan dan Kesihatan sering ia digunakan dalam dos kecemasan di hospital untuk mengikat toksin atau racun dalam saluran pencernaan supaya tidak diserap oleh badan. Dalam sektor Kegunaan Industri ia akan membantu dalam proses penulenan gas, pemprosesan petroleum dan pemerolehan emas. Penulis blog dapati harga karbon teraktif (activated carbon) di Malaysia bergantung kepada jenis, bentuk dan kegunaannya dimana harga runcit bagi harga Pukal Perindustrian (Pasaran Global) dijual pada harga sekitar USD 0.50 -  USD 3.50 setiap kilogram (RM2.04 - RM14.32/kg) bergantung kepada kualiti dan aplikasi). Produk Karbon Berasaskan Arang Batu (Coal-based GAC) berharga sekitar USD 1,100 - USD 1,600 setiap tan metrik (RM4,495 - 6,539.52/mt). DIlaporkan jenis produk Karbon Tempurung Kelapa (Coconut Shell GAC) dijual sekitar USD 1,600 - USD 3,200 setiap tan. Artikel pada petang Selasa ini dalam blog "Anim Agro Technology" saya kupas mengenai Karbon Teraktif (activated carbon) dan faktanya sebagai bahan rujukkan semua.  

Menarik jika dikupas akan bagaimana pasaran karbon teraktif (activated carbon) di Malaysia yang dilaporkan ia  bernilai USD 65 juta (RM2,666.70 juta) iaitu mengikut data rujukan industri, manakala dari segi jumlah atau volume perdagangan dimana  Malaysia merekodkan nilai eksport iaitu sebanyak RM147 juta (RM600.82 juta) dengan jumlah import bernilai RM153 juta iaitu yangmelibatkan sekitar 16,622 tan karbon teraktif. Menurut data yang dirujuk pecahan maklumat terperinci mengenai pengeluaran, pasaran dan nilai karbon teraktif di Malaysia bergantung kepada faktur Nilai Pasaran dan juga nilai Unjuran Pertumbuhan serta Nilai Pasaran Domestik dimana bagi jenis pasaran karbon teraktif di Malaysia bernilai USD 65 juta dan diunjurkan melonjak hampir dua kali ganda kepada USD 123.3 juta menjelang tahun 2028. Dijangka dimana dengan kadar pertumbuhan yang berkembang pesat dimana pertertumbuhan Kadar Tahunan Komposit (CAGR) sebanyak 9.9% iaitu sedikit lebih tinggi berbanding purata pertumbuhan pasaran global (9.8%). Apa pun berdasarkan data rasmi dari Pelan Tindakan Biojisim Negara dimana profil dagangan karbon teraktif dalam Malaysia menunjukkan aliran yang seimbang iaitu dengan  Nilai Eksport bernilai RM147 juta dan Nilai Import sebanyak RM153 juta (melibatkan kemasukan 16,622 tan karbon teraktif ke dalam negara). Dilaporkan dimana sumber pengeluaran Karbon Teraktif ini di Malaysia ia masih lagi ia mempunyai kelebihan strategik dalam pengeluaran karbon teraktif kerana kedudukannya sebagai pengeluar utama komoditi pertanian. Apa pun diantara bahan mentah (biojisim) utama yang selalu digunakan termasuk daripada Produk Karbon Teraktif  Tempurung Kelapa (Coconut Shell) dimana produk ini dilihat sebagai satu sumber premium terbaik untuk negara khusu ini dapat menghasilkan karbon teraktif berkualiti tinggi kerana sifat strukturnya yang mempunyai keliangan mikroskopik yang sangat baik (Sila lihat foto disebelah). Kedua adalah Produk Karbon Teraktif Sisa Sawit (Palm Kernel Shell - PKS) dimana ada kajian dan memandangkan industri sawit Malaysia memang mampu menghasilkan jutaan tan biojisim setahun maka PKS kini menjadi tumpuan utama penyelidikan tempatan untuk dikomersialkan sebagai karbon teraktif semula yang amat berguna bagi mengurangkan kebergantungan kepada bahan import. Sisa industri sawit yang melimpah dengan banyak ini menghasilkan struktur karbon teraktif yang sangat keras dan berkualiti tinggi dimana kini ia membolehkan produk tempatan bersaing sengit dengan karbon isitu ia berasaskan tempurung kelapa import. Kini jumlah permintaan terhadap karbon teraktif di Malaysia sebahagian besarnya dipacu oleh industri penapisan dan pembersihan seperti bagi Industri  Rawatan Air apabila ia digunakan secara meluas untuk menapis loji air domestik dan industri. Ia juga di gunakan dalam Industri Penulenan Udara iaitu KT adalah komponen penting dalam penapis udara industri mahupun rumah bagi menjerap gas meruap (VOC) dan bau. Ketiga ia digunakan dalam Pematuhan Kawal Selia dimana pihak industri tempatan dilaporkan ia semakin banyak menggunakan karbon teraktif bagi mematuhi piawaian dan ciri kelestarian alam sekitar yang lebih ketat. Kini ada banyak kilang baharu kini sedang dibangunkan di kawasan hab perindustrian seperti Klang dan Pulau Indah untuk menukar biojisim sawit ini menjadi karbon teraktif gred eksport yang bernilai tinggi.

Dilaporkan dimana didalam konteks industri dan pasaran global iaitu faktanya karbon teraktif (activated carbon atau activated charcoal) merujuk kepada bahan penjerat berbentuk karbon berliang tinggi yang digunakan secara meluas untuk penapisan air, pembersihan udara, industri makanan dan perubatan. Merujuk kepada data antarabangsa dimana anggaran jumlah pengeluaran, nilai pasaran global serta pengeluar terbesar karbon teraktif di dunia terus berkembang.  Nilai Pasaran Global Karbon Teraktif dan Nilai Pasaran Semasa dipasaran global karbon teraktif bernilai sekitar USD 4.2 - USD 6.04 bilion (RM17.17 -  RM24.69 billion). Pasaran ini ia diunjurkan dan dijangka berkembang pesat dan juga ia dianggarkan boleh mencecah sehingga USD 8.3 - USD 11.9 bilion (RM33.92 - RM48.64 billion) menjelang awal tahun 2030-an dimana ia didorong oleh penguatkuasaan undang-undang alam sekitar dan keperluan penapisan air bersih yang lebih ketat. Jumlah Pengeluaran atau Isipadu Pengeluaran global diunjurkan mencecah sekitar 8.2 juta tan metrik menjelang tahun 2032 dimana di Rantau Asia Pasifik akan mendominasi pasaran dengan memegang syer terbesar iaitu sekitar 43 - 48.9% daripada keseluruhan pasaran dunia disebabkan bekalan bahan mentah yang melimpah. Dilaporkan China adalah pengeluar terbesar KT dengan menghasilkan lebih daripada 60% bekalan karbon teraktif dunia. China didakwa ia memprosesnya berasaskan arang batu (di kawasan Ningxia) serta tempurung kelapa (di kawasan Fujian dan Hainan). Pada masa sama beberapa negara pengeliar KT lain adalah dari USA, Jepun, India, Sri Lanka, Indonesia dan Filipina (dimana tiga negara terakhir merupakan pembekal utama bagi jenis tempurung kelapa). DIlaporkan ada beberapa syarikat Gergasi Industri KT terbesar di dunia termasuk SyarikatCalgon Carbon Corporation (Subsidiari Kuraray oleh USA dan Jepun) yang sudah diiktiraf sebagai pengeluar terbesar bagi jenis karbon teraktif berbutir (granular). Kedua Syarikat Jacobi Carbons Group (di Sweden di bawah Osaka Gas Chemicals) dan juga Syarikat Cabot Norit (kerjasama USA dan Belanda) serta Syarikat Haycarb PLC (Sri Lanka) yang pakar dalam berasaskan tempurung kelapa.  

Di laporkan dimana 'Trend' utama pasaran produk karbon teraktif dunia (activated carbon) dipacu kuat oleh pengetatan undang-undang alam sekitar global serta peningkatan mendadak permintaan terhadap sistem penulenan air dan udara. Saiz pasaran global produk ini dianggarkan bernilai sekitar USD 4.2 - USD 6.04 bilion dan diunjurkan melonjak menghampiri USD 11.9 bilion menjelang pertengahan 2030-an dengan kadar pertumbuhan tahunan (CAGR) antara 4.0% hingga 9.1%. Sebenarnua produk karbon teraktif (activated carbon) dikategorikan kepada beberapa jenis utama berdasarkan bentuk fizikal, saiz zarah, dan kaedah penggunaannya di peringkat industri dunia. Jenis-jenis utama karbon teraktif yang paling banyak ianya ada digunakan di seluruh dunia pertm Jenis Karbon Teraktif Serbuk (Powdered Activated Carbon - PAC) dimana ia berbentuk serbuk halus atau granul mikro dengan saiz zarah kurang daripada 0.18 mm. Kegunaan utama jenis ini adalah untuk kerja rawatan air sisa, loji rawatan air kumbahan awam, dan industri penulenan gas. Ciri kelebihan sebab ia memang mempunyai luas permukaan yang sangat besar per unit isi padu, membolehkan penyerapan berlaku dengan sangat pantas. Lazimnya ditambah terus ke dalam cecair dan kemudian dipisahkan melalui proses penapisan (filtration). Jenis kedua adalah Jenis Karbon Teraktif Butiran atau Jenis Granul (Granular Activated Carbon - GAC) dimana ia berbentuk butiran pasir kasar atau ketulan kecil yang tidak sekata (bersaiz antara 0.2 mm hingga 5 mm). Kegunaan utama jenis ini adalah untuk kerja penapisan air domestik (penapis air rumah), penulenan udara, pengasingan gas, dan pemulihan pelarut (solvent recovery). Ciri kelebihannya ia dilaporkan mempunyai jangkahayat yang lebih lama jika dibanding PAC dan kadar aliran (flow rate) cecair atau gas melaluinya adalah lebih baik tanpa menyebabkan sekatan tersumbat. Ketiga ada Jenis Karbon Teraktif Tersemperit atau Jenis Pelet (Extruded / Pelletized Activated Carbon - EAC) yang mana ia berberbentuk silinder atau pelet kecil yang seragam. Ia dihasilkan dengan mencampurkan karbon teraktif bersama bahan pengikat (binder) sebelum ditekan keluar (extruded). Apa pun kegunaan utama jenis ini adalah dalam aplikasi fasa gas seperti sistem pengudaraan, penapis topeng gas (gas mask), kawalan pelepasan industri, dan penapis udara kereta. Kelebihannya ia mempunyai penurunan tekanan (pressure drop) yang sangat rendah dan kekuatan mekanikal yang tinggi (tidak mudah hancur menjadi habuk apabila dilalui gas bertekanan tinggi). Keempat ada Jenis Karbon Teraktif Berliang atau Karbon Teraktif Manik (Bead Activated Carbon - BAC) dimana jenis ini ia berbentuk sfera atau manik bulat yang licin (bersaiz sekitar 0.35 hingga 0.8 mm). Biasanya diperbuat daripada petroleum pitch (Sila lihat foto disebelah).  Kegunaan utamanya adalah untuk perawatan air berketulenan tinggi (seperti ia digunakan dalam industri semikonduktor atau farmaseutikal) dan sistem penapisan udara katrij. Kelebihan jenis ini ia mempunyai rintangan yang sangat tinggi terhadap haus dan lusuh (attrition), kurang menghasilkan habuk, dan sangat sesuai untuk aplikasi aliran terbendalir (fluidized bed). Kelima ada Jenis Karbon Teraktif Kain atau Gentian Karbon Teraktif (Activated Carbon Fiber / Cloth - ACC/ ACF) diman jenis ini ia diubahsuai dalam bentuk tekstil, kain, atau gentian mikro. Kegunaan utama sebagai bahan pembalut luka perubatan (untuk menyerap bau dan bakteria), pakaian perlindungan tentera atau kimia dan penapis udara premium. Kelebihan: Kadar penyerapan yang jauh lebih pantas daripada bentuk butiran atau serbuk, serta sangat fleksibel untuk dibentuk mengikut acuan produk tekstil. Dilaporkan dimana cara pengelasan Mengikut Bahan Mentah juga di lakukan iaitu selain bentuk fizikal, industri dunia juga membahagikan karbon teraktif berdasarkan sumber bahan mentahnya. Pertama adalah Jenis Karbon Berasaskan Tempurung Kelapa (Coconut Shell) dimana jenisi ni ia paling popular di Asia Tenggara kerana mempunyai liang mikro (micropores) yang sangat halus, sangat sesuai untuk penapisan air minum dan pemulihan emas. Kedua ada Jenis Karbon Berasaskan Batu Arang (Coal-based) yang manan ia mempunyai liang mesopori yang seimbang, sesuai untuk rawatan air sisa industri dan penapisan udara tebal. Ketiga ada Karbon berasaskan kayu (Wood-based) iaitu ia mempunyai liang makropori yang besar, sangat efektif untuk menghilangkan warna (decolorization) dalam industri makanan dan minuman (seperti penulenan gula). Artikel ini di tulis dalam dua (2) segmen iaitu Part 1 dan Part 2 yang disyorkan untuk di baca dan di fahami kesemuanya. Semuga tulisan artikel ini memberi info berguna kepada semua para pembaca blog anim ngro technology kali ini. Wasallam.....

KARBON TERAKTIF... BANYAK JENISNYA....

ACTIVATED CARBON...BANYAK GUNANYA...

NEGARA MANA... BANYAK HASILKANNYA...
BACA ARTIKEL ... MENDAPAT FAKTANYA...

By,
M Anem,
Senior Agronomist,
Taman Balai Panjang Murni,
Bandar Melaka,
Melaka,
Malaysia.
(18 Jamadilawal 1448H).