SKRIPSI - repository.unair.ac.idrepository.unair.ac.id/25730/7/LESTARI.compressed (1).pdf · ADLN...

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Puji Lestari Pembuatan dan Karakterisasi Membran Komposit

Kitosan – Selulosa Diasetat – TiO2 untuk Pengolahan Limbah Deterjen

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MEMBRAN KOMPOSIT

KITOSAN – SELULOSA DIASETAT – TiO2 UNTUK PENGOLAHAN

LIMBAH DETERJEN

SKRIPSI

PUJI LESTARI

PROGRAM STUDI S-1 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2012


ii



PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MEMBRAN KOMPOSIT

KITOSAN – SELULOSA DIASETAT – TiO2 UNTUK PENGOLAHAN

LIMBAH DETERJEN

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Bidang Kimia Pada Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga Surabaya

Oleh:

PUJI LESTARI

NIM 080810106

Tanggal Lulus:

18 Juli 2012

Disetujui oleh :

Pembimbing I, Pembimbing II,

Siti Wafiroh, S.Si, M.Si. Harsasi Setyawati, S.Si, M.Si.

NIP. 19681209 199411 2 001 NIK. 139080769


iv



PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam

lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi

perpustakaan, tetapi pengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan sumbernya

sesuai kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga


v



KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,

sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Pembuatan dan

Karakterisasi Membran Komposit Kitosan – Selulosa Diasetat - TiO2 untuk

Pengolahan Limbah Deterjen dengan tepat waktu. Sholawat serta salam semoga

tercurahkan kepada Rasulallah Muhammad SAW yang memberi tauladan bagi

manusia.

Penyusun menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidak lepas dari bantuan

berbagai pihak, untuk itu penyusun menyampaikan terima kasih kepada:

1. Ibu Siti Wafiroh, S.Si, M.Si. selaku pembimbing I dan Ibu Harsasi

Setyawati, S.Si, M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan

semangat, saran, motivasi, doa dan bimbingan sampai terselesaikan

skripsi ini.

2. Bapak Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA selaku Dosen Wali yang

membimbing serta memberikan banyak saran.

3. Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku Ketua Departemen Kimia

yang senantiasa memberikan dukungan.

4. Ibu Dra. Usreg Sri Handajani, M.Si dan Dr. Sri Sumarsih, M.Si selaku

dosen penguji yang telah memberikan banyak saran dan dukungan.

5. Seluruh keluarga besar Departemen Kimia, Fakultas Sains dan

Teknologi yang telah memberikan banyak ilmu, masukan dan

dukungan.




6. Ibu Hj. Saemah dan bapak selaku orang tua, Mas Siswanto dan Mas

Agus Salim tercinta yang memberikan kasih sayang, motivasi, do’a,

kepercayaan, dan dukungan baik secara moril maupun materi serta

Mbak Titin yang telah melahirkan jagoan saya Enrico.

7. Teman – teman laboratorium Kimia Fisik: Laras, Della dan teman-

teman KB: sari, ryan, anggi, ayu, nadya, aci, yan polan, jemmy, mbak

ita S, Farm yang telah memberi dukungan dan semangat

8. Mas Kasanul Karim yang telah meluangkan banyak waktu, perhatian

dan tenaga lemburnya.

9. Teman – teman angkatan 2008 yang senantiasa menemani dalam

menuntut ilmu dan adik – adik angkatan 2009, 2010, dan 2011 yang

telah memberikan banyak dukungan.

10. Serta pihak – pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang

banyak memberikan saran, masukan dan pengalamannya.

Penyusun menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak

kekurangan, sehingga penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun

demi perbaikan skripsi ini selanjutnya. Penyusun berharap skripsi ini dapat

bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan khususnya dalam pengolahan

limbah deterjen.

Surabaya, Juli 2012

Penyusun

Puji Lestari

vi




Ku persembahkan kemenangan ini untuk:

Ibunda tercinta, Ibu Hj. Saemah yang telah menjadi orangtua yang sangat

sempurna, bekerja dan mengajarkan perjuangan seorang perempuan, yang

tiada kenal lelah tiap malam bersujud memohonkan yang terbaik untuk

anak paling bungsunya ini.

Mas Siswanto, sebagai anak pria sulung yang menggantikan posisi Bapak

dalam mendidik pribadi dan membiayai pendidikan saya walaupun jauh

dimata

Mas Agus Salim, sebagai anak ke-2 yang selalu menjaga, melindungi dan

membantu membiayai pendidikan adeknya sekuat tenaga walaupun

sekarang jauh diseberang pulau.

Sahabat ku Arif Nurul Hidayanti yang telah mengajarkan arti perjuangan

walaupun telah terlebih dulu dipanggil Allah SWT.

Semua teman-temanku dimanapun kalian berada.


vii



Lestari, Puji., 2012. Pembuatan dan Karakterisasi Membran Komposit

Kitosan – Selulosa Diasetat – TiO2 untuk Pengolahan Limbah Deterjen,

Skripsi di bawah bimbingan Siti Wafiroh, S.Si, M.Si. dan Harsasi Setyawati

S.Si, M.Si., Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas

Airlangga.

ABSTRAK

Teknologi membran telah berkembang dengan pesat dan memiliki berbagai

keunggulan baik secara tehnik maupun ekonomi sehingga sering kali digunakan

dalam proses pemisahan maupun pemurnian. Tujuan penelitian ini adalah

mengetahui pembuatan, karakterisasi dan pengaruh penambahan TiO2 pada

membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2. Sintesis kitosan dari

cangkang rajungan dilakukan melalui tahap deproteinasi, demineralisasi,

depigmentasi dan deasetilasi. Sintesis selulosa diasetat dari batang pisang kepok

dilakukan melalui tahap pembuatan pulp, bleaching dan asetilasi. Pencetakan

membran dilakukan dengan metode inversi fasa dengan variasi konsentrasi

selulosa diasetat 2%; 4%; 6%; 8%; 10%. Membran dengan sifat mekanik optimal

pada variasi selulosa diasetat 4% dibuat membran komposit dengan variasi

konsentrasi TiO2 0,1; 0,15%; 0,20; 0,25%; 0,30%. Membran komposit kitosan –

selulosa diasetat – TiO2 yang dihasilkan dikarakterisasi dengan pengukuran

ketebalan, kinerja, sifat mekanik, morfologi dan diaplikasikan untuk pengolahan

limbah deterjen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi

selulosa diasetat, semakin banyak pori membran sehingga fluks meningkat dan

semakin besar konsentrasi TiO2 yang digunakan maka semakin besar sifat

mekanik dan rejeksi membran. Membran variasi TiO2 yang optimal dengan

konsentrasi kitosan 3%, selulosa diasetat 4%, dan TiO2 0,3% mempunyai

karakteristik ketebalan 0,01 mm, fluks 1099,95 L/m2.hari, rejeksi 97,70%, stress

0,0225 kN/mm2, strain 0,0576 dan Modulus Young 0,3906 kN/mm2 dan dapat

diaplikasikan untuk pengolahan limbah deterjen dengan fluks 832,93 L/m2.hari

dan rejeksi 95,39%.

Kata kunci: kitosan, selulosa diasetat, membran, TiO2, deterjen

viii




Lestari, Puji., 2012. The Production and The Characterization of Composite

Membrane of Chitosan-Cellulose Diacetate-TiO2 for Waste Detergent

Treatment, This script under guidance Siti Wafiroh, S.Si., M.Si, and Harsasi

Setyawati, S.Si., M.Si., Department of Chemistry, Faculty of Science and

technology, Universitas Airlangga.

ABSTRACT

Membrane technology has grown rapidly and has many advantages both

technically and economically so often used in separation and purification process.

The purpose of this research was to determine the production, characterization and

the effect variation of TiO2 on composite membranes of chitosan - cellulose

diacetate - TiO2. Synthesis chitosan from small crab shell use deproteination,

demineralization, depigmentation and deacetylation stage. Synthesis cellulose

diacetate from banana kepok use phase pulping, bleaching and acetylation.

Printing membrane use phase inversion method by varying the concentration of

cellulose diacetate 2%, 4%, 6%, 8%, 10%. Membranes with optimal mechanical

properties of cellulose diacetate in the variation of 4% is made to composite

membranes with concentration variation of TiO2, 0.1% 0.15%, 0.20%, 0.25%,

0.30%. Composite membrane of chitosan - cellulose diacetate - TiO2 produced

was characterized by thickness, performance, mechanical, morphology and

applied to waste detergent treatment. The results showed that the increasing of

concentration of cellulose diacetate make more the porous membrane so the flux

increases and the greater the concentration of TiO2 is used the more mechanical

and properties of the membrane. Variation of the optimal TiO2 membrane with

concentration of chitosan 3%, cellulose diacetate 4% and TiO2 0.3% have

characteristic of a thickness of 0.01 mm, flux 1099.95 L/m2.day, rejection

97.70%, stress 0.0225 kN/mm2, strain 0.3906 and Modulus Young 0.0576

kN/mm2 and can be applied to waste detergent treatment process with flux 832.93

L/m2.day and rejection 95.39%.

Keywords: chitosan, cellulose diacetate, membrane, TiO2, detergent


ix



DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

LEMBAR PERNYATAAN............................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iii

LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ...................................... iv

KATA PENGANTAR .................................................................................... v

ABSTRAK ...................................................................................................... vii

ABSTRACT ................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................. ix

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang Permasalahan ........................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 6

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................... 6

1.4 Manfaat Penelitian ......................................................................... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 7

2.1 Rajungan ....................................................................................... 7

2.2 Kitin .............................................................................................. 7

2.3. Kitosan .......................................................................................... 9

2.4 Pembuatan Kitosan. ....................................................................... 11

2.5 Karakterisasi Kitin dan Kitosan ..................................................... 13

2.6 Pisang Kepok................................................................................. 15

2.7 Selulosa ......................................................................................... 17

2.8 Selulosa Diasetat ........................................................................... 19

2.9 Membran ....................................................................................... 20

2.10 Karakterisasi Membran ................................................................. 21

2.11 TiO2.............................................................................................. 23

2.12 Deterjen ........................................................................................ 26

2.13 Natrium Lauryl Sulfat (NaLS) ...................................................... 28

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................... 29

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................ 29

3.2 Bahan dan Alat Penelitian .............................................................. 29

3.2.1 Bahan – bahan ...................................................................... 29


x



3.2.2 Alat – alat ............................................................................. 29

3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 30

3.4 Prosedur Penelitian. ....................................................................... 31

3.4.1 Pembuatan larutan pereaksi ................................................. 31

3.4.2 Isolasi kitin dan pembuatan kitosan..................................... 34

3.4.3 Karakterisasi kitin dan kitosan ............................................. 35

3.4.4 Pembuatan selulosa diasetat ................................................ 36

3.4.5 Karakterisasi selulosa diasetat ............................................. 38

3.4.6 Pembuatan membran komposit kitosan – selulosa

diasetat – TiO2 .................................................................... 39

3.4.7 Karakterisasi membran kitosan dengan variasi konsentrasi

selulosa diasetat .................................................................. 40

3.4.7.1 Pengukuran ketebalan membran kitosan dengan

variasi konsentrasi selulosa diasetat ......................... 40

3.4.7.2 Penentuan sifat mekanik membran kitosan

dengan variasi konsentrasi selulosa diasetat ............. 40

3.4.8 Karakterisasi membran komposit kitosan – selulosa

diasetat – TiO2 .................................................................... 41

3.4.8.1 Pengukuran ketebalan membran komposit

kitosan - selulosa diasetat – TiO2.......................... 41

3.4.8.2 Penentuan kinerja (permeabilitas dan

perselektivitas) membran komposit kitosan –

selulosa diasetat – TiO2 ......................................... 41

3.4.8.3 Penentuan sifat mekanik membran komposit

kitosan – selulosa diasetat – TiO2 .......................... 42

3.4.8.4 Uji Fourier transform Infra Red (FT-IR) pada

membran............................................................... 42

3.4.8.5 Uji morfologi membran dengan SEM.................... 42

3.4.9 Penentuan panjang gelombang maksimum NaLS dengan

metode MBAS (Metylen Blue Active Substances) ................ 43

3.4.10 Pembuatan kurva standar NaLS ........................................... 43

3.4.11 Pengolahan limbah deterjen dengan membran komposit

kitosan – selulosa diasetat- TiO2 ......................................... 44

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 45

4.1 Hasil Isolasi Kitin dan Pembuatan Kitosan ...................................... 45

4.2 Hasil Karakterisasi Kitin dan Kitosan ............................................. 47

4.3 Hasil Pembuatan Selulosa Diasetat ................................................. 51

4.4 Hasil Karakterisasi Selulosa Diasetat .............................................. 53


xi



4.5 Hasil Pembuatan Membran Komposit Kitosan – Selulosa

Diasetat – TiO2 .............................................................................. 56

4.6 Hasil karakterisasi Membran Kitosan – Selulosa Diasetat dengan

variasi Konsentrasi Selulosa Diasetat ............................................. 58

4.6.1 Hasil pengukuran ketebalan membran kitosan dengan

variasikonsentrasi selulosa diasetat ....................................... 58

4.6.2 Hasil penentuan sifat mekanik membran kitosan – selulosa

diasetat dengan variasi konsentrasi selulosa diasetat.............. 59

4.7 Hasil Karakterisasi Membran Komposit Kitosan – Selulosa

Diasetat – TiO2 .............................................................................. 60

4.7.1 Hasil pengukuran ketebalan membran komposit kitosan -

selulosa diasetat – TiO2 ......................................................... 60

4.7.2 Hasil kinerja (permeabilitas dan perselektivitas) membran

komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 .......................... 61

4.7.3 Hasil penentuan sifat mekanik membran komposit kitosan –

selulosa diasetat – TiO2 ......................................................... 64

4.7.4 Hasil uji Fourier transform Infra Red (FT-IR) pada

membran .............................................................................. 66

4.7.5 Hasil morfologi membran dengan SEM ................................. 68

4.8 Hasil Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Larutan NaLS

dengan Metode MBAS .................................................................. 69

4.9 Hasil Penentuan Kurva Standar NaLS ............................................ 71

4.10 Hasil Pengolahan Limbah Deterjen ................................................ 71

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan.................................................................................... 74

5.2 Saran ............................................................................................. 75

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 76

LAMPIRAN


xii



DAFTAR TABEL

Tabel Judul Halaman

2.1 Sumber kitin dari berbagai jenis hewan....…………………. 8

2.2 Berbagai kandungan selulosa dalam tanaman........................ 18

2.3 Perbandingan sifat TiO2 jenis rutile dan anatase ………….. 25

4.1 Analisis gugus fungsi kitin ……............................................ 48

4.2 Analisis gugus fungsi kitosan …………………………........ 49

4.3 Analisis gugus fungsi selulosa .............….....……………… 54

4.4 Analisis gugus fungsi selulosa diasetat.................................. 54


xiii



DAFTAR GAMBAR

Gambar Judul Halaman

2.1 Struktur kitin…………….……………………………. 8

2.2 Struktur kitosan……….…................................................ 9

2.3 Reaksi pembentukan kitosan…………...……....…....... 13

2.4 Susunan serat, fibril dan selulosa …………………...... 17

2.5 Struktur selulosa………..……………….…………….. 18

2.6 Struktur selulosa diasetat................................................... 19

2.7 Struktur kristal TiO2 ………………........……………... 24

2.8 Sistem kristal titanium dioksida (TiO2).……………....... 25

2.9 Struktur deterjen secara skematik………..……………... 26

2.10 Struktur NaLS…….…………………………………….. 28

3.1 Reaktor fotokatalitik …………………………………... 44

4.1 Serbuk rajungan (a), kitin (b) dan kitosan (c)................... 47

4.2 Kelarutan kitin (a) dan kitosan (b) dalam asam asetat 2% 48

4.3 Spektrum FT-IR kitin........................................................ 48

4.4 Spektrum FT-IR kitosan.................................................... 49

4.5 Serat sebelum di refluks (a) dan serat ketika direfluks (b) 51

4.6 Pulp sebelum diputihkan (a) dan pulp setelah diputihkan

(b)...................................................................................... 52

4.7 Selulosa diasetat hasil sintesis........................................... 53

4.8 Spektrum FT-IR selulosa dan selulosa diasetat................. 54

4.9 Membran komposit tanpa TiO2 (a) dan membran

komposit dengan penambahan TiO2 (b)............................ 58

4.10 Grafik hubungan ketebalan rata-rata membran dengan

variasi konsentrasi selulosa diasetat.................................. 59

4.11 Grafik hubungan variasi konsentrasi selulosa diasetat

dengan stress ..................................................................... 60


xiv



Grafik hubungan konsentrasi TiO2 dengan strain.............

Grafik hubungan konsentrasi TiO2 dengan Modulus

Young.................................................................................

Spektrum membran kitosan – selulosa diasetat – TiO2.....

Hasil SEM permukaan membran komposit kitosan –

selulosa diaseta –TiO2.......................................................

Hasil SEM penampang melintang membran komposit

kitosan selulosa diasetat –TiO2 .........................................

Mekanisme reaksi NaLS dengan metilen biru..................

Kurva standar NaLS..........................................................

4.12 Grafik hubungan ketebalan rata – rata membran dengan

variasi konsentrasi TiO2 ..................................................... 61

4.13 Grafik fluks membran komposit dengan variasi

konsentrasi TiO2 ................................................................ 62

4.14 Grafik rejeksi membran komposit dengan variasi

konsentrasi TiO2 hasil filtrasi ............................................. 62

4.15 Grafik hubungan variasi konsentrasi TiO2 terhadap

stress ................................................................................. 64

4.16 64

4.17

66

4.18 67

4.19

68

4.20

69

4.21 70

4.22 71




DAFTAR LAMPIRAN

Tabel Judul

1 Data hasil perubahan massa cangkang rajungan pada proses isolasi

kitin dan pembuatan kitosan

2 Data penentuan berat molekul rata-rata kitosan

3 Data hasil penentuan derajat deasetilasi kitin

4 Data hasil penentuan derajat deasetilasi kitosan

5 Data hasil perubahan massa batang pisang kepok pada proses isolasi

selulosa dan pembuatan selulosa diasetat

6 Data penentuan berat molekul rata – rata selulosa diasetat

7 Data ketebalan membran komposit

8 Data hasil pengukuran sifat mekanik membran kitosan – selulosa

diasetat

9 Data hasil pengukuran kinerja membran

10 Data hasil penentuan kurva standar NaLS

11 Data hasil penentuan panjang gelombang maksimum NaLS

12 Data hasil FT-IR kitin

13 Data hasil FT-IR kitosan

14 Data hasil FT-IR selulosa

15 Data hasil FT-IR selulosa diasetat

16 Data hasil FT-IR membran kitosan-selulosa diasetat

17 Data hasil FT-IR membran kitosan-selulosa diasetat-TiO2

xv




BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Permasalahan

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi kehidupan. Air yang

dibutuhkan oleh makhluk hidup adalah air yang bersih dan sehat yaitu air yang

tidak mengandung bibit penyakit, bahan kimia yang beracun serta partikel-partikel

pengotor. Dalam kehidupan sehari-hari manusia menggunakan air untuk berbagai

keperluan seperti minuman, industri, pertanian dan lain sebagainya (Darmono,

2001).

Data dari Dinas Pekerjaan Umum Jakarta bersama tim JICA menunjukkan

bahwa pada tahun 2010, 75% pencemaran air disebabkan oleh buangan limbah

domestik dengan jumlah buangan 1.038.205 m3/hari. Berbagai sumber limbah

domestik salah satunya akibat adanya deterjen. Deterjen yang beredar di pasaran

pada umumnya merupakan deterjen dengan bahan aktif surfaktan LAS (Linear

Alkilbenzene Sulfonat (III) yang berasal dari petroleum (minyak bumi). Surfaktan

LAS merupakan salah satu surfaktan anionik yang banyak digunakan sebagai

bahan pembuat deterjen (Watkins, 2001). Setelah digunakan, LAS terbuang ke

ekosistem menjadi air limbah dan jika terakumulasi ke lingkungan dalam jumlah

yang banyak sehingga dapat menyebabkan rusaknya biota dalam perairan (Leon et

al., 2001). Keberadaan deterjen di perairan sangat berbahaya karena menimbulkan

bau, sulit terdegradasi dan busa yang dihasilkan mengganggu proses larutnya

oksigen dalam air (Boricha and Murthy, 2010).

1




2

Beberapa proses pengolahan limbah deterjen yang telah dilakukan antara

lain melalui degradasi anaerobik dengan persentase degradasi sebesar 79% namun

membutuhkan waktu yang sangat lama yaitu 165 hari (Lara-martin et al., 2007).

Pengolahan deterjen dengan metode fotokatalitik dengan material TiO2

mendegradasi NaLS sebesar 60% namun memiliki kelemahan dalam hal

pemisahan katalis setelah proses degradasi dan daya adsorpsi katalis terhadap

limbah (Doan dan Saidi, 2008). Sementara melalui degradasi anaerobik mampu

mendegradasi deterjen sebesar 53% namun membutuhkan waktu 270 hari (Duarte

et al., 2010). Proses degradasi aerobik melalui bakteri Camomonas testoteroni

menunjukkan pertumbuhan bakteri pada waktu inkubasi 40 jam dan hasil

degradasi deterjen 87,5%, namun kelemahan dari degradasi ini adalah

memerlukan waktu degradasi yang sangat lama (Schleheck et al, 2010). Proses

degradasi deterjen menggunakan karbon aktif mampu mendegradasi deterjen

sebesar 80%, tetapi memerlukan waktu lama, kontrol pH yang sulit dan kontrol

temperatur yang sesuai (Duman et al., 2010).

Dari uraian di atas diperlukan suatu teknik pengolahan limbah deterjen

yang dapat mengatasi kelemahan metode sebelumnya. Teknologi membran

memberikan keuntungan bagi masyarakat luas. Keunggulan penggunaan membran

adalah energi yang dibutuhkan sedikit karena tidak memerlukan energi untuk

perpindahan fasa, tidak membutuhkan banyak biaya dan modal. Proses operasinya

sederhana dan menggunakan alat – alat yang relatif mudah ditemukan (Baker et

al., 2004).




3

Saat ini, proses pemisahan dengan membran digunakan dalam berbagai

pemisahan, baik untuk menguji kualitas air industri dan rumah tangga (Majewska,

2005 dan 2006), mikropartikel dan makropartikel, koloid, senyawa organik

terlarut (DOM) dll. (Zularisam et al., 2007 dan Mohammadi et al., 2008),

makanan dan industri farmasi untuk mendapatkan produk dengan kualitas yang

tinggi serta berbagai industri lainnya (Arthanareeswaran et al., 2004). Selain itu

pengembangan pengolahan deterjen menggunakan membran telah dikembangkan

antara lain dengan membran kitosan yang mampu mendegradasi deterjen sebesar

86,43% (Santoso, 2006), hasil penelitian menunjukkan bahwa pada peningkatan

konsentrasi kitosan, sifat mekanik membran meningkat namun fluks menurun dan

menggunakan membran selulosa asetat yang mampu mendegradasi NaLS 93,09%

(Prasetyo, 2002), hasil penelitian menunjukkan pada peningkatan konsentrasi

selulosa asetat, fluks membran meningkat namun sifat mekaniknya rendah.

Beberapa parameter penting dalam menentukan kualitas suatu membran

yang baik diantaranya mempunyai permeabilitas yang tinggi, permeselektifitas

yang tinggi, stabil pada temperatur yang tinggi, kestabilan mekanik dan tahan

terhadap zat kimia yang akan dipisahkan (Baker, 2004).

Salah satu membran polimer yang dikembangkan saat ini adalah membran

selulosa asetat (CA). Kelebihan dari selulosa asetat sebagai material membran

adalah sifatnya rejeksi tinggi, mudah untuk di produksi, dan bahan mentahnya

merupakan sumber yang dapat diperbaharui (renewable). Kekurangan membran

selulosa asetat adalah sangat sensitif terhadap pH dengan rentang antara 2-8.

Selulosa diasetat sangat biodegradabel, sifatnya sangat rentan terhadap mikroba




4

yang terdapat di alam (Drioli, 2009) dan memiliki fluks yang tinggi namun sifat

mekaniknya rendah.

Untuk proses pemisahan yang optimal diperlukan membran yang

dikompositkan dengan senyawa lain agar didapatkan membran yang memiliki

fluks tinggi dan sifat mekanik yang tinggi (Drioli, 2009). Untuk itu, diperlukan

modifikasi untuk meningkatkan gugus reaktif dalam material membran seperti

penambahan kitosan (Liu et al., 2006 and Boricha et al., 2010). Kitosan adalah

poli 2-amino-2-deoksi-β-D-glukosa, merupakan turunan dari kitin, poli-β-N-

asetil-D-glukosamin, yang merupakan suatu amino polisakarida alami paling

berlimpah di alam. Kitosan diperoleh melalui proses deasetilasi dari kitin, dimana

gugus asetil pada kitin, oleh hidrogen diubah menjadi gugus amina dengan

penambahan larutan basa kuat berkonsentrasi tinggi (Planas, 2002). Sebagai

membran, kitosan memiliki kelebihan seperti sifat permeabilitas yang tinggi,

memiliki kemampuan membentuk film yang bagus, memiliki sifat mekanik yang

kuat, murah dan tidak beracun serta mudah didapatkan (Khor, 2002). Di samping

itu kelemahan kitosan adalah larut dalam medium cair yang bersifat asam lemah

serta memiliki fluks dan stabilitas yang rendah dalam proses pemisahan (Boricha

and Murthy, 2010).

Membran merupakan lapisan tipis memiliki sifat rapuh dan tidak bertahan

lama sehingga perlu dikompositkan dengan senyawa lain agar diperoleh membran

yang kuat (Jayakumar et al., 2011). Selama beberapa waktu, bahan anorganik

dengan struktur yang spesifik dalam berbagai aplikasinya sebagai nanofiber,

nanotubes dan nanorods telah menarik perhatian seperti TiO2. TiO2 telah




5

dipelajari dalam aplikasinya sebagai fotokatalis (Doan et al., 2008), sensor gas

dan biomaterial. TiO2 memiliki kemampuan bereaksi secara sempurna

(biokompatibilitas) yang baik, mempercepat reaksi dan sifat antikorosif yang

sangat kuat sebagai bahan tambahan pada lapisan tipis di permukaan dan akhir –

akhir ini digunakan sebagai bahan pengisi untuk matriks polimer (Jayakumar et

al., 2011 and Liu et al., 2011).

Berdasarkan uraian di atas penelitian ini akan mengkompositkan kitosan -

selulosa diasetat – TiO2 dengan tujuan untuk membentuk membran dengan sifat

mekanik yang kuat dan fluks yang tinggi serta dapat mengolah limbah deterjen

secara optimal. Kitosan diperoleh dari deasetilasi kitin cangkang rajungan.

Kitosan dikarakterisasi dengan uji kelarutan, derajat deasetilasi dan berat molekul.

Sedangkan selulosa diasetat dibuat dari selulosa serat batang pisang kepok dan

dikarakterisasi melalui analisis gugus fungsi dan penentuan berat molekul.

Membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dibuat dengan variasi

konsentrasi selulosa diasetat 2,0%; 4,0%; 6,0%; 8,0%; dan 10,0% (b/v) dan

variasi konsentrasi TiO2 0,10%; 0,15%; 0,2%; 0,25%; dan 0,3 % (b/v). Membran

komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dikarakterisasi dengan pengukuran

tebal membran, uji kinerja membran, uji sifat mekanik, morfologi dan

kemampuannya dalam mengolah limbah deterjen.




6

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara membuat membran komposit kitosan – selulosa diasetat -

TiO2?

2. Bagaimana karakteristik membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2?

3. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi TiO2 terhadap kinerja membran dan

sifat mekanik membran pada pengolahan limbah deterjen?

1.3 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui cara membuat membran komposit kitosan – selulosa diasetat-TiO2.

2. Mengetahui karakteristik membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2.

3. Mengetahui pengaruh variasi konsentrasi TiO2 terhadap kinerja membran dan

sifat mekanik membran pada pengolahan limbah deterjen.

1.4 Manfaat

Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai pengolahan

limbah deterjen yaitu dengan membran komposit kitosan – selulosa diasetat -

TiO2 dari cangkang rajungan dan batang pisang kepok. Diharapkan dalam

penelitian ini dapat digunakan sebagai sumbangan pemikiran bagi perkembangan

ilmu dibidang lingkungan dan teknologi, khususnya dalam penanganan

pengolahan limbah deterjen.




BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Rajungan (Portunus pelagicus)

Rajungan (Portunus pelagicus) merupakan salah satu komoditas ekspor sektor

perikanan Indonesia yang dijual dalam bentuk rajungan beku atau kemasan dalam

kaleng. Dari aktivitas pengambilan dagingnya oleh industri pengolahan rajungan

dihasilkan limbah kulit keras (cangkang) cukup banyak yang jumlahnya dapat

mencapai sekitar 40-60 % dari total berat rajungan. Cangkang rajungan ini dapat

dimanfaatkan sebagai campuran pakan ternak, tetapi pemanfaatan ini belum dapat

mengatasi limbah cangkang rajungan secara maksimal (Srijanto, 2003). Padahal

limbah cangkang rajungan masih mengandung senyawa kimia cukup banyak,

diantaranya ialah protein 20 – 40 %, mineral (CaCO3) 20 – 30 % dan kitin 20 – 40 %

(Khor, 2001).

2.2 Kitin

Kitin berasal dari bahasa yunani chitin, yang berarti kulit kuku. Kitin

merupakan komponen utama dari eksoskeleton invertebrate, crustacean, insekta dan

juga dinding sel fungi dan yeast dimana komponen ini berfungsi sebagai komponen

penyokong dan pelindung. Senyawa kitin adalah suatu polimer golongan polisakarida

yang tersusun atas satuan-satuan β-(1,4)-2-asetamida-2-deoksi-D-glukosa. Nama lain

senyawa kitin adalah 2-asetamida-2-deoksi-D-glukopiranosa (Kumar et al., 2000).

Struktur kitin ditunjukkan pada Gambar 2.1

7




8

Gambar 2.1 Struktur kitin

Kitin merupakan salah satu dari polisakarida yang paling banyak ditemukan

selain selulosa dan starch (zat tepung). Kitin menduduki peringkat kedua setelah

selulosa sebagai komponen organik paling banyak di alam. Selulosa dan starch

merupakan zat penting bagi tumbuhan untuk membentuk makanannya (zat

karbohidrat) dan pembentukan dinding sel. Kitin banyak ditemukan secara alamiah

pada kulit jenis crustacea, antara lain kepiting, udang, dan lobster (Twu et al., 2003).

Kitin merupakan polimer alamiah yang dapat di temukan di alam berbeda–beda

besarnya tergantung pada sumbernya. Sumber kitin dari beberapa jenis hewan

ditunjukkan pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 Sumber kitin dari berbagai jenis hewan

Sumber Kitin (%)

Fungi (jamur) 5-20

Worm (cacing) 3-20

Aquids / octopus (gurita) 30

Spiders (laba-laba) 38

Cockroaces (kecoa) 38

Water beetle (kumbang air) 37

Silk worm 44

Hermit crab 69

Kepiting 71

Udang 20 - 30

Sumber: Khor (2001)




9

Kitin adalah senyawa yang stabil terhadap reaksi kimia, tidak beracun (non

toxic) dan bersifat biodegradable. Kitin tidak larut dalam air (bersifat hidrofobik),

alkohol serta tidak larut dalam asam maupun alkali encer. Kitin dapat larut dengan

proses degradasi menggunakan asam-asam mineral pekat, seperti asam formiat

anhidrat (Mourya et al., 2008).

2.3 Kitosan

Kitosan dihasilkan dari deasetilasi kitin, terdiri dari rantai molekul glukosa

yang panjang dan berat molekul yang tinggi. Perbedaan antara kitin dan kitosan

adalah pada setiap cincin molekul kitin terdapat gugus asetil (-CH3-CO) pada atom

karbon kedua, sedangkan pada kitosan terdapat gugus amina (-NH2). Kitosan dapat

dihasilkan melalui proses deasetilasi yaitu dengan cara direaksikan dengan

menggunakan alkali dengan konsentrasi tinggi dengan waktu yang relatif lama dan

suhu tinggi. Kitosan adalah biopolimer yang larut dalam larutan asam. Sedangkan

dalam larutan alkali, kitosan akan mengendap (Kumar et al., 2000) Struktur kitosan

ditunjukkan pada Gambar 2.2

Gambar 2.2 Struktur kitosan

Kitosan merupakan kopolimer D-glucosamine dan N-acetyl-D-glucosamine

dengan ikatan ß-(1,4), yang diperoleh dari deasetilasi polisakarida kitin. Kitosan




10

mempunyai nama kimia Poly d-glucosamine (β (1,4) 2-amino-2-deoxy-D-glucose)

(Djaeni et al., 2003).

Kitosan diperoleh dengan berbagai macam bentuk morfologi diantaranya

struktur yang tidak teratur, bentuknya kristalin atau semikristalin. Selain itu dapat

juga berbentuk padatan amorf berwarna putih dengan struktur kristal tetap dari

bentuk awal kitin murni. Kitin memiliki sifat biologi dan mekanik yang tinggi

diantaranya adalah biorenewable, biodegradable, dan biofungsional. Kelarutan

kitosan dalam larutan asam serta viskositas larutannya tergantung dari derajat

deasetilasi dan derajat degradasi polimer (Gupta, 2011).

Suatu molekul dikatakan kitin bila mempunyai derajat deasetilasi (DD)

sampai 10% dan kandungan nirogennya kurang dari 3-5%, dikatakan kitosan bila

nitrogen yang terkandung pada molekulnya lebih besar dari 5% berat dan derajat

deasetilasi lebih dari 70% (Khor, 2001).

Kitosan kering tidak mempunyai titik lebur. Penyimpanan kitosan dalam

jangka waktu yang relatif lama menyebabkan sifat keseluruhan dan viskositasnya

akan berubah. Bila kitosan disimpan lama dalam keadaan terbuka maka akan terjadi

dekomposisi warna menjadi kekuningan dan viskositasnya berkurang (Khor, 2002).

Kitosan tidak larut dalam air namun larut dalam asam, memilki viskositas

cukup tinggi ketika dilarutkan, sebagian besar reaksi karakteristik kitosan merupakan

reaksi karakteristik kitin. Adapun berbagai solvent yang digunakan umumnya tidak

beracun untuk aplikasi dalam bidang makanan. Pelarut yang digunakan untuk




11

melarutkan kitosan adalah asam lemah seperti asam formiat, asam asetat, asam

laktat dan asam glutamat (Mourya et al., 2008).

Kitosan banyak digunakan di berbagai industri kimia, antara lain dipakai

sebagai koagulan dalam pengolahan limbah air, bahan pelembab, pelapis benih yang

akan ditanam, adsorben ion logam, anti kanker /anti tumor, anti kolesterol, komponen

tambahan pakan ternak, sebagai lensa kontak, pelarut lemak, dan pengawet (Mourya

et al., 2008).

2.4 Pembuatan Kitosan

Kandungan eksoskeleton crustacea meliputi kitin, protein, material anorganik

terutama kalsium karbonat, pigmen dan sebagian kecil lemak. Secara umum

pemurnian kitin secara kimiawi terdiri dari dua tahap yaitu tahap deproteinisasi dan

tahap demineralisasi. Untuk hasil yang lebih baik biasanya dilanjutkan dengan proses

depigmentasi (Gupta, 2011).

Protein dalam kulit rajungan mencapai sekitar 20 - 40% dari bahan

keringnya. Protein tersebut berikatan kovalen dengan kitin. Proses deproteinasi dapat

dilakukan dengan beberapa reagen seperti NaOH, Na2CO3, NaHCO3, KOH, K2CO3,

Ca(OH)2, NaHSO3, CaHSO3, Na3PO4 dan Na2S. Namun reagen yang umum

digunakan adalah NaOH. Serbuk rajungan direaksikan dengan larutan natrium

hidroksida panas dalam waktu 120 menit. Adapun tujuan dari proses ini untuk

memisahkan atau melepas ikatan-ikatan antara protein dan kitin (Khor, 2001).

Mineral dalam kulit kepiting dapat mencapai 20 – 30% tiap berat bahan

kering. Dalam proses demineralisasi menggunakan larutan asam klorida encer. Proses




12

demineralisasi bertujuan untuk menghilangkan garam-garam anorganik atau

kandungan mineral yang ada pada kitin terutama kalsium karbonat. Reaksi yang

terjadi adalah sebagai berikut :

CaCO3 (s) + 2HCl (aq) CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)

Ca3(PO4)2 (s) + 4HCl (aq) 2CaCl2 (aq) + Ca(H2PO4)2 (l)

Proses depigmentasi bertujuan untuk menghilankan zat-zat warna proses

deproteinasi dan proses demineralisasi. Pada proses depigmentasi hasil dari proses

demineralisasi direaksikan lebih lanjut dengan menggunakan pemutih berupa natrium

hipoklorit (NaOCl) atau peroksida. Proses depigmentasi bertujuan untuk

menghasilkan warna cerah pada kitin (Khor, 2001).

Proses deasetilasi dilakukan dengan merebus kitin dalam larutan NaOH 50%

untuk menghilangkan gugus asetil. Produk yang diperoleh dari proses ini dinamakan

kitosan (Khor, 2001 and Mourya et al., 2008).

Reaksi pembentukan kitosan dari kitin merupakan reaksi hidrolisis suatu

amida oleh suatu basa. Kitin bertindak sebagai amida dan NaOH sebagai basanya.

Mula-mula terjadi reaksi adisi, dimana gugus (–OH) masuk ke dalam gugus

(NHCOCH3) kemudian terjadi eliminasi gugus (CH3COO-) sehingga dihasilkan suatu

amina yaitu kitosan. Secara sederhana reaksi pembentukan kitosan dari kitin pada

Gambar 2.3




13

deasetilasi NaOH

Gambar 2.3 Reaksi pembentukan kitosan

2.5 Karakterisasi Kitin dan Kitosan

Karakterisasi kitin dan kitosan dilakukan dengan menghitung rendemen, uji

kelarutan dan derajat deasetilasi. Karakterisasi kitosan dilanjutkan dengan penentuan

berat molekul.

Rendemen kitin dihitung berdasarkan perbandingan antara berat kitin dengan

berat limbah rajungan menggunakan persamaan (1)

Rendemen = (Berat kitin/Berat Limbah Rajungan) x 100% (1)

Kitin maupun kitosan dilarutkan dalam asam asetat 2% dengan perbandingan

1: 100 (b/v). Kitosan larut dalam asam asetat sedangkan kitin tidak larut dalam asam

asetat (Kyoon No et al., 2000). Penentuan derajat deasetilasi kitin dan kitosan

ditentukan dengan Infrared Spectroscopy yaitu spektrum gugus amida pada adsorpsi




14

sekitar 1655 cm-1 dan gugus hidroksil 3450 cm-1 (Khor, 2001). Persentase derajat

deasetilasi dihitung dengan persamaan (2)

DD = 100 − [(Æ1655) x 115] (2) Æ3450

Dengan

Nilai A (absorbansi) = log (Po/P)

A1655 = Absorbansi pada bilangan gelombang 1655 cm-1 untuk serapan

gugus amida (CH CONH-)

3

A 3450

-1

= Absorbansi pada bilangan gelombang 3450 cm untuk serapan

gugus hidroksi (-OH)

Penentuan berat molekul kitosan dilakukan dengan viskometer Oswald

dilarutkan dalam asam asetat 2% dan diukur waktu alirnya (t0) berdasarkan viskositas

intrinsik (ŋ). Data yang diperoleh dari pengukuran dengan viskometer Oswald

dimasukkan pada grafik ŋ sp / C terhadap C.

Viskositas spesifik:

ŋsp = ŋ1 − ŋ2

= t − t0

(3)

ŋ2 t0

Keterangan : ŋ sp = viskositas spesifik

ŋ 1 = viskositas larutan

ŋ 2 = viskositas pelarut

t0 = waktu alir pelarut (s)

t0 = waktu alir larutan (s)




a

15

Viskositas intrinsik adalah titik pada grafik ketika C = 0.

Viskositas intrinsik dapat ditentukan dari viskositas spesifik yang diperoleh

dari persamaan Huggins (Baker, 2004).

ŋsp = [′ŋ] + ku[ŋ]2 + C

C

Keterangan : ŋ sp = viskositas spesifik

[′ŋ] = viskositas intrinsic

C = konsentrasi

k = konstanta

Nilai Mv ditentukan dengan persamaan Mark Houwik-Sakurada:

(4)

[′ŋ] = K x Mv (5)

Keterangan : [′ŋ ] = viskositas intrinsik

K = konstanta pelarut (L/gr)

a = konstanta

Dengan nilai konstanta viskometri (K) adalah 1,3 x 10-6 L/g dan a 0,94

2.6 Pisang Kepok

Pisang kepok (Musa paradisiaca) merupakan tanaman yang berasal dari Asia

Tenggara termasuk Indonesia. Pisang kepok merupakan tanaman semak berbatang

semu (Pesudostem). Batangnya memiliki bonggol (umbi) yang besar dan banyak

terdapat mata yang tumbuh menjadi tunas anakan (sucker).




16

Klasifikasi pisang kepok antara lain:

Kingdom : Plantae

Super Divisi : Spermatophyta

Divisi : Magnoliophyta

Kelas : Liliopsida

Sub Kelas : Commelinidae

Ordo : Zingiberales

Famili : Musaceae

Genus : Musa

Spesies : Musa paradisiacal fa typca

Pisang memiliki kandungan serat yang cukup tinggi pada batang semunya

(Pseudostem). Serat yang terkandung dalam batang pisang kepok basah adalah 65% –

70%. Sebuah serat dalam sebuah sel memilki panjang 1-50 mm dengan diameter 10-

50 mm. Serat tanaman berbentuk tabung yang terdiri dari sel dinding yang

mengelilingi lumen pusat yang mempengaruhi penyerapan air ke dalam serat

tanaman. Dinding sel ini terbentuk dari selulosa kristalin yang berada dalam berbagai

komposisi lignin dan hemiselulosa. Memiliki serat mikrofibril dengan diameter 10 –

30 nm yang terdiri dari 30 – 100 molekul selulosa yang mempengaruhi kekuatan

mekanik (Kalia et al., 2011). Gambar susunan serat, fibril dan selulosa pada dinding

sel tanaman ditunjukkan pada Gambar 2.4




17

dengan n derajat polimerisasi antara 500-10.000 dan berat molekulnya bervariasi

antara 50.000 sampai 2,5 juta. Selulosa merupakan bahan dengan struktur kristalin

dan salah satu menyusun utama dinding sel kayu. Struktur selulosa ditunjukkan pada

Gambar 2.5

Dinding

sel Lamella

tengah

Molekul

selulosa

Serat (mm/mikrometer)

1mikrometer = 1/106m

Fibril (mikrometer/nm)

1nm=1/109m

struktur kristal Å

1 Å =0,11nanometer

Gambar 2.4 Susunan serat, fibril dan selulosa

2.7 Selulosa

Selulosa merupakan bahan dasar dari semua serat tanaman. Selulosa

merupakan polimer kondensasi linear yang terdiri D-anhydroglucopyranose dengan

β-1,4-glikosidik (Kalia et al., 2011). Selulosa yang memiliki rumus (C6H10O5)n-




18

Gambar 2.5 Struktur selulosa

Selulosa memiliki struktur yang stabil dan memiliki titik leleh yang lebih

besar dari suhu dekomposisinya sehingga memiliki sifat fisik yang kuat. Selulosa

tidak larut dalam air dan tidak mudah leleh, selulosa hanya larut dengan pelarut yang

dapat membentuk ikatan hidrogen dengan selulosa (Zugenmaier, 2008). Beberapa

kandungan selulosa dalam tanaman ditunjukkan pada Tabel 2.2

Tabel. 2.2 Berbagai kandungan selulosa dalam tanaman

Sumber Komposisi (%)

Selulosa Hemiselulosa Lignin

Kayu keras 43 - 47 25-35 16-24

Kayu lunak 40 - 44 25-29 25-31

Ampas tebu 40 30 20

Sabut 32 - 43 10-20 43-49

Tongkol jagung 45 35 15

Batang jagung 35 25 35

Kapas 95 2 1

Batang padi 36 21 2

Rami 76 17 3

Jerami gandum 30 50 6

Sumber: Kalia (2011)




19

2.8 Selulosa Diasetat

Selulosa diasetat merupakan selulosa dengan molekul glukosa mengikat dua

gugus asetil. Proses reaksi pembentukan selulosa diasetat dari selulosa adalah melalui

3 tahap yaitu penggembungan yang menghasilkan pulp, asetilasi dengan anhidrida

asetat sehingga terjadi reaksi asetilasi dan hidrolisis. Selulosa diasetat memiliki sifat

yang lebih amorf daripada selulosa sehingga dapat dilarutkan untuk membentuk

membran. Selulosa diasetat larut dalam aseton dan kloroform (Zugenmaier, 2008).

Selulosa diasetat diperoleh dari reaksi asetilasi, H2SO4 sebagai katalis yaitu H+

yang terikat pada oksigen yang merupakan elektrofil dari gugus karboksilat, atom C

menjadi lebih positif (C+) dan diserang gugus (–OH) dari selulosa membentuk

selulosa asetat. Kemudian ditambahkan anhidrida asetat untuk menambahkan gugus

asetil melalui reaksi asetilasi membentuk selulosa triasetat dan penambahan asam

asetat 67% melalui reaksi hidrolisis membentuk selulosa diasetat (Johnson, 2010).

Struktur selulosa diasetat ditunjukkan pada Gambar 2.6

Gambar 2.6 Struktur selulosa diasetat




20

2.9 Membran

Teknologi membran telah berkembang dengan pesat. Membran memiliki

berbagai keunggulan baik secara tehnik maupun ekonomi sehingga sering kali

digunakan dalam proses pemisahan maupun pemurnian (Majewska et al., 2006).

Membran merupakan suatu fasa yang bertindak sebagai penghalang yang

selektif terhadap aliran molekul ion yang terdapat dalam cairan atau uap yang

berhubungan dengan kedua sisinya. Proses membran dapat digunakan dalam aplikasi

yang sangat luas dan dapat dipastikan kegunaannya semakin meningkat (Kislik,

2010).

Cara pemisahan dengan membran dapat didasarkan pada bahan dan struktur

yang sama namun menggunakan metode yang berbeda dalam mengembangkan

inovasi baru pada proses pemisahan. Inovasi tehnik pemisahan ini dapat

dikembangkan melalui kombinasi dengan membran baru seperti reaktor membran

fotokatalitik. Saat ini, banyak industri yang menggabungkan berbagai operasi

membran yang cocok untuk proses pemisahan. Berdasarkan eksistensinya, membran

terdiri dari membran alami dan sintetis. Membran alami merupakan membran pada

sistem dan proses makhluk hidup dengan komponen utama adalah lemak dan protein.

Sedangkan membran sintetis merupakan membran buatan yang dapat dibuat dari

bahan alami (biomembran) dan bahan non alami. Membran sintestis untuk proses

pemisahan dapat diklasifikasikan berdasarkan selektivitas penghalang, struktur dan

morfologi serta bahan membran. Membran sintetis memiliki keuntungan karena dapat




21

diatur hambatan selektivitasnya, berpori, tidak keropos dan memiliki afinitas kimia

(Baker, 2004).

Ada beberapa teknik pembuatan membran yaitu sintering, stretching, track-

ecthing, template leaching, coating dan phase inversion (inversi fasa). Tehnik inversi

fasa merupakan proses transformasi polimer dari fasa cair ke fasa padat dengan

kondisi terkendali. Proses pengendapan di inisiasi dari satu campuran menjadi dua

cairan yang saling campur dimana salah satu fasa cair yang mengandung polimer

konsentrasi tinggi akan memadat dan membentuk matriks sehingga morfologi

membran dapat diatur (Nunes and Peinemann, 2001).

Perkembangan membran sangat pesat dibuktikan dengan meluasnya aplikasi

membran yang sangat luas. Dalam industri kimia dan farmasi, perbaharuan sumber

daya alam, bioteknologi, industri makanan, transfer energi, pengolahan limbah dan

lingkungan (Pabby et al., 2009) seperti sterilisasi air minum, desalinasi air laut,

klarifikasi air nira, industri pengolahan limbah tekstil, ion exchange pada proses

elektrodialisis, hemodialisis, biosensor dan adsorben (Meyyapan, 2005).

2.10 Karakterisasi Membran

Karakterisasi membran dilakukan dengan penentuan kinerja membran yaitu

rejeksi (perselektivitas), fluks (permeabilitas), ketebalan membran dan uji tarik.

Pengukuran ketebalan membran merupakan salah satu indikator kontrol

kualitas membran. Membran diukur dengan alat mikrometer sekrup pada bagian

pojok kanan, pojok kiri, dan tengah.




22

Kemampuan membran dalam menahan zat terlarut (spesi tertentu) dalam

umpan dan meloloskan pelarut (spesi yang lain) di atas permukaan membran disebut

selektivitas (Baker, 2004). Penentuan koefisien rejeksi didasarkan pada persamaan (6)

R = 1 − Cp

x 100 % Cƒ

(6)

Keterangan R = koefisien rejeksi (%)

Cp = konsentrasi zat terlarut dalam permeat

Cp = konsentrasi zat terlarut dalam umpan

Fluks merupakan volume permeat yang melewati membran persatuan per

satuan luas per satuan waktu (Mulder, 1996). Penentuan fluks (permeabilitas)

menggunakan persamaan (7).

J = V Æ.t

(7)

Keterangan: J = fluks (L m-2 hari-1)

t = waktu (hari)

V = volume permeat (L)

A = Luas permukaan membran (m2)

Penentuan sifat mekanik membran menggunakan beberapa besaran fisika

untuk menentukan sifat fisik materialnya, yaitu tegangan (stress), regangan (strain)

dan Modulus Young.

Tegangan merupakan besaran gaya (F) yang diberikan pada material yang

diuji per satuan luas material (A). Penentukan tegangan menggunakan persamaan (8).




23

o = F Æ

(8)

Regangan merupakan perbandingan perubahan panjang (∆l) akibat suatu gaya

dengan arah sejajar dengan panjang mula–mula (lo) sampel. Penentuan tegangan

menggunakan persamaan (9).

s = l − lo

= Al

(9)

lo lo

Modulus Young merupakan kemiringan kurva tegangan– regangan. Penentuan

Modulus Young dengan persamaan (10). E = o

s

(10)

2.11 TiO2

Sebelum dikenal sebagai semikonduktor yang memiliki celah energi relatif

lebar dengan sifat super hidrofilik ketika terkena cahaya. Titanium adalah logam

transisi berwarna perak dengan nomor atom 22, massa atom relatif 47,9 dan massa

jenis 4,5079 g/cm3. Dalam bentuk mikroskopis, TiO2 diketahui memiliki dua bentuk

utama yaitu kristal dan amorf (Gunlazuardi, 2001).

Konfigurasi elektron atom titanium (22Ti) ialah 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2

sementara atom oksigen (8O) yaitu 1s2 2s2 2p4. Secara sederhana orbital molekul TiO2

terbentuk antara ikatan kulit 3d pada Ti dengan kulit 2p pada O. Tingkat energi kulit

3d menjadi daerah konduktif molekul sedangkan kulit 2p menjadi area valensi

molekul (Diebold, 2003).




24

TiO2 amorf dikenal memiliki kemampuan untuk mendegradasi polutan dalam

waktu yang tidak singkat. Sedangkan dalam bentuk kristal, TiO2 diketahui memiliki

tiga fase kristal yang berbeda yaitu rutile, anatase dan brookite. Bentuk kristal

anatase dapat diamati pada pemanasan TiO2 bubuk mulai dari suhu 120oC dan

mencapai sempurna pada suhu 500oC, sedangkan bentuk kristal rutil mulai terbentuk

pada suhu 700oC. Rutil cenderung lebih stabil pada suhu tinggi, sedangkan anatase

cenderung lebih stabil pada suhu rendah. Keduanya mempunyai sistem kristal

tetragonal. Brukit biasanya terdapat hanya dalam mineral dan mempunyai struktur

kristal ortorombik. Bentuk kristal yang paling akif di antara ketiganya adalah anatase.

Karena struktur kristal anatase lebih stabil secara kimia, tahan dalam kondisi asam

maupun basa kuat, tidak beracun, dan memiliki tingkat aktivitas fotokatalitik yang

tinggi. Struktur kristal rutil dan anatase digambarkan dalam rantai oktahedron TiO2

(Gunzaluardi, 2001).

(a) (b) (c)

Gambar 2.7 Struktur kristal titanium dioksida rutil (a), anatase (b), dan brukit (c)

Rutile merupakan bentuk kristal yang paling stabil dibandingkan dua fase

lainnya, oleh karena itu kristal jenis ini lebih mudah ditemukan dalam bentuk yang paling

murni (biji). Anatase dikenal sebagai fase kristal yang paling reaktif terhadap cahaya,




2

25

eksitasi elektron ke pita konduksi dapat dengan mudah terjadi apabila kristal ini dikenai

cahaya dengan energi yang lebih besar dari pada celah energinya. Kristal ini juga dapat

terbentuk akibat pemanasan TiO2 amorf pada suhu 400oC hingga 600oC sedangkan

pemanasan hingga 700oC akan menyebabkan kristal anatase bertranformasi menjadi

rutile. Sedangkan brookite merupakan jenis kristal yang paling sulit diamati karena

sifatnya yang tidak mudah dimurnikan (Diebold, 2003).

TiO2 merupakan material standar pada reaksi fotokatalitik. Ukuran rata-rata

partikel anatase dan rutile berturut-turut adalah 85 dan 25 nm Molekul TiO2 dalam

fase anatase atau rutile tersusun dari konfigurasi satu ion Ti+4 dan enam ion O-2 yang

membentuk konfigurasi bangun oktahedron dengan sistem kristal tetragonal (Mason,

2004).

Gambar 2.8 Sistem kristal Titanium dioksida (TiO )

TiO2 paling banyak digunakan sebagai material fotokatalitik karena paling

stabil, tahan terhadap korosi, aman dan memiliki sifat ampifilik. Sifat ampifilik

ditunjukkan dengan perubahan sifat permukaan TiO2 yang super hidrofobik sebelum

disinari UV menjadi super hidrofilik setelah disinari UV. Karakteristik ini

dimanfaatkan dalam sistem desinfeksi, antifogging, dan self cleaning (Gunlazuardi et

al., 2001).




26

2.12 Deterjen

Deterjen berasal dari bahasa latin yaitu detergee yang artinya pembersih.

Definisi ini terlalu luas karena sabun juga termasuk di dalamnya. Detergen adalah

surfaktan yang terkonsentrasi pada antarfasa dan memiliki sifat sebagai bahan aktif

permukaan sehingga dapat digunakan sebagai emulgator. Bahan dasar dari deterjen

adalah minyak nabati, selain itu bisa digunakan minyak bumi. Fraksi minyak bumi

yang dipakai adalah senyawa hidrokarbon parafin dan olefin (Myers, 2006).

Pada umumnya deterjen mengandung surfaktan, builder, filler dan additives.

Surfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai

ujung berbeda yaitu hidrofilik (suka air) dan hidrofobik (suka lemak). Bahan aktif ini

berfungsi menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran

yang menempel pada permukaan bahan.

Builder (pembentuk) berfungsi meningkatkan efisiensi pencuci dari surfaktan

dengan cara menon-aktifkan mineral penyebab kesadahan air. Contoh : Phosphates

(Sodium Tri Poly Phosphat/STPP), Asetat (Nitril Tri Asetat/NTA, Ethylene Diamine

Tetra Acetate/EDTA), Silikat (Zeolit), dan Sitrat (asam sitrat) (Myers, 2006).

Filler (pengisi) adalah bahan tambahan deterjen yang tidak mempunyai

kemampuan meningkatkan daya cuci, tetapi menambah kuantitas atau dapat

memadatkan dan memantapkan sehingga dapat menurunkan harga. Contoh : Sodium

sulfate (Pramono, 2002).

Additives adalah bahan suplemen/ tambahan untuk membuat produk lebih

menarik, misalnya pewangi, pelarut, pemutih, pewarna dan sebagainya yang tidak




Natrium benzene sulfat

27

berhubungan langsung dengan daya cuci deterjen. Additives ditambahkan lebih untuk

maksud komersialisasi produk. Contoh : Enzyme, Borax, Sodium chloride, Carboxy

Methyl Cellulose (CMC) dipakai agar kotoran yang telah dibawa oleh deterjen ke

dalam larutan tidak kembali ke bahan cucian pada waktu mencuci (anti redeposisi)

(Myers, 2006).

Surfaktan merupakan garam natrium dan alkil benzen sulfonat berantai

panjang dan mempunyai keunggulan dalam hal tidak mengendap bersama ion logam

dalam air sadah.

b. gugus non polar a. gugus polar

Gambar 2.9 Struktur surfaktan, gugus polar (a), dan gugus non polar (b)

Gugus polar (kepala) yang bersifat hidrofilik dan gugus non polar (ekor) yang

bersifat hidrofobik menimbulkan perbedaan afinitas terhadap pelarut. Gugus yang

satu mempunyai afinitas yang besar terhadap pelarut sehingga dapat menarik seluruh

molekul ke dalam larutan. Gugus yang lain ditolak oleh pelarut karena afinitas

terhadap molekul pelarut lebih kecil dibandingkan afinitas antar molekul pelarut.

Salah satu sifat dari deterjen adalah kemampuannya untuk menghilangkan

noda yang biasanya terdiri atas campuran partikel-partikel seperti minyak, lemak dan

hidrokarbon yang larut dalam air. Bagian ekor dari deterjen yang larut dalam minyak




28

akan menahan partikel-partikel tersebut dan bagian kepala yang larut dalam air akan

berorientasi sedemikian rupa menuju ke air. Pada proses ini akan terjadi pelepasan

noda dari bahan pakaian dan memecahnya menjadi bagian-bagian yang lebih kecil

dimana tiap-tiap noda dikelilingi oleh selimut yang bermuatan negatif dari bagian

kepala yang menonjol keluar. Gaya tolak menolak antara muatan sejenis ini

melindungi untuk terbentuknya kembali partikel-partikel noda yang tersuspensi

dalam air akan keluar ketika dibilas dengan air (Myers, 2006).

2.13 Natrium Lauryl Sulfat ( NaLS)

NaLS diperoleh dari sulfat lauril alkohol dan Na2CO3. Sulfat lauril alkohol

diperoleh dengan mereaksikan asam sulfat dengan lauril alkohol. NaLS termasuk

jenis surfaktan anionik dengan struktur pada Gambar 2.9. Rumus molekul NaLS

adalah CH3(CH2)10CH2OSO3Na dengan berat molekul 288,38 gr/mol. Penggunaan

NaLS antara lain sebagai bahan utama dalam deterjen dan pasta gigi (O’Neil, 2001).

O

CH3 (CH2)11 O S O- Na+

O

Gambar 2.10 Struktur NaLS




BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Kimia Fisik, Departemen Kimia,

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Penelitian dilaksanakan

pada bulan Februari 2012 sampai dengan Juni 2012.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan-bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkang rajungan

(Portunus pelagicus), batang pisang kepok (Musa paradisiaca fa typica) dan

limbah deterjen. Bahan-bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini memiliki

kadar kemurnian pro analisis kecuali disebutkan lain yaitu bahan H2SO4 pekat,

TiO2, NaLS, asam asetat glasial 98%, anhidrida asetat, metanol, indikator

fenolftalein, kloroform, NaH2PO4.2H2O, aseton, NaOCl 12%, Ca(OH)2 teknis,

HCl 32,5%, NaOH teknis, metilen biru, KBr, kertas lakmus, dan akuades.

3.2.2 Alat-alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat alat gelas,

termometer, pengaduk magnetik, timbangan analitik, erlenmeyer bertutup,

pemanas (hot plate), corong Buchner, oven, cawan petri, shaker, desikator,

Autograph AG-10 TE Shimadzu, viskometer Oswald, peralatan SEM,

Spektrofotometer UV-6100PCS Mapada, alat sel filtrasi dead end, reaktor

fotokatalitik dan Spektrofotometer FTIR Bruker Tensor 27 .

29




30

1. Deproteinasi

2. Demineralisasi

3. Depigmentasi

Asetilasi

deasetilasi

Penentuan berat molekul

Uji tarik

Membran kitosan - selulosa diasetat dengan sifat mekanik optimal

Variasi TiO2 0,1%; 0,15%; 0,2%; 0,25%; 0,3% (b/v)

Membran komposit kitosan - selulosa diasetat – TiO2

Ketebalan

membran Sifat mekanik membran Kinerja membran

Serbuk rajungan

Kitin

Karakterisasi membran

stress fluks rejeksi

Uji FTIR

1. Uji FTIR

2. kelarutan Selulosa diasetat

strain Modulus

young

3.3 Diagram Alir Penelitian

1. Dicuci dan dikeringkan

2. Dipotong dan digiling

3. Disaring dengan saringan mesh

kitosan

Membran kitosan - selulosa diasetat

variasi selulosa diasetat 2,0%; 4,0%; 6,0%; 8,0% dan 10 % (b/v)

Cangkang rajungan

Membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 optimum

1. Direndam

2. Direfluks

3. Diblender

4. Bleaching

Batang pisang kepok

selulosa

SEM, FTIR Panjang

gelombang

maksimum NaLS Kurva standar NaLS

Metode

MBAS Pengolahan deterjen




31

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Pembuatan larutan pereaksi

a. Pembuatan larutan NaOH 3,5%

Ditimbang 4 gram NaOH teknis dan dimasukkan kedalam gelas beker

kemudian dilarutkan akuades sampai 100 mL. NaOH merupakan senyawa kimia

yang bersifat higroskopis dan reaksinya eksoterm sehingga melarutkan dalam

akuades sedikit demi sedikit.

b. Pembuatan larutan HCl 2N

Sebanyak 19 mL HCl 32,5% dimasukkan dalam gelas beker 100 mL

kemudian ditambahkan akuades sampai 100 mL.

c. Pembuatan larutan NaOH 50%

Ditimbang 62,5 gram NaOH teknis dan dimasukkan kedalam gelas beker

kemudian dilarutkan dengan akuades. Setelah larut dipindah ke dalam labu ukur

100 mL dan ditambahkan dengan akuades sampai tanda batas dan dihomogenkan.

NaOH merupakan senyawa kimia yang bersifat higroskopis dan reaksinya

eksoterm sehingga melarutkan dalam akuades sedikit demi sedikit dan gelas beker

dimasukkan dalam penangas es.

d. Pembuatan larutan Ca(OH)2 2,5 %

Ditimbang 3 gram Ca(OH)2 teknis dan dilarutkan dengan akuades dalam

gelas beker ditambahkan akuades sampai 100 mL.

e. Pembuatan larutan NaOH 17,5 % (b/v)

Ditimbang 22 gram NaOH teknis dilarutkan dengan akuades dalam gelas

beker. Setelah larut, ditambahkan akuades sampai 100 mL. NaOH dilarutan




32

dengan penambahan akuades sedikit demi sedikit dan gelas beker dimasukkan

dalam penangas es.

f. Pembuatan larutan asam asetat 67 %

Sebanyak 68,4 mL asam asetat glasial 98% (b/b) dimasukkan kedalam

gelas beker 100 mL, ditambahkan dengan akuades sampai volume 100 mL.

g. Pembuatan larutan asam asetat 2%

Sebanyak 2 mL asam asetat glasial 98 % (b/b) dimasukkan dalam gelas

beker 100 mL dan ditambahkan akuades sampai 100 mL.

h. Pembuatan larutan NaOCl 5 %

Sebanyak 42 mL NaOCl 12 % dimasukkan dalam gelas beker 100 mL dan

ditambahkan akuades sampai 100 mL.

i. Pembuatan larutan NaOH 2% (b/v)

Ditimbang 2,5 gram NaOH teknis dimasukkan ke dalam gelas beker 100

mL dilarutkan dengan akuades. Setelah larut, ditambahkan akuades sampai

volume 100 mL.

j. Pembuatan larutan NaOH 4%

Ditimbang 5 gram NaOH teknis dimasukkan dalam gelas beker 100 mL

dan dilarutkan dengan akuades. Setelah larut, ditambahkan akuades sampai 100

mL.

k. Pembuatan larutan NaOH 1N

Sebanyak 5 gram NaOH teknis dimasukkan dalam gelas beker 100 mL

dan dilarutkan dengan akuades. Setelah larut ditambahkan akuades volume 100

mL.




33

l. Pembuatan larutan H2SO4 6N

Sebanyak 33,5 mL H2SO4 pekat dimasukkan ke dalam gelas beker 100 mL

yang telah berisi akuades 40 mL melalui dinding gelas dan ditambahkan akuades

sampai 100 mL.

m. Pembuatan larutan H2SO4 1N

Sebanyak 5,5 mL H2SO4 pekat dimasukkan ke dalam gelas beker 100 mL

yang telah berisi akuades 40 mL melalui dinding gelas dan ditambahkan akuades

sampai 100 mL.

n. Pembuatan larutan pencuci

Sebanyak 50 gram NaH2PO4.2H2O dilarutkan dengan akuades 200 mL

dalam gelas beker 1000 mL, ditambahkan 41 mL H2SO4 6N dan ditambahkan

akuades sampai volume 1000 mL.

o. Pembuatan larutan metilen biru

Sebanyak 50 gram NaH2PO4.2H2O dilarutkan dengan akuades 400 mL

dalam gelas beker 1000 mL. Setelah larut, dimasukkan ke dalam labu ukur 1000

mL. Ditimbang dengan teliti 100 mg serbuk metilen biru dan dilarutkan dalam

100 mL akuades dan diambil 30 mL, lalu dimasukkan dalam labu ukur 1000 mL

yang berisi larutan NaH2PO4.2H2O, ditambahkan 40 mL H2SO4 1N dan akuades

sampai tanda batas.

p. Pembuatan larutan TiO2 dalam metanol

Masing – masing ditimbang TiO2 0,1 g; 0,15 g; 0,2 g; 0,25 g; dan 0,3 g

dalam gelas beker kemudian dilarutkan dalam metanol. Setelah larut, dipindah ke

labu ukur 100 mL kemudian ditambahkan metanol hingga tanda batas dan




34

dihomogenkan sehingga diperoleh larutan TiO2 0,1 %; 0,15%; 0,20%; 0,25% dan

0,3% (b/v).

q. Pembuatan larutan NaLS 100 ppm

Ditimbang dengan tepat 0,1000 g NaLS padat yang dilarutkan dengan

akuades dalam gelas beker. Kemudian dipindah kedalam labu ukur 1000 mL,

ditambahkan akuades hingga tanda batas dan dihomogenkan.

r. Pembuatan larutan standar NaLS

Larutan induk NaLS 100 ppm diambil 1,00 mL ; 2,00 mL ; 3,00 mL ; 4,00

mL dan 5,00 mL dengan menggunakan mikroburet, kemudian dimasukkan labu

ukur 100 mL. Larutan dikocok sampai sehingga diperoleh konsentrasi larutan

standar 1,0 ppm ; 2,0 ppm ; 3,0 ppm ; 4,0 ppm dan 5,0 ppm.

3.4.2 Isolasi kitin dan pembuatan kitosan

Limbah cangkang rajungan (Portunus pelagicus) dibersihkan, dicuci dan

dikeringkan dengan sinar matahari. Setelah kering, dipotong kecil – kecil ± 5 mm

kemudian digiling sampai menjadi serbuk.

Langkah awal pembuatan kitin yaitu melalui deproteinasi, demineralisasi,

depigmentasi dan sintesis kitosan melalui tahap deasetilasi. Deproteinasi dimulai

dengan 100 gram serbuk cangkang rajungan ditambah dengan NaOH 3,5% (b/v)

dengan perbandingan 1:10 (b/v). Campuran diaduk dengan magnetic stiter dengan

pemanasan 65oC selama 120 menit. Hasilnya dicuci dengan akuades sampai

netral, disaring dan dikeringkan dalam oven pada suhu 65oC (Ernasuryaningtyas,

2011). Demineralisasi dilakukan untuk menghilangkan mineral yang terkandung

dalam cangkang rajungan. Tahapan demineralisasi yaitu serbuk cangkang




35

rajungan ditambahkan HCl 2N dengan perbandingan 1:15 (b/v) diaduk dengan

magnetic stirer pada temperatur ruangan selama 30 menit. Kemudian kitin dicuci

dengan akuades hingga netral (Ernasuryaningtyas, 2011). Pada proses

depigmentasi kitin dilakukan dengan tujuan menghilangkan warna kitin sehingga

diperoleh kitin dengan warna cerah. Serbuk kitin ditambahkan aseton dengan

perbandingan 1:10 (b/v) diaduk dengan magnetic stirer selama 30 menit

kemudian dicuci dengan akuades sampai netral (diuji dengan kertas lakmus biru)

dan di keringkan dalam oven pada suhu 80oC selama 24 jam (Ernasuryaningtyas,

2011).

Proses deasetilasi dilakukan untuk membuat kitosan dengan

menambahkan NaOH 50% pada kitin dengan perbandingan 1:10 (b/v) dan

dipanaskan selama 120 menit pada suhu 95oC di atas hot plate. Kemudian dicuci

dengan akuades hingga netral, disaring dan dikeringkan pada 120oC selama 24

jam. Randemen kitin dan kitosan ditentukan dengan persamaan (1).

3.4.3 Karakterisasi kitin dan kitosan

Karakterisasi kitin dilakukan dengan uji kelarutan dan derajat deasetilasi.

Karakterisasi kitosan dilakukan dengan uji kelarutan, derajat deasetilasi dan

penentuan berat molekul. Uji kelarutan dilakukan dengan kitin maupun kitosan

dilarutkan dalam asam asetat 2%, dengan perbandingan 1:100 (Kyoon et al.,

2000). Jika tidak larut, maka serbuk merupakan kitin dan jika larut maka serbuk

merupakan kitosan.

Pengukuran derajat deasetilasi kitin dan kitosan ditentukan menggunakan

FTIR yaitu spektrum gugus amida sekitar 1655 cm-1 dan gugus hidroksil sekitar




36

3450 cm-1. Perbandingan dua gugus tersebut ditentukan dengan cara membuat

garis lurus dari 1800 cm-1 sampai 1600 cm-1 sebagai garis dasar bagi pita gugus

amida dan membuat garis lurus dari 4000 cm-1 hingga 2500 cm-1 sebagai garis

dasar pita gugus hidroksil, (Khan et al., 2002). Kemudian DD dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan (2).

Penentuan berat molekul dilakukan dengan viskometer Oswald yaitu 0,15

gram kitosan hasil sintesis dilarutkan dalam asam asetat 2% dan dimasukkan

dalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan akuades sampai tanda batas (larutan A

0,15% (b/v). Kemudian dibuat variasi konsentrasi larutan A yaitu 0,1 A; 0,2 A;

0,3 A; dan 0,4A g/dL (b/v). Masing–masing dimasukkan dalam viskometer

Oswald sebanyak 5,0 mL dan diukur waktu alirnya (t1). Asam asetat juga diukur

waktu alirnya (t0) dan nilai Mv ditentukan dengan persamaan Mark Houwik-

Sakurada (persamaan 5).

3.4.4 Pembuatan selulosa diasetat

Preparasi sampel serat batang pisang kepok (Musa paradisiaca farma

typica) dilakukan dengan mencuci batang pisang kepok kemudian dipotong

dengan ukuran ± 2 cm dan dikeringkan di bawah sinar matahari. Pembuatan

selulosa diasetat melalui beberapa tahap yaitu: pembuatan pulp, bleaching pulp

dan sintesis selulosa diasetat.

Pembuatan pulp dari serat batang pisang kepok dimulai dengan

menimbang 20 gram batang pisang kepok yang telah dipreparasi dan direndam

dengan 200 mL Ca(OH)2 2,5 % (b/v) sampai lunak selama ± 1 minggu. Campuran

dicuci dengan akuades sampai bebas basa (diuji dengan kertas lakmus merah




37

hingga warna lakmus tetap merah) dan serat yang diperoleh dimasukkan ke dalam

labu alas bulat yang telah diisi dengan 150 mL larutan NaOH 17,5 % (b/v) dan

dipanaskan dengan refluks selama 4 jam. Langkah selanjutnya diblender agar

serat lebih halus dan didinginkan pada suhu kamar kemudian di cuci dengan

akuades sampai pH netral (bebas basa) dan dicetak dalam loyang dan dikeringkan

dalam oven pada temperatur ≤ 60oC dihasilkan pulp (Suryani, 2011).

Bleaching (pemutihan) pulp dilakukan dengan menimbang 10 gram pulp

kering dan ditambahkan 88 mL akuades dalam gelas beker. Selanjutnya pulp

diaduk magnetic stirer dan dipanaskan pada temperatur 60oC sampai berbentuk

bubur. Bubur yang terbentuk didinginkan pada suhu kamar dan ditambahkan

sekitar 100 mL NaOCl 5% (v/v) dan terus diaduk dengan magnetic strrer selama

30 menit. Selanjutnya dibilas dengan akuades dan direndam dalam NaOH 2%

(v/v) didiamkan selama 30 menit dan campuran tersebut dibilas dengan akuades

sampai netral (diuji dengan kertas lakmus merah) dan dikeringkan di udara

terbuka (Suryani, 2011). Pada langkah ini diperoleh pulp dengan warna putih.

Pembuatan selulosa diasetat dari pulp serat batang pisang kepok dilakukan

dengan menimbang 10 gram pulp dan ditambahkan 24 mL asam asetat glasial

dalam tabung erlenmeyer tertutup dan diaduk dengan shaker selama 1 jam pada

temperatur 40oC. Campuran ditambahkan 60 mL asam asetat glasial dan 0,5 mL

H2SO4 pekat diaduk selama 45 menit pada temperatur 40ºC dan didinginkan

mencapai suhu 18oC. Langkah selanjutnya ditambahkan lagi 27 mL anhidirida

asetat yang telah didinginkan sampai suhu 15oC dan diaduk dengan magnetic

stirrer selama 3 jam pada temperatur kamar. Campuran ditambah asam asetat




38

67% (v/v) sebanyak 30 mL tetes demi tetes selama 3 jam pada temperatur 40ºC

dan diaduk dengan magnetic stirrer selama waktu hidrolisis 15 jam. Selanjutnya

larutan diendapkan dengan menambahkan aquades tetes demi tetes dan diaduk

sehingga diperoleh endapan berbentuk serbuk. Endapan disaring dan dicuci

sampai netral (di uji dengan kertas lakmus biru) kemudian dikeringkan pada oven

dengan suhu 60-70ºC. Endapan yang telah kering dihancurkan dengan mortar dan

disimpan dalam desikator (Suryani, 2011).

3.4.5 Karakterisasi selulosa diasetat

Karakterisasi selulosa disetat dilakukan dengan analisis gugus fungsi

dengan FTIR dan penentuan berat molekul. Analisis gugus fungsi selulosa

diasetat hasil sintesis menggunakan FTIR dengan cara 0,025 gram selulosa

diasetat ditambahkan 0,5 gram KBr dan digerus dalam mortar. Campuran tesebut

dimasukkan dalam pelet dan ditekan hingga membentuk lapisan tipis transparan.

Kemudian pelet direkam spektrumnya dalam tempat sampel pada bilangan

gelombang 4000 – 667 cm-1.

Penentuan berat molekul selulosa diasetat dilakukan dengan viskometer

Oswald yaitu 0,15 gram selulosa diasetat hasil sintesis dilarutkan dalam aseton

dan dimasukkan dalam labu ukur 100 mL (larutan B). Kemudian dibuat variasi

konsentrasi larutan B yaitu 0,2 B; 0,4 B; 0,6 B; dan 0,8 B. Masing–masing

dimasukkan dalam viskometer Oswald sebanyak 5,0 mL dan diukur waktu alirnya

(t1). Aseton juga diukur waktu alirnya (t0) dan nilai Mv dengan ditentukan dengan

persamaan Mark Houwik-Sakurada persamaan (5).




39

3.4.6 Pembuatan membran komposit kitosan - selulosa diasetat- TiO2

Membran kitosan dibuat dengan variasi selulosa diasetat untuk

memperoleh membran dengan sifat mekanik yang tinggi yaitu dengan variasi

selulosa diasetat 2%, 4%, 6%, 8%, dan 10%. Membran dibuat dengan kitosan

dilarutkan dalam asam asetat 2% dan selulosa diasetat dilarutkan dalam aseton.

Masing – masing dilarutkan dalam erlenmeyer tertutup dan diaduk dengan

magnetik stirer hingga larut sempurna. Membran komposit dibuat dengan kitosan

dan variasi selulosa diasetat digabungkan dan ditambahkan formamida 8%,

diaduk kembali dengan magnetic stirer ± 6 jam sampai terbentuk larutan yang

homogen dan didiamkan 1 malam untuk menghilangkan gelembung udara.

Larutan yang telah bebas dari gelembung udara dibuat membran dengan

metode inversi fasa. Langkah awal ialah dengan menuangkan larutan dope di atas

cawan petri kemudian untuk membentuk dan meratakan permukaan membran,

digoyang – goyangkan dan diputar membentuk lapisan tipis membran. Membran

yang telah dicetak kemudian di keringkan dalam oven sampai suhu penguapan

80oC dan dibiarkan selama 3 jam. Setelah itu pelat kaca dimasukkan ke dalam

bak koagulasi NaOH 4% untuk membantu melepaskan membran yang telah

dicetak. Membran yang diperoleh kemudian dicuci dengan akuades mengalir

untuk menghilangkan sisa-sisa pelarut dan dikeringkan.

Membran kitosan – selulosa disetat dikarakterisasi dengan penentuan sifat

mekanik membran dengan uji tarik. Dari karakterisasi membran kitosan – selulosa

diasetat yang mempunyai sifat mekanik optimal, kemudian dibuat membran

komposit kitosan - selulosa diasetat - TiO2 yang dibuat dengan variasi TiO2




40

0,10%, 0,15%, 0,20%, 0,25% dan 0,30%. Membran komposit yang dibuat,

dikarakterisasi dengan penentuan sifat mekanik, kinerja membran dan uji

morfologi membran dengan SEM.

3.4.7 Karakterisasi membran kitosan dengan variasi konsentrasi selulosa

diasetat

Karakterisasi membran komposit kitosan dengan variasi konsentrasi

selulosa diasetat meliputi pengukuran ketebalan dan penentuan sifat mekanik

membran.

3.4.7.1 Pengukuran ketebalan membran kitosan dengan variasi

konsentrasi selulosa diasetat

Ketebalan membran diukur dengan alat mikrometer sekrup pada pojok

atas, bagian tengah, dan pojok bawah membran, kemudian dihitung ketebalan

rata-rata tiap variasi konsentrasi TiO2.

3.4.7.2 Penentuan sifat mekanik membran kitosan dengan variasi


Penentuan sifat mekanik membran dilakukan dengan uji tarik. Sampel

membran dipotong dengan ukuran 2 x 6 cm lalu ujung-ujung sampel yang telah

diukur panjang awalnya (lo) dijepit dengan alat uji tarik yang dijalankan hingga

sampel putus. Nilai besaran gaya (F) yang dibutuhkan untuk memutuskan

membran dan perubahan panjang (∆l) sampai sampel tepat putus dicatat dalam

alat uji tarik sehingga diperoleh nilai stress, strain dan Modulus Young pada

persamaan (8, 9, dan 10).




41

3.4.8 Karakterisasi membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2

Karakterisasi membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2

meliputi pengukuran ketebalan, penentuan kinerja membran, penentuan sifat

mekanik membran dan morfologi membran.

3.4.8.1 Pengukuran ketebalan membran komposit kitosan - selulosa diasetat

– TiO2

Ketebalan membran diukur dengan alat mikrometer sekrup pada pojok

atas, bagian tengah, dan pojok bawah membran, kemudian dihitung ketebalan

rata-rata tiap variasi TiO2.

3.4.8.2 Penentuan kinerja (permeabilitas dan perselektivitas) membran

komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2

Kinerja suatu membran sangat ditentukan oleh parameter utama berupa

nilai fluks da rejeksi. Nilai fluks dan koefisien rejeksi membran ditentukan dengan

menggunakan alat sel filtrasi dead end. Pada sel filtrasi dead end, membran dan

kertas saring yang akan dihitung nilai fluks dan rejeksinya dipotong sesuai ukuran

sel filtrasinya. Kemudian kertas saring dan membran tersebut dimasukkan ke

dalam sel filtrasi dan dimasukkan 150 ml akuades kemudian ditutup rapat dan

diberi tekanan sebesar 2 atm. Membran dilakukan kompaksi selama 30 - 45 menit.

Setelah proses kompaksi selesai, akuades diganti dengan larutan. Pengukuran

fluks sampel deterjen dilakukan dengan mengukur volume deterjen yang

tertampung dalam selang waktu tertentu sehingga didapat nilai fluks yang

dihitung sesuai dengan persamaan (7). Pengukuran rejeksi membran dilakukan

dengan mengukur konsentrasi sampel deterjen sebelum dan sesudah melewati




42

membran dengan metode MBAS ( Metylen Blue Active Substances ). Koefisien

rejeksi dapat diketahui dengan menggunakan persamaan (6).

3.4.8.3 Penentuan sifat mekanik membran komposit kitosan – selulosa

diasetat – TiO2

Penentuan sifat mekanik membran dilakukan dengan uji tarik. Sampel

membran dipotong dengan ukuran 2 x 6 cm lalu ujung-ujung sampel yang telah

diukur panjang awalnya (lo) dijepit dengan alat uji tarik yang dijalankan hingga

sampel putus. Nilai besaran gaya (F) yang dibutuhkan untuk memutuskan

membran dan perubahan panjang (∆l) sampai sampel tepat putus dicatat dalam

alat uji tarik sehingga diperoleh nilai stress, strain dan Modulus Young pada

persamaan (8, 9, dan 10).

3.4.8.4 Uji Fourier transform Infra Red (FT-IR) pada membran

Analisis FTIR untuk melihat perubahan gugus fungsi membran dilakukan

dengan mencampur 1 mg membran komposit kitosan – selulosa diasetat - TiO2

dan KBr sebanyak 100 mg. Campuran ini dihaluskan dalam mortar dan

dimasukkan dalam cetakan pelet dan ditekan hingga membentuk lapisan yang

transparan. Pelet kemudian dimasukkan ke tempat sampel dan di uji FTIR pada

spektra pada daerah 4000 - 400 cm-1.

3.4.8.5 Morfologi membran dengan SEM

Morfologi membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 optimal

ditentukan dengan SEM (Surface Morphology Microscopy) untuk dapat

mengetahui penampang dan struktur permukaan material. Untuk penentuan

morfologi suatu membran, uji SEM berguna untuk menentukan distribusi pori,

geometri pori dan porositas pada permukaannya.




43

3.4.9 Penentuan panjang gelombang maksimum NaLS dengan metode

analisis MBAS (Metylen Blue Active Substances)

Larutan NaLS 5 ppm sebanyak 10 mL dimasukkan dalam corong pisah.

Lalu dinetralkan dengan penambahan 2 tetes NaOH 1 N dan ditambah indikator

pp sampai warna merah muda. Kemudian H2SO4 1 N ditambahkan hingga warna

merah muda hilang. Larutan metilen biru 2,5 mL ditambahkan dalam corong pisah

tersebut, lalu diekstraksi dengan 1 mL kloroform sebanyak 3 kali. Hasil ekstraksi

dimasukkan ke dalam corong pisah kemudian didiamkan beberapa saat, kemudian

ditambahkan 5 mL larutan pencuci, dikocok dan didiamkan beberapa saat. Hasil

ekstraksi dipisahkan lalu diencerkan dengan kloroform dalam labu ukur 10 mL

sampai tanda batas, kemudian dikocok. Larutan diukur absorbansinya dengan

spektrofotometri UV-Vis pada panjang gelombang 550 nm sampai 700 nm

menggunakan larutan blanko yaitu kloroform yang telah direkasikan dengan

metilen biru.

3.4.10 Pembuatan kurva standar NaLS

Larutan standar NaLS masing – masing 1,0 ppm; 2,0 ppm; 3,0ppm; 4,0

ppm dan 5,0 ppm diambil 10 mL menggunakan pipet volume10 mL. Lalu

ditentukan absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis dengan metode

MBAS pada panjang gelombang maksimum, sehingga diperoleh kurva kalibrasi

larutan standar NaLS.




44

3.4.11 Pengolahan limbah deterjen dengan membran komposit kitosan –

selulosa diasetat - TiO2

Pengolahan limbah deterjen dilakukan dengan pengambilan sampel dari

sungai Kalikepiting Surabaya dan persiapan sampel limbah deterjen dengan

penyaringan menggunakan kertas saring Whattman 41. Hasil penyaringan limbah

deterjen diambil 10 mL dan diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-

Vis pada pH 7-8 (pH optimal) untuk mengetahui konsentrasi limbah deterjen.

Limbah deterjen 100 mL dengan membran komposit kitosan – selulosa diasetat –

TiO2 dikontakkan secara langsung dalam reaktor fotokatalitik selama 180 menit

dan diukur kembali konsentrasinya. Hasil kontak limbah deterjen difiltrasi

dengan alat sel filtrasi dead end dengan membran komposit kitosan – selulosa

diasetat – TiO2. Permeat hasil filtrasi diukur absorbansinya untuk mengetahui

konsentrasi akhir limbah deterjen.

Kotak reaktor

Membran komposit kitosan

– selulosa diasetat – TiO2

Gambar 3.1. Reaktor fotokatalitik

Analisis pengolahan limbah deterjen dilakukan dengan membandingkan

hasil pengolahan dalam reaktor fotokatalitik dengan menentukan konsentrasi

limbah deterjen sebelum dan sesudah dikontakkan dengan membran komposit

kitosan – selulosa diasetat – TiO2 optimal dan pengolahan dengan alat sel filtrasi

dead end dengan menentukan konsentrasi limbah deterjen sebelum dan sesudah

melewati membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 optimal.

Lampu UV




BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Isolasi Kitin dan Pembuatan Kitosan

Isolasi kitin dan pembuatan kitosan dari cangkang rajungan, terlebih

dahulu dilakukan preparasi dengan mencuci cangkang menggunakan air mengalir

untuk membersihkan sisa daging dan pasir yang menempel serta dikeringkan

dengan menjemur di bawah sinar matahari. Cangkang rajungan kering diblender

sampai halus menjadi serbuk rajungan agar bidang permukaan semakin luas untuk

memaksimalkan proses isolasi kitin dan pembuatan kitosan.

Serbuk rajungan hasil preparasi diisolasi menjadi kitin melalui 3 tahap,

yaitu tahap deproteinasi, demineralisasi dan depigmentasi. Pada tahap

deproteinasi dilakukan proses pemisahan protein dari cangkang rajungan

menggunakan larutan NaOH (Khor, 2001). Pada penelitian ini, serbuk cangkang

rajungan ditambahkan NaOH 3,5% dengan perbandingan 1:10 (b/v) pada suhu

65°C selama 120 menit dengan pengadukan menggunakan magnetic stirrer. Jika

dilakukan pemanasan melebihi suhu 65°C, maka cangkang rajungan akan

mengalami deasetilasi. Dari massa awal serbuk rajungan 684 gram diperoleh

crude kitin hasil deproteinasi sebesar 613 gram. Pengurangan berat pada tahap

deproteinasi adalah sebesar 10,38% disebabkan protein yang terkandung dalam

cangkang rajungan cukup besar dan crude kitin hilang pada proses penetralan dan

penyaringan.

45




46

Pada tahapan demineralisasi dimana terjadi proses penghilangan senyawa

anorganik atau mineral dalam cangkang rajungan seperti CaCO3 dan Ca3(PO4)2,

crude kitin hasil deproteinasi ditambahkan HCl 2N dengan perbandingan 1:15 dan

diaduk dengan magnetic stirrer pada suhu ruangan selama 30 menit menghasilkan

kitin dengan berat 91,80 gram dan pengurangan berat sebesar 85,02%. Hal ini

dikarenakan kandungan mineral dalam cangkang rajungan sangat besar dan

penghilangan kitin pada proses penetralan dan penyaringan. Kitin yang dihasilkan

pada proses ini berwarna coklat sehingga dilakukan tahap depigmentasi kitin

dengan aseton dengan perbandingan (1:10) b/v pada suhu ruangan dengan

pengadukan selama 30 menit. Pada tahapan ini diperoleh kitin dengan warna

coklat pucat dengan berat 86,40 gram dengan penghilangan kitin sebesar 5,4%

pada penetralan dan pengeringan kitin.

Transformasi kitin menjadi kitosan disebut dengan tahap deasetilasi.

Tahap ini dilakukan untuk mengubah gugus asetamida menjadi gugus amina

melalui reaksi hidrolisis dengan tujuan agar kitosan lebih reaktif sehingga mudah

larut dalam asam asetat 2%.

Pada proses deasetilasi, digunakan NaOH 50% dengan perbandingan kitin

dengan NaOH 50% 1:10 (b/v) (Burrows et al., 2007), agar gugus amida hilang

kitin dipanaskan pada suhu 100oC selama 120 menit. Pada proses ini, penggunaan

NaOH 50% dan pemanasan bertujuan agar proses deasetilasi berlangsung

sempurna dan mencapai hasil optimal pembuatan kitosan. Pada tahap deasetilasi

diperoleh massa kitosan 66,8 gram dengan pengurangan berat sebesar 22,68%




47

dengan warna kitosan lebih cerah dibandingan dengan warna kitin. Serbuk kitosan

hasil transformasi ditunjukkan pada Gambar 4.1

(a) (b) (c)

Gambar 4.1 Serbuk rajungan (a), kitin (b) dan kitosan (c)

4.2 Hasil Karakterisasi Kitin dan Kitosan

Karakterisasi kitin hasil isolasi cangkang rajungan meliputi uji kelarutan

dan analisis gugus amida dengan spektrofotometer FT-IR untuk menentukan

derajat deasetilasi kitin. Karakterisasi kitosan meliputi uji kelarutan dengan asam

asetat 2%, penentuan berat molekul dan analisa gugus fungsi amina untuk

menentukan derajat deasetilasi kitosan.

Uji kelarutan dalam asam asetat 2% merupakan uji paling sederhana untuk

menentukan terbentuknya kitosan. Kitosan larut dalam asam asetat 2% sedangkan

kitin tidak larut (Khor, 2001). Setelah tahap deasetilasi, kitosan yang terbentuk

dilarutkan dengan asam asetat 2% dengan perbandingan 1:100 (Kyoon et al.,

2000) dan hasilnya menunjukkan kitosan dapat larut secara sempurna. Kelarutan

kitosan ini disebabkan kitosan mempunyai gugus amina yang dapat membentuk

ikatan hidrogen antara H+ dari asam asetat dengan N dari gugus amina.




48

Gambar 4.2 Kelarutan kitin (a) dan kitosan (b) dalam asam asetat 2%

Pengukuran derajat deasetilasi kitin dan kitosan ditentukan menggunakan

Gambar 4.3 Spektrum FT-IR kitin

Perbandingan spektrum FT-IR dari kitin ditunjukkan pada Tabel 4.1

(b) (a)

FT-IR yang mempunyai sensitifitas daerah serapan 4000 – 300 cm-1. Preparasi

kitin dan kitosan dilakukan dengan pembentukan pellet dengan KBr 1:10 (b/v).

KBr digunakan karena tempat cuplikan sampel harus tembus sinar infra red.

Dari analisis spektrum diatas, pita yang menunjukkan gugus – gugus

pembentukan kitin dan kitosan ditunjukkan pada Gambar 4.3 dan Gambar 4.4




49

Tabel 4.1 Analisis gugus fungsi kitin

Gugus fungsi kitin Bilangan gelombang (cm-1)

Referensi Penelitian

O-H ulur 3600-2800 (Pretsch, 2006) 3448,72

C=O ulur 1950-1600 (Mistry, 2009) 1627,92

N-H sekunder 1570-1515 (Mistry, 2009) 1550,77

C-N 1400-1000 (Mistry, 2009) 1072,42

C-O ulur 1300-1000 (Mistry, 2009) 1026,13

Tabel 4.2 Analisis gugus fungsi kitosan

Gugus fungsi kitosan Bilangan gelombang (cm-1)


O-H ulur 3600-2800 (Pretsch, 2006) 3448,72

N-H (primer) 1650-1620 (Mistry, 2009) 1658,78

Terbentuknya kitin dari rajungan ditandai dengan munculnya pita serapan

gugus fungsi (-OH) suatu polimer dengan vibrasi ulur pada bilangan gelombang

Gambar 4.4 Spektrum FT-IR kitosan

Perbandingan spektrum FT-IR dari kitosan ditunjukkan pada Tabel 4.2




50

3448,72 cm-1, pita serapan gugus (C=O) dengan vibrasi ulur pada bilangan

gelombang 1627,92 cm-1, pita serapan gugus (N-H) sekunder pada bilangan pada

1550,77 cm-1, pita serapan (C-N) pada bilangan gelombang 1072,42 cm-1, dan

gugus (C-O) dengan vibrasi ulur pada bilangan gelombang 1026,13 cm-1.

Terbentuknya kitosan hasil sintesis dari cangkang rajungan ditunjukkan

adanya pita serapan gugus fungsi (-OH) suatu polimer dengan vibrasi ulur pada

bilangan gelombang 3448,72 cm-1 , dan gugus (N-H) primer ditandai pita serapan

pada pada bilangan gelombang 1658,78 cm-1 yang tidak dimiliki kitin (Pretsch,

2006).

Hasil FTIR dapat digunakan untuk menentukan derajat deasetilasi dengan

metode baseline (Khan, 2002) yaitu spektrum gugus amida sekitar 1655 cm-1 dan

gugus hidroksil sekitar 3450 cm-1. (Khan et al., 2002). Dari hasil perhitungan

diperoleh derajat desetilasi kitin sebesar 43,54% dan kitosan sebesar 84,42%.

Hal ini menunjukkan bahwa kitosan hasil deasetilasi mendekati literatur, yaitu DD

kitosan ≥70% (Khor, 2001).

Penentuan berat molekul rata-rata kitosan dilakukan dengan viskometer

Oswald. Kemudian dibuat variasi konsentrasi larutan kitosan dalam pelarutnya

yaitu asam asetat 2% dan diukur waktu alirnya sehingga diperoleh hubungan

antara konsentrasi dan viskositas reduksi. Dari nilai intersep dapat dihitung berat

molekul rata – rata kitosan dengan menggunakan persamaan Mark Houwik –

Sakurada dan diperoleh berat molekul rata-rata 553.495,22 g/mol. Hal ini sesuai

dengan literatur BM kitosan 190.000 – 700.000 g/mol (Khor, 2001).




51

(b)

4.3 Hasil Pembuatan Selulosa Diasetat

Selulosa diasetat dibuat dari batang pisang kepok. Preparasi sampel serat

batang pisang kepok dilakukan dengan mencuci batang pisang kepok untuk

membersihkan serat dari kotoran yang menempel dan pemotongan dengan ukuran

± 2 cm dan dikeringkan di bawah sinar matahari agar kadar air berkurang.

Pembuatan selulosa diasetat melalui beberapa tahap yaitu: pembuatan pulp,

bleaching pulp dan sintesis selulosa diasetat.

Tahap pembuatan pulp dari batang pisang yang telah dipreparasi,

direndam dengan Ca(OH)2 2,5% selama 1 minggu agar serat–serat dalam batang

pisang terpisah dari daging batang pisang dan lunak. Campuran dicuci dengan

akuades sampai bebas basa (diuji dengan kertas lakmus merah hingga warna

lakmus tetap merah) dan serat yang diperoleh dimasukkan ke dalam labu alas

bulat yang telah diisi dengan larutan NaOH 17,5 % (b/v) untuk menghilangkan

lignin dan dipanaskan dengan refluks selama 4 jam pada suhu tinggi agar lignin

dan hemiselulosa ikut terlarut. Hal ini diketahui dari perubahan warna dalam labu

alas bulat dari bening menjadi coklat tua. Untuk menghindari bumping, dilakukan

pengadukan dengan magnetic stirrer. Hasil refluks ditunjukkan pada Gambar 4.5

(a)

Gambar 4.5 Serat sebelum di refluks (a) dan serat ketika direfluks (b)




52

Dari massa awal batang pisang kepok 360 gram diperoleh 80,75 gram.

Pengurangan berat pada tahap ini adalah sebesar 77,57% disebabkan lignin dan

hemiselulosa yang terkandung dalam batang pisang kepok cukup besar dan pulp

hilang pada proses penetralan dan penyaringan.

Tahap selanjutnya adalah bleaching dengan tujuan untuk menghilangkan

sisa lignin dengan larutan NaOCl sebagai bleaching agent. Perendaman pulp

dengan NaOH dilakukan agar proses bleaching lebih maksimal. Pada tahapan ini

diperoleh pulp dengan warna cerah dengan berat 29,35 gram dengan penghilangan

pulp sebesar 76,03% pada penetralan dan pengeringan pulp. Hasil bleaching


(a) (b)

Gambar 4.6 Pulp sebelum diputihkan (a) dan pulp setelah diputihkan (b)

Pada tahapan sintesis selulosa diasetat, selulosa yang telah diputihkan,

direaksikan dengan asam asetat glasial. Hal ini ditujukan untuk mereaktifkan

selulosa karena selulosa sangat kristalin (Kalia, 2011). Penambahan asam asetat

glasial dilakukan bertahap agar proses kereaktifannya berjalan secara maksimal

dan penambahan H2SO4 sebagai katalis. Serat tersebut selanjutnya ditambahkan

anhidrida asetat sebagai pereaksi dan sumber asetil dimana terjadi reaksi asetilasi.

Reaksi berjalan secara eksoterm sehingga dilakukan pada suhu 18oC. Reaksi




53

asetilasi menghasilkan selulosa triasetat yang ditandai dengan terbentuknya gel

berwarna coklat tua.

Tahap selanjutnya yaitu tahap hidrolisis dimana selulosa triasetat yang

terbentuk ditambahkan dengan asam asetat 67% yang berfungsi sebagai

penghidrolisis sehingga gugus asetil (-OCCH3) digantikan oleh gugus (-OH)

dengan waktu hidrolisis 15 jam. Pada tahap asetilasi diperoleh massa selulosa

diasetat 32,16 gram dan warna selulosa diasetat coklat cerah dengan rendemen

109,57%. Selulosa diasetat ditunjukkan pada Gambar 4.7

Gambar 4.7 Selulosa diasetat hasil sintesis

Selulosa diasetat yang terbentuk dikarakterisasi meliputi uji kelarutan,

analisis gugus fungsi menggunakan spektrofotometer FT-IR, dan penentuan berat

molekul.

4.4 Hasil Karakterisasi Selulosa Diasetat

Karakterisasi selulosa hasil isolasi batang pisang kepok dan sintesis

selulosa diasetat meliputi uji kelarutan, analisis gugus fungsi dengan

spektrofotometer FT-IR dan penentuan berat molekul.

Uji kelarutan dalam aseton merupakan uji paling sederhana untuk

menentukan terbentuknya selulosa diasetat. Selulosa diasetat larut dalam aseton

sedangkan selulosa tidak larut. Setelah tahap deasetilasi, selulosa diasetat yang




54

terbentuk dilarutkan dengan aseton dengan perbandingan 1:100 dan hasilnya

menunjukkan selulosa diasetat dapat larut secara sempurna. Kelarutan selulosa

diasetat ini disebabkan selulosa diasetat mempunyai sifat yang lebih amorf

sehingga mudah larut, sedangkan selulosa sangat kristalin sehingga sukar larut

dalam aseton.

Penentuan perubahan gugus fungsi menggunakan FTIR. Hasil FT-IR

Gambar 4.8 Spektrum FT-IR selulosa dan selulosa diasetat

Perbandingan spektrum FT-IR dari selulosa dan selulosa diasetat

ditunjukkan pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4

selulosa dan selulosa diasetat ditunjukkan pada Gambar 4.8




55

Tabel 4.3 Analisis gugus fungsi selulosa

Gugus fungsi

selulosa

Bilangan gelombang (cm-1)


O-H ulur 3600-2800 (Pretsch, 2006) 3448,72

C-H ulur 3000-2800(Mistry, 2009) 2885,51

C-H tekuk 1380-1000(Mistry, 2009) 1381,03

C-O ulur 1300-1000(Mistry, 2009) 1080,14

Tabel 4.4 Analisis gugus fungsi selulosa diasetat

Gugus fungsi

selulosa diasetat

Bilangan gelombang (cm-1)


O-H ulur 3600-2800 (Pretsch, 2006) 3502,73

C-H ulur 3000-2800 (Mistry, 2009) 2954,95

C=O ulur 1950-1600 (Mistry, 2009) 1751,36

COO- 1710-1530 (Mistry, 2009) 1635,64

C-H tekuk 1380-1000 (Mistry, 2009) 1373,32

C-O ulur 1300-1000 (Mistry, 2009) 1049,29

C-O-C 1275-1070 (Mistry, 2009) 1234,44

Perbandingan spektrum FT-IR dari selulosa dan selulosa diasetat, selulosa

mempunyai pita serapan gugus fungsi (-OH) suatu polimer dengan vibrasi ulur

pada bilangan gelombang 3448,72 cm-1, pita serapan gugus (C-H) dengan vibrasi

ulur pada bilangan gelombang 2885,51 cm-1, pita serapan gugus (C-H) dengan

vibrasi tekuk pada bilangan gelombang 1381,03 cm-1 dan pita serapan gugus (C-

O) pada bilangan gelombang 1080,14 cm-1.

Selulosa diasetat hasil sintesis dari serat batang pisang kepok diketahui

mempunyai pita serapan gugus fungsi (-OH) suatu polimer dengan vibrasi ulur

pada bilangan gelombang 3502,73 cm-1 dengan intensitas yang lebih rendah

daripada selulosa menujukkan berkurangnya gugus (-OH) pada selulosa diasetat,

pita serapan gugus (C-H) dengan vibrasi ulur pada bilangan gelombang 2954,95

cm-1, Terbentuknya selulosa diasetat ditandai dengan adanya pita serapan gugus




56

(C=O) dengan vibrasi ulur pada bilangan gelombang 1751,36 cm-1, pita serapan

gugus (-COO-) asetal pada bilangan gelombang 1658,78 cm-1, pita serapan gugus

(C-H) dengan vibrasi tekuk pada bilangan gelombang 1373,32 cm-1, pita serapan

gugus (C-O) pada bilangan gelombang 1049,29 cm-1, dan pita serapan gugus (-C-

O-C-) yang merupakan ikatan glikosidik antara monosakarida muncul pada

bilangan gelombang 1234,44 cm-1 yang tidak terdapat pada spektrum selulosa

(Mistry, 2009).

Penentuan berat molekul rata-rata selulosa diasetat dilakukan dengan

viskometer Oswald yaitu dibuat variasi konsentrasi larutan selulosa diasetat dalam

pelarutnya yaitu aseton dan diukur waktu alirnya sehingga diperoleh hubungan

antara konsentrasi dan viskositas reduksi.

Dari nilai intersep dapat dihitung berat molekul rata–rata selulosa diasetat

dengan menggunakan persamaan Mark Houwik – Sakurada dan diperoleh berat

molekul rata rata 49.742,03 g/mol. Hal ini sesuai dengan literatur BM rata-rata

selulosa diasetat 50.000 g/mol (Suryani, 2011).

4.5 Hasil Pembuatan Membran Kitosan – Selulosa Diasetat – TiO2

Pembuatan membran komposit kitosan – selulosa diasetat dilakukan

dengan menggunakan metode inversi fasa yaitu pembuatan membran dengan

menguapkan pelarut setelah proses pencetakan membran pada cawan petri.

Pembuatan membran kitosan – selulosa diasetat dilakukan dengan

melarutkan kitosan sebanyak 3 gram dalam asam asetat 2% dan diaduk dengan

magnetic stirrer sampai homogen, setelah larut dipindah dalam labu ukur 100 mL

dan ditambahkan asam asetat 2% sampai tanda batas. Kitosan yang telah larut




57

sempurna ditambahkan selulosa diasetat yang dilarutkan dalam aseton. Selulosa

diasetat berfungsi sebagai bahan aditif pembentuk pori sehingga meningkatkan

fluks dari membran tersebut. Membran komposit kitosan dibuat dengan variasi

selulosa diasetat dan ditambahkan formamida, diaduk kembali dengan magnetic

stirer ± 6 jam sampai terbentuk larutan dope yang homogen. Larutan dope

kitosan – selulosa diasetat yang telah homogen didiamkan selama 24 jam dengan

tujuan untuk menghilangkan gelembung udara yang terperangkap pada proses

pengadukan.

Pencetakan membran dilakukan dengan mengambil 5 mL larutan dope

yang telah bebas dari gelembung udara kemudian dituangkan di atas cawan petri

kemudian untuk membentuk dan meratakan permukaan membran, digoyang-

goyangkan dan diputar membentuk lapisan tipis membran. Membran yang telah

dicetak kemudian dipanaskan dalam oven sampai suhu penguapan 80oC selama 3

jam dengan tujuan untuk menguapkan pelarut yang tersisa. Setelah itu membran

dalam cawan petri ditambahkan larutan koagulasi NaOH 4% untuk membantu

melepaskan membran yang telah dicetak dari cawan petri. Membran yang

diperoleh kemudian dicuci dengan akuades mengalir untuk menghilangkan sisa-

sisa pelarut. Membran dikeringkan dan karakterisasi.

Pada awal pembuatan membran kitosan – selulosa diasetat, dibuat variasi

konsentrasi selulosa diasetat 2%, 4%, 6%, 8% dan 10% sedangkan konsentrasi

kitosan dibuat tetap 3%. Pada tahap awal ini membran dibuat tanpa ada

penambahan TiO2. Membran yang terbentuk dari komposisi kitosan dan selulosa

diasetat diukur sifat mekaniknya dengan alat Autograph dan ketebalannya dengan




58

mikrometer. Komposisi optimal membran yang diperoleh dari kitosan dengan

penambahan selulosa diasetat dari uji sifat mekanik selanjutnya dibuat membran

komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dengan menambahkan variasi

konsentrasi TiO2 0,10%, 0,15%. 0,20%, dan 0,30%. Membran komposit dengan

variasi konsentrasi TiO2 dikarakterisasi dengan pengukuran ketebalan, uji sifat

mekanik, kinerja membran dan morfologi membran dengan SEM. Membran

komposit kitosan – selulosa diasetat dan membran komposit kitosan – selulosa

diasetat – TiO2 ditunjukkan pada Gambar 4.9

(a) (b)

Gambar 4.9 Membran komposit tanpa TiO2 (a) dan membran komposit dengan

penambahan TiO2 (b)

4.6 Hasil Karakterisasi Membran Kitosan dengan Variasi Konsentrasi

Selulosa Diasetat

Karakterisasi membran kitosan-selulosa diasetat dengan variasi selulosa

diasetat meliputi pengukuran ketebalan dan penentuan sifat mekanik membran

dengan uji tarik.

4.6.1 Hasil pengukuran ketebalan membran kitosan


Hasil ketebalan rata–rata membran kitosan yang

dengan variasi

diukur dengan

mikrometer sekrup dengan ketelitian 0,01 mm pada setiap variasi konsentrasi

selulosa diasetat dapat ditunjukkan pada Gambar 4.10




59

Gambar 4.10 Grafik hubungan ketebalan rata-rata membran dengan variasi


Dari Gambar 4.10 menunjukkan bahwa ketebalan rata-rata membran

kitosan dengan variasi selulosa diasetat mempunyai ketebalan 0,014-0,016 mm.

Penambahan konsentrasi selulosa diasetat tidak memberikan pengaruh besar. Hal

ini disebabkan pembuatan membran dilakukan dengan volume larutan dope yang

sama pada cawan petri.

4.6.2 Hasil penentuan sifat mekanik membran kitosan


dengan variasi

Uji sifat mekanik dilakukan dengan menggunakan alat autograph AG-10

TE Shimadzu. Pada hasil uji sifat mekanik ini diperoleh gaya dan pertambahan

panjang membran ketika membran tersebut putus. Dari data tersebut dapat

diperoleh nilai tegangan (stress), regangan (strain) dan Modulus Young. Nilai

tegangan pada membran kitosan-selulosa diasetat dengan variasi selulosa diasetat


0,02

0,01

0

2 4 6 8 10

Konsentrasi selulosa diasetat (%)

ket

ebal

an

rata

-rat

a

(mm

)




60

1 2 3 4 5 6

Gambar 4.11 Grafik hubungan variasi konsentrasi selulosa diasetat dengan stress

Dari Gambar 4.11 menunjukkan nilai stress tertinggi dimiliki oleh

membran dengan variasi selulosa diasetat 4% yaitu sebesar 0,0232 kN/mm2.

Penurunan stress di awali pada konsentrasi 6%. Hal ini disebabkan semakin

meningkatnya konsentrasi selulosa diasetat, membran semakin mempunyai

banyak pori sehingga sifat mekaniknya rendah.

4.7 Hasil Karakterisasi Membran Komposit Kitosan – Selulosa Diasetat –

TiO2

Karakterisasi membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2

meliputi pengukuran ketebalan membran, penentuan sifat mekanik membran

dengan uji tarik, penentuan kinerja membran untuk mengetahui permeabilitas dan

perselektivitas membran, penentuan interaksi komponen membran dengan

menggunakan FT-IR, serta morfologi membran dengan SEM.

4.7.1 Hasil pengukuran ketebalan membran komposit kitosan – selulosa

diasetat – TiO2

Berdasarkan hasil karakterisasi membran komposit dengan penambahan

selulosa diasetat diperoleh kondisi optimal pada penambahan selulosa disetat 4%.

Selanjutnya dengan konsentrasi tersebut dibuat membran komposit kitosan

– selulosa diasetat – TiO2 dengan variasi konsentrasi TiO2. Hasil ketebalan rata–

0,025

0,02

0,015

0,01

0,005

0

0 2 4 6 8 10 Konsentrasi selulosa diasetat (%)

Str

ess

(kN

/mm

2)




61

rata membran kitosan yang diukur dengan alat mikrometer sekrup pada setiap

variasi kosentrasi penambahan TiO2 ditunjukkan pada Gambar 4.12

0,01

0

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

konsentrasi TiO2 (%)

Gambar 4.12 Grafik hubungan ketebalan rata–rata membran dengan variasi

konsentrasi TiO2

Dari Gambar 4.12 menunjukkan bahwa ketebalan rata–rata membran

komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 mempunyai ketebalan rata–rata 0,01

mm. Hal ini disebabkan metode pencetakan yang digunakan efektif yaitu

menggunakan cawan petri dimana larutan dope dicetak tanpa mengalami

peubahan volum. Membran yang paling efektif adalah membran dengan ketebalan

yang tipis tetapi tidak mudah sobek.

4.7.2 Hasil kinerja (permeabilitas dan perselektivitas) membran komposit

kitosan – selulosa diasetat – TiO2

Pengukuran permeabilitas (fluks) dan perselektivitas

(rejeksi) pada

membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dilakukan dengan alat sel

filtrasi dead end. Sebelum dilakukan uji fluks terlebih dahulu membran diaktivasi

dalam reaktor UV dengan daya 24 watt selama 180 menit (waktu penyinaran

optimal) (Pristantho, 2011) dalam larutan NaLS 5 ppm agar TiO2 sebagai katalis

dapat bekerja secara optimal dalam mendegradasi NaLS. Kemudian dilakukan uji

fluks dengan mengukur volume permeat NaLS yang tertampung dalam selang

waktu 30 menit. Pengukuran rejeksi pada membran dilakukan dengan mengukur

ket

ebal

an

(mm

)




62

1 2 3 4 5

konsentrasi NaLS 5 ppm, konsentrasi NaLS dalam membran yang teraktivasi

dalam reaktor dan konsentrasi permeat setelah melewati membran dengan alat

spektrofotometer UV-Vis Mapada dengan metode MBAS. Hubungan antara

variasi konsentrasi TiO2 dengan fluks dan rejeksi ditunjukkan pada Gambar 4.13

dan 4.14

1500

1000

500

0

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30


Gambar 4.13 Grafik fluks membran komposit dengan variasi konsentrasi TiO2

98 97,5

97 96,5

96 95,5

95 94,5

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30


Gambar 4.14 Grafik rejeksi membran komposit dengan variasi konsentrasi TiO2

hasil filtrasi

Hasil penentuan nilai fluks yang ditujukkan pada Gambar 4.13

menunjukkan bahwa nilai fluks dipengaruhi oleh penambahan TiO2. Penambahan

TiO2 pada 0,10% – 0,20% menyebabkan fluks meningkat karena pori membran

merata dan kinerja TiO2 dalam proses degradasi fotokatalitik menyebabkan NaLS

yang terdegradasi semakin besar. Penurunan fluks terjadi pada penambahan TiO2

0,20 – 030 % karena pada penambahan tersebut, TiO2 menyebabkan struktur

Flu

ks

(L/m

2.h

ari)

R

ejek

si (

%)




63

ikatan semakin rapat sehingga jumlah dan distribusi pori berkurang yang

mengakibatkan laju aliran umpan menjadi terhambat dan fluks menurun (Gorri et

al., 2006). Nilai fluks terbesar adalah pada penambahan TiO2 sebesar 0,20%

dengan fluks 1242,03 L/m2.hari.

Penurunan fluks juga dapat terjadi karena adanya fouling pada permukaan

dan pori-pori membran. Fouling dapat terjadi karena adanya akumulasi partikel-

partikel dari umpan secara irreversible (Baker, 2004). Fouling juga dapat terjadi

karena polarisasi konsentrasi umpan dimana adanya peningkatan lokal konsentrasi

solut pada permukaan membran yang diikuti perpindahan solut dari permukaan ke

pori–pori membran sehingga terjadi adsorpi irreversible solut ke dalam pori-pori

membran. Proses filtrasi ini menyebabkan penumpukan solut pada pori dan

penyempitan yang menghalangi laju umpan sehingga nilai fluks menurun (Baker,

2004).

Dari hasil penentuan rejeksi dapat diketahui bahwa penambahan TiO2 pada

membran komposit mempengaruhi koefisien rejeksi. Meningkatnya konsentrasi

TiO2 yang terikat pada membran dalam reaktor fotokatalitik menunjukkan nilai

rejeksi meningkat karena semakin banyak TiO2, degradasi pada pada larutan

NaLS 5 ppm semakin besar. Filtrasi NaLS ketika dilewatkan pada membran

terjadi pemisahan dimana NaLS tertahan pada secara irrevesible. Semakin besar

penambahan konsentrasi TiO2, semakin rapat distribusi pori sehingga kemampuan

untuk menahan spesi terlarut dalam umpan semakin meningkat dan nilai rejeksi

semakin tinggi. Nilai koefisien rejeksi terbesar adalah pada penambahan

konsentrasi TiO2 0,3% dengan koefisien rejeksi sebesar 97,70%.




64

regangan (strain) dan Modulus Young. Stress merupakan gaya yang dibutuhkan

untuk memutuskan membran pada luas penampang yang tegak lurus dengan arah

gaya tarik. Nilai stress dari membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2


0,025

0,02

0,015

0,01

0,005

0

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30


Gambar 4.15 Grafik hubungan variasi konsentrasi TiO2 terhadap stress

4.7.3 Hasil penentuan sifat mekanik membran komposit kitosan – selulosa

diasetat – TiO2

Uji sifat mekanik membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2

dilakukan dengan alat Autograph AG-10 TE Shimadzu. Pada hasil uji sifat

mekanik ini diperoleh gaya dan pertambahan panjang membran komposit ketika

membran tersebut putus. Dari data tersebut diperoleh nilai tegangan (stress),

Dari Gambar 4.15 menunjukkan pengaruh TiO2 terhadap nilai tegangan.

Semakin banyak penambahan TiO2 semakin tinggi kekuatan mekanik membran

tersebut. Hal ini disebabkan TiO2 dapat menambah kekuatan struktur ikatan

membran komposit. Semakin besar nilai tegangan membran komposit, membran

mempunyai kekuatan untuk menerima gaya tanpa merusak membran semakin

lebih baik (Febriana, 2010). Membran dengan nilai stress tertinggi dimiliki oleh

membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dengan konsentrasi TiO2

Str

ess

(kN

/mm

2)




65

0,30% dengan nilai stress 0,3906 kN/mm2. Strain (regangan) merupakan selisih

pertambahan panjang suatu membran dengan panjang mula-mula membran. Nilai

strain membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 ditunjukkan pada

Gambar 4.16

0,2

0,15

0,1

0,05

0 0,10 0,15 0,20 0,25


0,30

Gambar 4.16 Grafik hubungan konsentrasi TiO2 dengan strain

Dari Gambar 4.16 menunjukkan pengaruh TiO2 terhadap nilai regangan.

Semakin besar konsentrasi TiO2 maka terjadi menurunkan

membran. Besar nilai regangan menunjukkan sifat elastisitas

nilai regangan

dan plastisitas

membran. Hal ini sesuai dengan grafik pada uji tarik. Membran dengan sifat

elastis yang baik tidak mudah robek akibat tekanan dari udara dan umpan saat

filtrasi karena mengalami perubahan bentuk selama menerima gaya. Dari grafik

diketahui bahwa nilai regangan tertinggi yaitu 0,1576 dengan konsentrasi TiO2

0,10%.

Modulus Young merupakan kemiringan kurva tegangan-regangan yang

ditentukan dengan membagi tegangan dan regangan. Nilai Modulus Young


stra

in




66

Gambar 4.17 Grafik hubungan konsentrasi TiO2 dengan Modulus Young

Dari Gambar 4.17 menunjukkan pengaruh TiO2 pada nilai Modulus Young.

Semakin besar konsentrasi TiO2 maka semakin besar nilai Modulus Young. Hal ini

disebabkan faktor nilai tegangan yang menunjukkan peningkatan sebanding

dengan peningkatan konsentrasi TiO2. Nilai Modulus Young tertinggi pada

konsentrasi TiO2 0,30% yaitu sebesar 0,3906 kN/mm2. Nilai Modulus Young

menggambarkan sifat mekanik membran secara umum berdasarkan parameter

nilai tegangan dan regangan. Membran dengan sifat mekanik yang ideal adalah

membran dengan nilai tegangan yang tinggi karena mampu menahan gaya yang

besar dari tekanan udara dan umpan ketika proses filtrasi serta mempunyai nilai

regangan maksimal sehingga elastisitasnya baik. Membran dengan sifat elastisitas

yang baik mampu merubah bentuk sementara mengikuti gaya sehingga membran

tidak mudah sobek dan tahan lama. Berdasarkan data di atas, membran komposit

kitosan – selulosa diasetat – TiO2 optimal yaitu dengan konsentrasi kitosan 3%,

selulosa diasetat 4% dan TiO2 0,3%.

4.7.4 Hasil uji Fourier Transform Infra Red (FT-IR) pada membran

Uji FT-IR pada membran komposit kitosan dengan penambahan selulosa

diasetat untuk mengetahui ikatan yang terjadi pada membran kitosan dengan

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0 0,10 0,15 0,20 0.25 0,30


Mo

du

lus

Yo

un

g

(kN

/mm

2)




67

penambahan selulosa disetat dan membran komposit kitosan – selulosa diasetat –

TiO2 dengan membandingkan spektrum FT-IR membran tersebut. Spektrum

membran tersebut terlihat pada Gambar 4.18

komposit kitosan – selulosa diasetat –TiO2 terbukti masih terlihat pita serapan

gugus (C-O) dengan vibrasi ulur pada bilangan gelombang 1300-1000 cm-1

terlihat pita yang lebih tajam dan pada daerah 1072,42 cm-1 ciri khas dari selulosa

diasetat dan pita serapan amina (-NH) pada bilangan gelombang 1635,64 cm-1

yang merupakan ciri khas dari kitosan. Pada membran komposit tidak tampak pita

pada gugus (C-N)

bilangan gelombang

pada bilangan gelombang ≈1400 cm-1 yang terlihat pada

1427,32 cm-1 pada membran kitosan dengan penambahan

Gambar 4.18 Spektrum membran kitosan – selulosa diasetat – TiO2

Pada Gambar 4.18, spektrum FT-IR membran komposit kitosan – selulosa

diasetat –TiO2 tidak terdapat banyak perbedaan yang muncul dibandingkan

dengan membran kitosan dengan variasi selulosa diasetat, pada membran




68

selulosa diasetat dan pita tajam pada 509 cm-1 yang menunjukkan ikatan (Ti-O)

pada TiO2. Namun terdapat perubahan pada bilangan gelombang 400-300 cm-1

pita tajam pada bilangan gelombang 374 cm-1 dan 339 cm-1 pada spektrum

ditunjukkan pada bilangan gelombang 370,33 cm-1 dan 339,47 cm-1 yang

menunjukkan adanya ikatan (Ti-N). Sehingga dari spektrum tersebut dihasilkan

adanya ikatan kimia antara TiO2 dengan kitosan pada membran komposit kitosan

– selulosa diasetat – TiO2.

4.7.5 Hasil morfologi membran dengan SEM (Scanning Elektron Microscopy)

Morfologi membran dengan SEM dilakukan pada membran komposit

kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dengan kondisi yang optimal, yaitu dengan

konsentrasi kitosan 3%: selulosa diasetat 4%: TiO2 0,30%. Analisa dengan SEM

ini bertujuan untuk mengetahui penampang melintang dan distribusi pori serta

ukuran pori pada permukaan membran. Hasil SEM pada permukaan membran

komposit kitosan –

4.19

selulosa diasetat – TiO2 optimal ditunjukkan pada Gambar

Gambar 4.19 Hasil SEM permukaan membran komposit kitosan –selulosa

diaseta –TiO2




69

Pada Gambar 4.18 terlihat permukaan membran komposit kitosan-selulosa

diasetat-TiO2 optimal dengan distribusi pori yang banyak dan cukup rata. Dengan

banyaknya distribusi pori, dapat meningkatkan fluks dari membran tersebut. Pada

gambar juga terlihat pori membran tidak terlihat jelas karena energi yang

digunakan pada SEM sangat tinggi. Pada Gambar 4.20, gambar penampang

melintang membran

berpori.

menunjukkan bahwa membran mempunyai struktur yang

Gambar 4.20 Hasil SEM penampang melintang membran komposit kitosan –

selulosa diasetat –TiO2

4.8 Hasil Penentuan Panjang Gelombang Maksimum

dengan Metode MBAS

Larutan NaLS

Panjang gelombang maksimum untuk larutan NaLS ditentukan dengan

larutan standar NaLS 5 ppm menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada rentang

panjang gelombang 550 nm sampai 700 nm dan dihasilkan panjang gelombang

maksimum pada 653 nm. Penentuan panjang gelombang maksimum larutan NaLS

menggunakan metode MBAS ditunjukkan pada lampiran 11.

Metilen biru digunakan untuk uji coba bahan pewarna organik. Bahan

pewarna organik yang berwarna biru tua ini, akan menjadi tidak berwarna apabila

oksigen pada sampel (air yang tercemar yang sedang dianalisis) telah habis




70

dipergunakan. Senyawa kompleks ini pada proses ekstraksi berada pada lapisan

atas (air), dan digunakan klorofom untuk memindahkan senyawa kompleks

tersebut yang semula ke dalam fasa air akan dipindahkan ke fasa organik (bawah).

Kemudian diekstraksi lagi dengan larutan pencuci dengan tujuan untuk mengikat

pengotor-pengotor seperti air. Surfaktan bereaksi dengan warna biru metilen

membentuk pasangan ion baru yang terlarut dalam pelarut organik, intensitas

warna biru yang terbentuk diukur dengan spektrofotometer dengan panjang

gelombang 653 nm. Serapan yang diukur setara dengan kadar surfaktan.

Mekanisme reaksi antara larutan NaLS dengan metilen biru ditunjukkan pada

Gambar 4.21

N

s

N(CH 3 )2

N(CH 3 )2

Cl - +

(H 2C) 11 H 3C

O

OSO Na

O

N

s

N(CH 3 )2

O

O S O

N(CH 3)2

+ N a C l

O (CH 3)11 CH 3

Gambar 4.21 Mekanisme reaksi NaLS dengan metilen biru

NaLS merupakan surfaktan yang mempunyai ion alkoksi (RO-) yang

nerupakan nukleofil yang bereaksi kedaerah yang bermuatan positif. Metilen biru

mempunyai struktur dengan ion (Cl-) yang merupakan gugus pergi yang baik.

Ketika NaLS direaksikan dengan metilen biru, terjadi reaksi substitusi dimana




71

halida (Cl) akan pergi sehingga ion (S+) dan dimasuki oleh nukleofil dari NaLS

membentuk kompleks metilen biru-surfaktan.

4.9 Hasil Penentuan Kurva Standar NaLS

Larutan standar NaLS dengan konsentrasi bervariasi yaitu : 0,1; 1,0; 2,0;

3,0; 4,0; dan 5,0 ppm diukur absorbansinya dengan metode MBAS menggunakan

alat spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum 653 nm.

Persamaan regresi kurva standar larutan NaLS dinyatakan dengan persamaan y =

bx + a dengan ketentuan y adalah absorbansi (A) dan x adalah konsentrasi larutan

NaLS. Kurva standar NaLS ditunjukkan pada Gambar 4.22

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

0 2 4 6

konsentrasi NaLS (ppm)

y = 0,174x + 0,020

R² = 0,999

Gambar 4.22 Kurva standar NaLS

Dari data didapatkan persamaan regresi linier y = 0,174x + 0,020 dan

harga R2 = 0,999

4.10 Hasil Pengolahan Limbah Deterjen

Limbah deterjen yang telah diambil dari sungai Kalikepiting, dipreparasi

dengan penyaringan menggunakan kertas saring Whattman 41 agar partikel–

partikel berukuran besar hilang sehingga tidak merusak membran. Limbah

Abso

rban

si




72

diambil 10 mL dan diukur konsentrasi awal dengan alat spektrofotometer UV-Vis

dengan metode MBAS, pada panjang gelombang maksimum 653 nm dan

diperoleh konsentrasi awal limbah deterjen yaitu 39,942 ppm .

Limbah deterjen 100 mL diolah melalui degradasi fotokatalitik TiO2 pada

membran dalam reaktor fotokatalitik selama 180 menit pada pH 7. Lampu UV

merupakan sumber energi yang diperlukan agar reaksi fotodegradasi dapat terjadi.

Ikatan (Ti-N) pada membran yang menyerap radiasi sinar UV dapat menghasilkan

radikal (.OH) sehingga radikal ini dapat mendegradasi larutan deterjen lebih

optimal. Proses mekanisme fotokatalis pada oksida logam seperti TiO2 dapat

menyerap radiasi antara fotokatalis dengan air. Radikal hidroksi merupakan

oksidator kuat dan mengoksidasi senyawa organik (Lodha et al., 2008). Reaksi

pembentukan radikal pada membran komposit dengan ikatan (Ti-N) tersebut

dapat dituliskan sebagai berikut :

[Ti - N kitosan] n+ hv [Ti - N kitosan] (n+1)+

[Ti - N kitosan] (n+1)+ + H2O hv Tin+ + (.OH) + H+

Limbah deterjen hasil degradasi fotokatalitik dengan sinar UV dalam

reaktor, mengalami penurunan konsentrasi deterjen menjadi 19,138 ppm dengan

persen degradasi sebesar 52,08%, kemudian difiltrasi selama 30 menit dengan

membran komposit kitosan – seulosa diasetat- TiO2 optimal dan dihasilkan

permeat dengan volume 34 mL kemudian diukur konsentrasinya yaitu 1,839 ppm

dengan koefisien rejeksi 95,39 % dan fluks 832,93 L/m2.hari.

Nilai rejeksi yang tinggi disebabkan adanya ikatan kimia (Ti-N) antara

TiO2 dengan kitosan dan selulosa diasetat pada membran yang dapat membentuk




73

radikal (.OH) yang dapat mendegradasi deterjen dan pori pada memmbran

komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dapat menahan molekul deterjen pada

permukaan membran.

Fluks yang rendah disebabkan oleh limbah deterjen yang mengandung

pengotor dengan ukuran partikel yang besar sehingga membran mengalami

fouling (penyumbatan pori). Dari analisis di atas, pengolahan limbah

menggunakan membran dengan proses filtrasi menggunakan alat sel fltrasi dead

end lebih optimal dibandingkan dengan pengolahan limbah melalui degradasi

dalam reaktor fotokatalitik pada penelitian sebelumnya yaitu sebesar 60% .




BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian mengenai pembuatan dan karakterisasi

membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 untuk pengolahan limbah

deterjen dapat disimpulkan bahwa:

1. Membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dibuat dengan metode

inversi fasa yaitu menguapkan pelarut setelah proses pencetakan membran

pada cawan petri. Membran komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2

optimal diperoleh konsentrasi kitosan 3% - selulosa diasetat 4% - TiO2

0,30%.

2. Karakteristik membran komposit kitosan – seulosa diasetat – TiO2 optimal

meliputi ketebalan membran 0,01mm, stress sebesar 0,0225 kN/mm2, strain

sebesar 0,0576 dan Modulus Young sebesar 0,3906 kN.mm2, fluks sebesar

1099,95 L/m2.hari, rejeksi membran sebesar 97,70% melalui tahap filtrasi.

3. Variasi konsentrasi TiO2 mempengaruhi sifat mekanik dan kinerja membran

komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2. Semakin besar konsentrasi TiO2

maka semakin besar sifat mekanik dan rejeksi membran. Membran komposit

kitosan – selulosa diasetat – TiO2 dapat diaplikasikan pada pengolahan

limbah deterjen air sungai dengan efektivitas filtrasi yang tinggi yaitu

rejeksi 95,39% dibandingkan dengan efektivitas degradasi TiO2 pada

membran yaitu sebesar 52,08% dan fluks sebesar 832,93 L/m2.hari.

74




75

4.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disarankan beberapa hal,

antara lain:

1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai aplikasi membran

komposit kitosan – selulosa diasetat – TiO2 untuk pengolahan limbah

yang mengandung logam berat dan industri kimia lainnya.




76

DAFTAR PUSTAKA

Arthanareeswaran, G., Thanikaivelan, P., Srinivasn, K., Mohan D., Rajendran,

M., 2004, Synthesis, Characterization and Thermal Studies on Cellulose

Acetate Membranes with Additives, Eur. Polym. J., 40: 2153–2159

Baker, R. W., 2004, Membrane Technology and Application 2nd ed., John Wiley

& SonsLtd., Chichester

Billy, M., Da Costa, Ranzani., Lochon, P., Clément, R., Dresch, M., Etienne, S.,

Hiver, J.M., David, L., Jonquières, A., 2010, Cellulose acetate graft

copolymers with nano-structured architectures: Synthesis and

characterization, European Polymer Journal 46: 944–957

Boricha, A. G., Murthy, Z. V. P., 2010, Preparation of N,O-carboxymethyl

Chitosan/Cellulose Acetate Blend Nanofiltration Membrane and Testing

Its Performance in Treating Industrial Wastewater, Chemical Enginering

Journal. Sci, 157: 393–400

Burrows, F., Louwime, C., Abazinge, M., and Onokpise, Oghenekome. 2007,

Ekstraction and Evaluation of Chitosan from Crabs Exoskeleton as a

Seed Fungicide and Plant Growth Enhancer. American-Eurasian J. Agric.

& Emviron. Sci., 2 (2): 103-111, 2007

Darmono, 2001, Lingkungan Hidup dan Pencemaran, UI-Press, Jakarta

Djaeni, M., 2003, Optimization of Chitosan Preparation from Crab Shell Waste, J.

Reaktor, 7 (1), hal. 37 – 40

Diebold, U., 2003, The Surface Science of Titanium Dioxide, Surface Science

report 48 : 53-229

Doan, H. D., and Saidi, M., 2008, Simultaneous Removal of Metal Ions and

Linear Alkylbenzene Sulfonate by Combined Electrochemical and

Photocatalytic Process. J Hazard Mater., 158 (2-3), 557-567

Drioli, E., and Lidietta G., 2009, Membrane Operations Innovative Separations

and Transformations, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA,

Weinheim,

Duman, O., and Erol A., 2010, Adsorptive Removal of Cationic Surfactans from

Equeous Solutions onto High-Area Activat Carbon Cloth Monitored by in




77

situ UV Spectroscopy, Journal of Hazardous Materials., 174 (1-3), 359-

367

Duarte, I. C. S., Oliveira, M. S., Okada, D. Y., and Varesche, 2010, Degradation

of Detergent (Linear Alkilbenzena Suofonate) in an Anaerobic Stirred

Sequencing – Batch Reactor Containing Granular Biomass, International

Biodeteriorarion & Biodegradation., 64 (2), 129 – 134

Ernasuryaningtyas, I., 2011, Pembuatan dan Karakterisasi Membran

Fotokatalitik Kitosan – TiO2 dengan Penambahan Polietilen Glikol

(PEG) untuk Pengolahan Air Sumur, Skripsi, Departemen Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Surabaya

Febriana, Nina., 2010, Pengaruh Penambahan TiO2 terhadap Sifat mekanik

dan Kinerja Membran Selulosa Diasetat dari ampas Tebu

(Saccharum officinarum) untuk Penjernihan Nira Tebu, Skripsi,

Departemen Kimia FST Unair, Surabaya

Gorri, Daniel., Raquel, Ib´a˜nez., da Ortiz, Inmacula., 2006, Comparative Study of

the Separation of Methanol–Methyl Aacetate Mixtures by Ervaporation

and Vapor Permeation Using a Commercial Membrane, Journal of

Membrane Science 280: 582–593

Gunlazuardi, J., 2001., Fotokatalisis pada Permukaan TiO2: Aspek Fundamental

dan Aplikasinya, Seminar Kimia Fisik

Gunzaluardi, J., Harper, J. C., Christensen, P. A., Egerton, T. A., and Curtis, T. P.,

2001, Effect of Catalyst Type on the Kinetics of the Photoelectrochemical

Disinfection of Water Inoculated with E.coli, Journal of Applied

Electrochemistry 31:623-628

Gupta, N. S., 2011, Chitin Formatioan and Diagenesis di dalam: Ricardo A. A

Muzarelli, (ed) Chitin Handbook, Springer Dordrecht Heidelberg, London

Jayakumar, R. R., Roshni., D. V. V., Chennazhi, K. P., Tamura, H., and Nair,

S.V., 2011, Fabrication of Chitin–Chitosan/Nano TiO2-Composite

Scaffolds for Tissue Engineering Applications, International Journal of

Biological Macromolecules., 48: 336 – 344

Johnson, D. D., and Hilal, N., 2010, Comprehensive Membrane Science and

Engineering, Elseiver, B. V., Italy

Kalia, S., Kaith, B. S., and Kaur, I., 2011, Cellulose Fibers: Bio- and Nano-

Polymer Compositer, Green Chemistry and Technology. Springer, Berlin




78

Khan, T. A., Kok, K., and Hung, S., 2002, Reporting Degree of Deacetylation

Values of Chitosan: the Influence of Analytical Methods. J. Pharm.

Pharmaceut. Sci. 5: 205-212

Khor, E., 2001. Chitin: Fulfilling a Biomaterial Promise, (ed) Chitin Handbook,

Singapore

Khor, E., 2002, Chitin: A Biomaterial in Waiting, Curroping Solid State Maker,

Vol 6, 3137

Kislik, V. S., 2010. Liquid Membranes Principles & Applications in Chemical

Separations & Wastewater Treatment First ed, Elseiver, British Libbrary

Kumar, M. N. V., 2000, A Review of Chitin and Chitosan Reactive and

Functional Polymers, 46 1-27

Kyoon, No, and Meyers, S.P., 2000, Preparation of Chitin and Chitosan. Di

dalam: R.A.A. Muzzarelli dan M.G. Peter (ed) Chitin Handbook, European

Chitin Society, Italy

Lara-Martín, P. A., Gómez-Parra, A., Köchling, T., Sanz, J. L., Amils, R.,

González-Mazo, E., 2007, Anaerobic Degradation of Linear Alkylbenzene

Sulfonates in Coastal Marine Sediments, Environ. Sci. Technol., 41: 3573-

3579

León, V. M., Gonza_lez-Mazo, E., Forja Pajares, J. M., and Gómez-Parra, A.,

2001, Vertical Distribution Profiles of Linear Alkylbenzene Sulfonates

and Their Long-Chain Degradation Products in Coastal Marine Sediments.

Environ. Toxicol. Chem., 20: 2171-2178

Lodha, et al., 2008, Photocatalytic Degradation of Sunset Yellow FCF in Presence

of Some Transitio Metl Complexes and Hidrogen Peroxide, J. Chem.

Indian, 474: 397-400

Liu,C., and Bai, R., 2006, Preparing Highly Porous Chitosan/Cellulose Acetate

Blend Hollow Fibers as Adsorptive Membranes: Effect of Polymer

Concentrations and Coagulant Compositions, J. Membr. Sci., 279: 336–

346

Liu, Y., Wu, Y., Tsai, W., Tsai, C., Chen, W., and Wu, C., 2011, Core–Shell

Silica @ Chitosan Nanoparticles and Hollow Chitosan Nanospheres Using

Silica Nanoparticles as Templates: Preparation and Ultrasound Bubble

Application. Carbohydrate Polymers, 84: 770-774




79

Mak, A. F. T., Sun, S., 2008, Intelligent Material, The Royal Society of

Chemistry, Cambridge, Textbook

Majewska-Nowak K., Kowalska, I., and Kabsch-Korbutowicz, M., 2005,

Ultrafiltration of SDS Solutions Using Polymeric Membranes,

Desalination, 184: 415–422

Majewska-Nowak, K., Kowalska, I., and Kabsch-Korbutowicz, M., 2006,

Ultrafiltration of Aqueous Solutions Containing a Mixture of Dye and

Surfactant, Desalination, 198: 149–157

Mason, T. J., Pe´ trier, C., 2004. Ultrasound processes. In: Parson, S.(Ed.),

Advanced Oxidation Processes for Water and Wastewater Treatment.

IWA Publishing, London, pp. 185–208

Meyyappan, M., 2005, Carbon Nanotubes Science and Appication, NASA Ames

Research Center, CRC Press, London

Mistry,B., 2009, Handbook of Spectroscopic Data: Chemistry -

UV,IR,PMR,CNMR and Mass Spectroscopy, Oxford Book Company

ISBN: 8189473867, 1441660852

Mohammadi, T., Kikhavandi, T., and Moghbel, M.R., 2008, Synthesis and

Characterization of Poly (ether-block-amide) Membranes for the

Pervaporation of Organic/aqueous Mixtures, J. Appl. Polym. Sci., 107:

1917–1923

Mourya, V. K., and Inamdar, N. N., 2008, Chitosan – Modifications and

Aplications: Opportunities Galore. Reactive & Fungtional Polymers, 68:

1013–1051

Mulder, M., 1996, Basic Principle of Membrane Technology, Kluwer Academic

publ, London

Myers, D, 2006, Surfactant Science and Technologi, 3rd (ed), Jhon Wiley and Son,

Inc, New Jersey

Nunes, S, P., and Peinemann, K. V., 2001. Membrane Technology in the

Chemical Industry. Wiley-VCH Verlag GmbH, Germany

O’Neil, M. J., 2001. The Merck Index : An Encyclopedia of Chemical, Drugs, and

Biological, 13th ed., Merck & Co. Inc., New York




80

Pabby, A. K., Rizvi, S. S. H., and Sastre, A. M., 2009, Membrane Separations

Chemical, Pharmaceutical, food, and Biotechnolohical Applications,CRC

Press, New York

Planas, M. R., 2002, Development of Techniques Based on Natural Polymer for

the Recovery of Precious Metals, Thesis Doctoral, Universitat Politecnica

de Catalunya

Pramono, A., 2002. Membuat Deterjen Bubuk. Penebar Swadaya, Jakarta

Prasetyo, A. B., 2002. Rekayasa Pembuatan Membran Selulosa Asetat untuk

Pemisahan Deterjen. Environmental Engineering, 628.167

Pretsch, E., Buhlmann, P., Affolter, C., 2006, Structure Determination of Organic

Compounds, Tables of Spectral Data , English Edition, Springer,

Switzerland

Pristantho, Jefry Finky., 2011, Degradasi Fotokatalitik Surfaktan NaLS

(Natrium Lauril Sulfat ) dengan Kombinasi reagen Fenton dan TiO2,

Skripsi, Universitas Airlangga, Surabaya

Santoso, K., 2006, Pembuatan dan Karakterisasi Membran Kitosan serta

Aplikasinya Untuk Pemisahan Deterjen dalam Limbah, Tesis, Institut

Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya

Schleheck, D., Netzer, F. V., Fleischmann, T., Rentsch, D., Huhn, T., Cook, A.

M., and Kohler, H. P., 2010, The Missing Alkylbenzenesulfonate

Surfactant Degradation: 4 – Sulfoacetophenone as a Transient intermediate

in the Degradation of 3-(4-Sulfophenyl) Butyrate by Comamonas

testosteroni KF-1., Appl. Environ. Microbial, 76 (1) 196

Srijanto, B, 2003, Kajian Pengembangan Teknologi Proses Produksi Kitin dan

Kitosan Secara Kimiawi, Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia

Indonesia, Volume I, hal. F01-1 – F01-5

Suryani, N. I., 2011, Sintesis dan Karakterisasi Selulosa Diasetat dari Serat

Batang Pisang Raja Bulu (Musa paradisisaca var Sapientum, Skripsi,

Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga,

Surabaya

Twu, Y., Huang, H., Chang, S., and Wang, S., 2003, Preparation and Sorption

Activity of Chtosan/Cellulose Blend Beads. Carbohydrate Polymers 54:

425 – 430




81

Watkins, C., 2001, Surfactan and Detergent, All Eye Are on Texas, INFORM 12:

1152-1159

Zularisam A. W., Ismaila, A. F., Salimc, M. R., Sakinaha M. and Ozakid, H.,

2007, The Effects of Natural Organic Matter (NOM) Fractions on Fouling

Characteristics and Flux Recovery of Ultrafiltration Membranes,

Desalination, 212: 191–208

Zugenmaier, P., 2008, Crystalline Cellulose and Derivates, Characterization and

Structures, Springer Series in Wood Science, Verlag Berlin Heidelberg,

Jermany




0,1

0,08

0,06

0,04

0,02

0

y = -0,044x + 0,104 R² = 0,965

0 0,5 1 1,5

Konsentrasi selulosa diasetat (%)

Lampiran 6

Data penentuan berat molekul rata–rata selulosa diasetat

Tabel 5. Hasil waktu alir selulosa diasetat

Konsentrasi Selulosa Diasetat

Waktu alir (detik) Waktu alir rata-rata

(B) (g/L) t1 t2 t3 (detik)

0 0 5.68 5,67 5,67 5,67

0,2 0,3 5,85 5,83 5,81 5,83

0,4 0,6 5,91 5,92 5,92 5,92

0,6 0,9 5,97 6,01 5,99 5,99

0,8 1,2 6,03 6,05 6,02 6,03

Tabel 6. Viskositas spesifik tiap–tiap konsentrasi selulosa diasetat

Konsentrasi selulosa diasetat

(g/L)

t rata-rata

(detik)

ŋsp= t1-t0/t0 ŋsp/C

0 5,67

0,3 5,83 0,0282 0,0940

0,6 5,92 0,0441 0,0735

0,9 5,99 0,0564 0,0627

1,2 6,03 0,0635 0,0529

Untuk menghitung berat molekul rata–rata selulosa diasetat maka harus dicari

viskositas intrinsik [ŋ] terlebih dahulu dari intersep persamaan regresi grafik

hubungan viskositas reduksi ŋsp/C dengan konsentrasi larutan

Grafik 2. Hubungan viskositas reduksi dengan konsentrasi selulosa diasetat

ŋsp

/C




Mv = J 0,104

a

Dari data grafik di atas diperoleh persamaan regresi y = -0,044x + 0,104

Dengan menggunakan persamaan Mark Houwik Sakurada, viskositas intrinsik

digunakan untuk mrncari berat molekul rata–rata:

Diketahui: y = -0,044x + 0,104

K = 1,33 x 10-4

a = 0,616

[ŋ] = K x Mva

Mv = J[y]

K

0,616

1,33 s 10—4

Mv = 49.742,03 g/mol

Jadi BM selulosa diasetat yang diperoleh 49.742,03 g/mol




Lampiran 7

Data ketebalan membran komposit

Tabel 7. Hasil pengukuran tebal membran kitosan dengan variasi konsentrasi

selulosa diasetat

Komposisi Membran

Ketebalan (mm) Tebal

rata–rata

(mm)

Tebal total

rata-rata

(mm)

pojok kanan tengan

pojok kiri

atas bawah atas bawah

Kitosan 3% - CA 2% 0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,02

0,02

0,01

0,01

0,02

0,012

0,016 0,014

Kitosan 3% - CA 4% 0,01

0,02

0,01

0,02

0,01

0,01

0,02

0,02

0,01

0,01

0,012

0,016 0,014

Kitosan 3% - CA 6% 0,01

0,02

0,04

0,01

0,02

0,01

0,02

0,02

0,02

0,01

0,022

0,014 0,018

Kitosan 3% - CA 8% 0,01

0,02

0,01

0,02

0,01

0,01

0,03

0,02

0,03

0,01

0,014

0,014 0,016

Kitosan 3% - CA 10% 0,02

0,01

0,01

0,02

0,01

0,02

0,02

0,01

0,01

0,02

0,014

0,014 0,014

Tabel 8. Hasil pengukuran tebal membran kitosan - selulosa diasetat dengan

variasi konsentrasi TiO2

Komposisi Membran

Ketebalan (mm) Rata–

rata (mm)

Rata-

rata total (mm)

pojok kanan tengan

pojok kiri

atas bawah atas bawah

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,10% 0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01 0,01

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,15% 0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01 0,01

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,20% 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

0,01 0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01 Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,25% 0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01 Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,30% 0,01

0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01




Lampiran 8

Data hasil pengukuran sifat mekanik membran kitosan – selulosa diasetat

Perhitungan nilai tegangan (stress) dirumuskan dalam persamaan:

o = F

A

Regangan (strain) dirumuskan dalam persamaan:

Al ɛ =

l0

Modulus Young dirumuskan dalam persamaan:

Y = o

ɛ

Dengan F = gaya (kN)

A = luas penampang melintang membran (panjang x tebal dalam

satuan mm2)

L0 = panjang mula-mula (mm)

∆l = perubahan panjang (mm)

Contoh perhitungan

Luas membran (A)

A = panjang x tebal

= 20 x (0,012)

= 0,24 mm2

Stress (Tegangan)

F

σ = A

= 0,0030 0,24

= 0,0125 (kN/mm2)




Strain (regangan)

∆l

ε = l0

= 9,75

60

= 0,1595

Modulus Young

σ

Y = ε

0,0125 = 0,1595

= 0,0783 (kN/mm2)

Tabel 9. Hasil pengamatan uji tarik membran kitosan dengan variasi


Komposisi Membran Gaya (kN) Gaya rata -

rata (kN) ∆l (mm)

∆l rata -

rata (mm)

Kitosan 3% - CA 2% 0,0030 0,0025

9,57 9,490

0,0020 9,41

Kitosan 3% - CA 4% 0,0065 0,0065

10,62 10,590

0,0065 10,56

Kitosan 3% - CA 6% 0,0030 0,0030

6,00 5,855

0,0030 5,71

Kitosan 3% - CA 8% 0,0015 0,0020

4,69 4,520

0,0025 4,35

Kitosan 3% - CA 10% 0,0020 0,0020

1,40 1,400

0,0020 1,40




0,2 0,18 0,16 0,14 0,12

0,1 0,08 0,06 0,04 0,02

0

2 4 6 8 10

konsentrasi selulosa dissetat (%)

Tabel 10. Hasil perhitungan sifat mekanik membran kitosan


dengan variasi

Komposisi Membran

Stress

(kN/mm2)

Rata-rata

stress

(kN/mm2)

strain

Rata-

rata

strain

Modulus

Young

Rata – rata Modulus

Young

(kN/mm2) (kN/mm2)

Kitosan 3% - CA 2% 0,0125 0,0089

0,1595 0,1582

0,0783 0,0563

0,0063 0,1568 0,0402

Kitosan 3% - CA 4% 0,0260 0,0232

0,1770 0,1765

0,1469 0,1314

0,0148 0,1760 0,0839

Kitosan 3% - CA 6% 0,0068 0,0083

0,1000 0,0976

0,068 0,0850

0,0107 0,0952 0,1124

Kitosan 3% - CA 8% 0,0054 0,0063

0,0782 0,0753

0,0696 0,0836

0,0089 0,0725 0,1228

Kitosan 3% - CA 10% 0,0071 0,0071

0,0233 0,0233

0,3047 0,3047

0,0071 0,0233 0,3047

Grafik 3. Hubungan konsentrasi selulosa diassetat dengan strain

stra

in




0,35

0,3

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

0

2 4 6 8 10

konsentrasi selulosa diasetat (%)

Grafik 4. Hubungan konsentrasi selulosa diasetat dengan Modulus Young

Tabel 11. Hasil pengamatan uji tarik membran komposit kitosan – selulosa

disetat dengan variasi konsentrasi TiO2

Komposisi Membran

Gaya (kN)

Rata - rata

(kN)

∆l

(mm)

rata - rata

(mm)

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2

0,10%

0,0015 0,00125

10,16 9.455

0,0010 8,75


0,15%

0,0035 0,00275

7,55 8.08

0,0020 8,61


0,20%

0,0025 0,00300

5,5 4.595

0,0035 3,69


0,25%

0,0020 0,00350

3,17 4.055

0,0050 4,94


0,30%

0,0045 0,00450

3,76 3.460

0,0045 3,16

Mo

dulu

s y

ou

ng

(kN

/mm

2 )




Tabel 12. Hasil perhitungan sifat mekanik membran komposit kitosan - selulosa

diasetat dengan variasi konsentrasi TiO2

Komposisi Membran

stress

(kN/mm2)

rata-rata stress

strain

rata-rata

strain

Modulus

Young

rata – rata Modulus

Young

(kN/mm2) (kN/mm2) (kN/mm2)

Kitosan 3% - CA 4% -

TiO2 0,10%

0,0075 0,0062

0,1693 0,1576

0,0443 0,0393

0,0050 0,1458 0,0343


TiO2 0,15%

0,0175 0,0138

0,1258 0,1345

0,1391 0,1026

0,0100 0,1435 0,0696


TiO2 0,20%

0,0125 0,0150

0,0916 0,0766

0,1364 0,1958

0,0175 0,0615 0,2846


TiO2 0,25%

0,0100 0,0175

0,0528 0,0676

0,1894 0,2589

0,0250 0,0823 0,3037


TiO2 0,30%

0,0225 0,0225

0,0626 0,0576

0,3594 0,3906

0,0025 0,0526 0,4278




Lampiran 9

Data hasil pengukuran kinerja membran

Penentuan nilai fluks dirumuskan dengan persamaan

J = V

A. t

dengan J : fluks (L/m2.hari)

V : volume permeat (L)

A : luas permukaan membran (m2)

t : waktu (hari)

Contoh Perhitungan

A = π r2

= 3,14 x (2,5 x 10-2)2

= 1,9625 x 10-3

t = 30 menit

30 =

1440

= 0,0208 hari

J = V

A.t

33,2 x10-3 =

(1,9625x10-3) x 0,0208

= 813,3268 (L/m2.hari)




Tabel 13. Hasil perhitungan fluks membran kitosan- selulosa diasetat dengan

variasi konsentrasi TiO2

Komposisi Membran Volume

permeat

(mL)

Rata – rata

(mL)

Fluks

(L/m2.hari)

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,10% 33,8

33,2 813,3268 32,6

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,15% 46,7

45,8 1211,9990 44,9

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,20% 52,0

50,7 1242,0382 49,4

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,25% 43,8

46,5 1139,1475 49,2

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,30% 43,6

44,9 1099,9510 46,2




Koefisien rejeksi

% R = [ 1 − Cp

] x 100% Cƒ

Dengan

R = koefisien rejeksi (%)

Cf = konsentrasi sebelum melewati membran

Cp = konsentrasi setelah melewati membran

Contoh Perhitungan

Nilai konsentrasi NaLS sebelum dilewatkan membran = 5,00 ppm

Nilai konsentrasi NaLS setelah dilewatkan membran = 0,2529 ppm

Maka R =

% R = [ 1 - Cp

Cf

]x 100%

= [ 1 –

0,2529

5,00

] x 100%

= 94,94%




Tabel 14. Hasil perhitungan % degradasi NalS dengan membran komposit

kitosan – selulosa diasetat –TiO2 dalam reaktor UV

Komposisi Membran

Konsentrasi

awal

C (hasil didegradasi dalam

reaktor)

Degradasi

(%)

Abs (ppm) Abs rata- rata

ppm

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,10%

0,891

5

0,423 0,429 2,3506 52,98

0,436

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,15% 0,401

0,399 2,2931 56,43 0,398

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,20% 0,363

0,361 1,9598 60,80 0,359

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,25% 0,331

0,344 1,8620 62,76 0,358

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,30% 0,301

0,312 1,6781 66,43 0,323

Tabel 15. Hasil perhitungan rejeksi membran komposit kitosan – selulosa

diasetat –TiO2 setelah filtrasi dead end

Komposisi Membran

Konsentrasi awal

C (hasil filtrasi) Rejeksi

(%) Abs (ppm) Abs rata-rata ppm

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,10%

0,891

5,00

0,061 0,064 0,2529 94,94

0,067

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,15% 0,058

0,056 0,2069 95,86 0,054

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,20% 0,048

0,051 0,1781 96,43 0,054

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,25% 0,045

0,046 0,1494 97,01 0,047

Kitosan 3% - CA 4% - TiO2 0,30% 0,042

0,040 0,1149 97,70 0,038




1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

y = 0,174x + 0,020 R² = 0,999

0 2 4 6

konsentrasi NaLS (ppm)

Grafik 5 Hubungan konsentrasi larutan NaLS dengan absorbansi

Lampiran 10

Data hasil penentuan kurva standar NaLS

Tabel 16. Penentuan kurva standar NaLS

Konsentrasi NaLS (ppm) Absorbansi

0,1 0,034

1,0 0,196

2,0 0,382

3,0 0,528

4,0 0,721

5,0 0,891

Abso

rban

si



%T


Lampiran 12

Data hasil FT-IR kitin Lab. Kimia Organik FMIPA - UGM

40

30

20

10

0

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

Kitin hasil isolasi, pelet, 16 Mei 2012 1/cm

Peak Intensity Corr. Intensity Base (H) Base (L) Area Corr. Area

1 354.9 2.282 41.862 362.62 308.61 33.952 16.908

2 470.63 25.498 0.509 478.35 408.91 39.199 0.386 3 532.35 23.319 0.533 540.07 478.35 37.672 0.198 4 570.93 22.773 1.262 663.51 547.78 72.695 2.419

5 694.37 25.87 1.481 864.11 671.23 100.783 2.19

6 894.97 32.691 1.772 910.4 871.82 17.987 0.413

7 956.69 26.937 1.547 964.41 918.12 24.258 0.571

8 1026.13 18.007 3.212 1041.56 972.12 46.037 2.371

9 1072.42 17.053 3.194 1095.57 1049.28 34.057 1.887

10 1257.59 29.604 1.242 1273.02 1226.73 23.998 0.335

11 1319.31 24.866 4.999 1342.46 1280.73 34.989 2.869 12 1381.03 22.147 5.172 1396.46 1350.17 27.629 2.087

13 1427.32 26.027 1.23 1473.62 1404.18 39.633 0.76

14 1550.77 20.123 6.844 1597.06 1489.05 67.135 6.302 15 1627.92 18.59 2.769 1643.35 1604.77 26.398 1.238

16 2137.13 34.948 0.768 2222 1990.54 104.395 1.327

17 2276 34.995 0.06 2283.72 2229.71 24.501 0.016

18 2337.72 32.009 1.632 2353.16 2283.72 32.675 0.39 19 2368.59 30.048 3.391 2391.73 2353.16 19.23 0.877

20 2885.51 22.219 0.606 2900.94 2399.45 262.935 0.272

21 2931.8 21.663 0.959 2947.23 2908.65 25.326 0.413 22 3109.25 18.899 1.282 3132.4 3001.24 87.742 1.25 23 3271.27 13.003 1.041 3294.42 3140.11 123.956 1.864

24 3448.72 10.399 0.502 3471.87 3302.13 158.131 0.997

25 3749.62 19.318 1.808 3788.19 3726.47 42.683 0.983

374

9.6

2

344

8.7

2

327

1.2

7

31

09

.25

29

31

.80

2

885

.51

236

8.5

9

233

7.7

2

22

76

.00

213

7.1

3

162

7.9

2

155

0.7

7

142

7.3

2

138

1.0

3

13

19

.31

125

7.5

9

107

2.4

2

102

6.1

3

95

6.6

9

894

.97

69

4.3

7

57

0.9

3

532

.35

47

0.6

3

354

.90




Lampiran 13

Data FT-IR kitosan Lab. Kimia Organik FMIPA - UGM

30

22.5

15

7.5

0 4000 3500 3000 2500 2000 1750 1500 1250 1000 750 500

Puji l, kitosan 1, pelet, 26 Juni 2012 1/cm


1 324.04 26.558 11.637 339.47 316.33 11.701 1.928

2 354.9 5.163 25.512 362.62 339.47 20.721 8.886 3 478.35 19.245 0.552 486.06 370.33 77.813 3.83 4 516.92 19.068 0.28 540.07 486.06 38.716 0.176

5 586.36 19.08 0.06 594.08 547.78 33.19 0.052

6 894.97 23.523 0.262 902.69 864.11 23.735 0.049

7 1033.85 19.271 0.344 1041.56 910.4 88.587 0.926

8 1087.85 18.804 1.175 1134.14 1049.28 60.761 1.384

9 1327.03 23.743 0.32 1334.74 1280.73 33.17 0.254

10 1381.03 22.356 1.211 1404.18 1350.17 34.348 0.526

11 1658.78 21.39 5.083 1766.8 1512.19 158.047 10.519 12 2337.72 23.549 1.052 2353.16 1982.82 218.371 0.625

13 2368.59 21.916 2.451 2391.73 2353.16 24.529 0.873

14 2877.79 17.28 0.111 2885.51 2399.45 325.632 0.037 15 2924.09 16.974 0.401 2978.09 2893.22 64.773 0.322

16 3448.72 9.418 5.03 3641.6 2985.81 595.714 59.741

17 3749.62 12.802 1.129 3788.19 3726.47 53.76 0.91 18 3857.63 12.882 0.264 3888.49 3834.49 47.743 0.159

38

57

.63

37

49

.62

344

8.7

2

29

24

.09

2

877

.79

23

68

.59

2

337

.72

165

8.7

8

138

1.0

3

13

27

.03

1087

.85

103

3.8

5

894

.97

586

.36

516

.92

478

.35

35

4.9

0

324

.04



Abdullah, sellulosa diasetat hasil sintesis, pelet, 16 Mei 2012

%T


Lampiran 14

Data hasil FT-IR selulosa Lab. Kimia Organik FMIPA - UGM

30

22.5

15

7.5

0

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

Selulosa hasil isolasi, pelet,16 Mei 2012

1/cm


1 339.47 9.581 43.185 362.62 324.04 26.764 15.689

2 416.62 14.954 1.895 432.05 393.48 30.281 0.858 3 493.78 14.066 0.279 501.49 432.05 57.947 0.963 4 516.92 13.428 0.642 540.07 501.49 33.301 0.445

5 894.97 17.527 1.065 910.4 856.39 38.925 0.436

6 1033.85 9.717 1.037 1049.28 910.4 122.337 1.76

7 1080.14 9.357 1.634 1134.14 1049.28 84.678 3.879

8 1257.59 20.259 0.54 1273.02 1234.44 26.594 0.244

9 1319.31 18.521 1.132 1342.46 1280.73 44.039 0.914

10 1381.03 16.552 2.26 1404.18 1350.17 40.492 1.345

11 1597.06 18.138 0.888 1612.49 1504.48 75.131 1.19 12 1658.78 16.725 3.837 1766.8 1612.49 106.628 4.027

13 2152.56 25.102 0.191 2175.7 1990.54 109.532 0.383

14 2337.72 23.119 1.005 2353.16 2283.72 42.64 0.336 15 2885.51 13.892 0.394 2900.94 2399.45 349.088 0.34

16 3448.72 7.618 7.8 3664.75 2993.52 658.877 115.451

17 3749.62 15.539 0.932 3788.19 3734.19 42.795 0.573 18 3819.06 16.11 0.329 3826.77 3795.91 24.205 0.176

381

9.0

6

374

9.6

2

34

48

.72

288

5.5

1

233

7.7

2 21

52.5

6

165

8.7

8

15

97

.06

138

1.0

3 13

19.3

1

125

7.5

9

1080

.14

103

3.8

5

89

4.9

7

51

6.9

2

49

3.7

8

41

6.6

2

33

9.4

7



%T


Lampiran 15

Data hasil FT-IR selulosa diasetat

Lab. Kimia Organik FMIPA - UGM

30

22,5

15

7,5

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

Selulosa diasetat hasil sintesis, pelet,16 Mei 2012

1/cm


1 316.33 1.76 10.461 324.04 308.61 21.673 6.357

2 393.48 9.463 9.238 408.91 362.62 42.237 11.124 3 455.2 8.997 2.05 532.35 416.62 116.088 5.26 4 601.79 6.132 5.833 786.96 578.64 185.335 14.801

5 840.96 18.177 0.807 848.68 794.67 37.616 0.327

6 902.69 7.442 6.523 933.55 856.39 73.636 9.158

7 1049.28 0.304 4.809 1111 941.26 309.442 83.966

8 1234.44 0.231 4.687 1342.46 1188.15 310.15 108.744

9 1373.32 0.972 3.596 1411.89 1350.17 103.619 19.606

10 1635.64 7.488 3.986 1681.93 1573.91 112.207 9.715

11 1751.36 0.289 11.296 2067.69 1689.64 502.672 139.56 12 2121.7 9.729 0.605 2306.86 2075.41 226.387 1.798

13 2337.72 10.855 0.498 2353.16 2314.58 36.76 0.343

14 2368.59 10.253 1.033 2391.73 2353.16 37.342 0.792 15 2422.59 11.127 0.065 2438.02 2399.45 36.707 0.062

16 2476.6 11.071 0.087 2522.89 2438.02 80.992 0.162

17 2646.34 10.649 0.126 2669.48 2546.04 118.85 0.269 18 2738.92 10.259 0.123 2754.35 2677.2 75.668 0.186

19 2954.95 5.126 3.237 3055.24 2762.06 332.997 23.029 20 3502.73 2.016 0.222 3518.16 3062.96 626.9 3.767

21 3749.62 4.958 0.412 3788.19 3734.19 69.166 0.718

374

9.6

2

350

2.7

3

29

54.9

5

273

8.9

2

264

6.3

4

24

76

.60

2422

.59

2

368

.59

23

37

.72

212

1.7

0

175

1.3

6

16

35

.64

13

73

.32

123

4.4

4

10

49

.28

902

.69

84

0.9

6

60

1.7

9

45

5.2

0

393

.48

31

6.3

3



%T


Lampiran 16

Data hasil FT-IR membran kitosan-selulosa diasetat


30

22.5

15

7.5

0

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Kitosan-selulosa disetat , pelet, 16 Mei 2012 1/cm


1 486.06 19.64 1.814 501.49 455.2 32.056 0.983

2 601.79 19.761 0.726 632.65 547.78 58.819 0.588

3 871.82 21 6.248 910.4 840.96 41.698 2.49 4 1033.85 14.393 0.792 1041.56 918.12 87.48 1.286

5 1072.42 13.39 1.928 1134.14 1049.28 71.494 3.655

6 1427.32 7.602 14.024 1581.63 1219.01 298.951 60.019 7 1651.07 17.148 5.404 1782.23 1589.34 125.666 6.278

8 2137.13 29.376 0.665 2206.57 1982.82 117.13 1.327

9 2337.72 25.692 1.146 2353.16 2229.71 67.529 0.293

10 2924.09 15.198 3.025 2985.81 2399.45 390.237 8.165

11 3441.01 5.893 11.348 3664.75 2993.52 684.468 171.17

12 3749.62 17.954 1.624 3788.19 3734.19 39.02 0.875

13 3927.07 20.1 0.244 3965.65 3919.35 32.077 0.127

392

7.0

7

374

9.6

2

344

1.0

1

292

4.0

9

233

7.7

2

213

7.1

3

16

51

.07

142

7.3

2

10

72

.42

1

033

.85

871

.82

60

1.7

9

486

.06



%T


Lampiran 17

Data hasil FT-IR membran kitosan-selulosa diasetat-TiO2


30

22.5

15

7.5

0

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

Kitosan-selulosa diasetat-TiO2, pelet, 16 Mei 2012 1/cm


1 316.33 15.981 18.684 324.04 308.61 10.255 2.554

2 339.47 7.196 27.586 347.19 331.76 11.63 5.178 3 370.33 13.056 19.544 385.76 362.62 15.907 4.004 4 1033.85 11.92 0.82 1049.28 918.12 109.615 1.463

5 1072.42 11.538 1.03 1134.14 1049.28 78.036 2.533

6 1265.3 18.521 0.303 1273.02 1226.73 33.339 0.16 7 1381.03 13.003 1.529 1396.46 1280.73 93.956 2.604

8 1427.32 13.358 0.669 1450.47 1404.18 40.041 0.524

9 1589.34 14.072 0.647 1604.77 1535.34 57.052 1.031

10 1635.64 13.292 2.116 1820.8 1612.49 149.483 3.412

11 1975.11 25.475 0.052 1982.82 1936.53 27.404 0.039 12 2152.56 23.721 0.109 2160.27 1982.82 108.341 0.402

13 2268.29 23.821 0.025 2276 2245.14 19.194 0.003

14 2337.72 20.694 1.171 2353.16 2283.72 45.112 0.442 15 2924.09 11.532 2.382 2985.81 2399.45 452.532 8.199

16 3448.72 3.932 9.539 3703.33 2993.52 815.642 193.962

17 3749.62 13.116 0.9 3788.19 3734.19 46.618 0.596

18 3842.2 13.468 0.168 3849.92 3795.91 46.59 0.408 19 3942.5 13.007 0.058 3950.22 3919.35 27.212 0.023

39

42

.50

384

2.2

0

374

9.6

2

344

8.7

2

292

4.0

9

233

7.7

2

226

8.2

9

215

2.5

6

197

5.1

1

163

5.6

4

15

89

.34

142

7.3

2

13

81

.03

126

5.3

0

107

2.4

2

10

33.8

5

370

.33

33

9.4

7

316

.33

SKRIPSI - repository.unair.ac.idrepository.unair.ac.id/25730/7/LESTARI.compressed (1).pdf · ADLN...

Documents

Transcript of SKRIPSI - repository.unair.ac.idrepository.unair.ac.id/25730/7/LESTARI.compressed (1).pdf · ADLN...