UJI COBA IRADIASI CHITOSAN PADA FASA CAIR MENGGUNAKAN SINAR GAMMA DENGAN KAPASITAS 1 TON.
-
Upload
drir-gatot-trimulyadi-rekso-msi-indonesia -
Category
Technology
-
view
54 -
download
2
Transcript of UJI COBA IRADIASI CHITOSAN PADA FASA CAIR MENGGUNAKAN SINAR GAMMA DENGAN KAPASITAS 1 TON.
UJI COBA IRADIASI CHITOSAN PADA
FASA CAIR MENGGUNAKAN SINAR
GAMMA DENGAN KAPASITAS 1 TON.
Gatot Trimulyadi Rekso
Pusat AplikasiTeknologi Isotop dan Radiasi
Badan Tenaga Nuklir Nasional
Jl. Cinere, Ps Jumat PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070
Khitosan adalah derivat terdeasetilasi dari Chitin,
poli--(1,4)-2-amino-2-deoksi-D-glukosa yang
merupakan polimer multifungsional karena
memiliki gugus-gugus fungsional seperti amino,
gugus hidroksil primer serta sekunder pada
struktur glukosamin.
Chitosan iradiasi oleh negara-negara Asia seperti
Jepang, China, Vetnam dan Korea telah banyak
dimanfaatkan sebagai bahan penginduksi
pertumbuhan (growth promoters) untuk tanaman
PENDAHULUAN
Iradiasi pengion seperti sinar gamma dan
mesin pemercepat berkas elektron dapat
merubah struktur dan sifat kimia lewat
pengikatan silang, degradasi atau
polimerisasi.
Chitosan termasuk polimer alam yang mudah
terdegradasi bila di iradiasi dan akan
terbentuk chitosan dengan massa molekul
rendah (oligo chitosan) sehingga lebih
mudah diserap oleh tanaman
CHITIN ADALAH BIOPOLIMER
POLISAKARIDA DENGAN RANTAI
LURUS YANG TERSUSUN DARI 2000 –
3000 MONOMER N-ASETIL-D-
GLUKOSAMIN (2-ASETAMIDA-2-DEOKSI-
D-GLUKOSA) YANG TERANGKAI
DENGAN IKATAN 1,4-ß-GLIKOSIDA
CHITIN TERSEBAR LUAS DI ALAM DAN
MERUPAKAN SENYAWA ORGANIK
KEDUA YANG SANGAT BERLIMPAH
SETELAH SELULOSA
Chitin
O
O
HO
N
OH
O
O
HO
OH
O
O
HO
O
OH
C CH3
O
HN C CH3
O
HN C CH3
O
H
O
O
HONH2
OH
O
O
HONH2
OH
O
O
HONH2
O
OH
Chitosan
O
O
HOOH
OH
O
O
HOOH
OH
O
O
HOOH
O
OH
Cellulose
Chemical structures chitosan related polysaccharides
Pembuatan chitin danchitosan
OOH
NHCOCH3
HO
OO
OH
NHCOCH3
HOO
OOH
NHCOCH3
HOO
Chitin
OOH
NH2
HOO
OOH
NH2
HOO
OOH
NH2
HO
OChitosan
Conc.NaOH at boil. Temp.aq.
Crustacean Shells
1. dil. HCl t at room temp.2. dil. NaOH at boil. temp.
Difinition of chitin/chitosan
Chitin(Chitosan) contains glucosamine(GlcNAc) residues
Temporal assignment of chitin/chitosan is proposed
to show by
The degree of deacetylation.
O
HO
NH2
OH
O
O
HO
NHCOCH3
OH
O
m n
Acetyl group
100 residues
・・・・・・・
O
HO
NH2
OH
OHHO
HO
O
HO
NHCOCH3
OH
OH
・ Molecular
weight
・Destribution of
residues
(GlcNAc)
(GlcN)
Iradiasi yang dilakukan pada chitin untuk memutuskan ikatanhidrogen dan rantai panjang dari chitin (1,4 glikosida)
Menurunnya ikatan hidrogen dan bertambah pendeknya rantaichitin maka pengaruh effek sterik akan lebih rendah
Sehinga basa kuat lebih mudah masuk ke dalam matriks chitin dan memutuskan gugus asetil dari atom nitrogen pada chitin.
OH
OHNH
C O
CH2
OH
OHNH
C O
CH3
OH
OHNH
C O
CH3
1
4
Pemutusan rantai chitin akibat iradiasi
BAHAN DAN METODE
Bahan baku dan kimia yang diperlukan pembuatan
1000 L oligo chitosan
1. chitosan : 20 kg
2. Asam Laktat teknis (98 %) : 20 liters
3. Natrium Hidroksida (NaOH 2M) : 20 liters
4. Air Demineral : 1000 liters
Peralatan
Peralatan yang digunakan adalah pralatan
yang ada di fasilitas iradiasi karet alam (IRKA)
yang tersedia di PATIR-BATAN :
a. Sumber sinar gamma Co-60
b. Tangki pencampur kapasitas 1.200 L
c. Tangki iradiasi kapasitas 1500 L
d. Perlatan penunjang berupa sistim perpindahan
cairan secara tekanan dan gravitasi.
Prosedur
Pencampuran bahan dalam tangki pengaduk dan
iradiasi
a. Masukan 400 L air demineral dalam tangki pengaduk
b. Masukan 20 kg khitosan yang telah di iradiasi
(standarisasi bobot molekuldan viskositas)
c. Tambahkan 200 L air demineral
d. Aduk dengan kecepatan pengadukan 50 RPM
selama 1 jam untuk mengembangkan khitosannya
e. Tambahkan 20 L asam laktat sedikit demi sedikit
sambil di aduk, lanjutkan pengadukan selama 1 jam.
f. Tambahkan 400 L air demineral dan aduk selama 2
jam
g. Pindahkan hasilnya dari tangki pencampuran ke
tangki irradiasi di dalam ruang irradiator dengan
mempergunakan tekanan.
h. Irradiasi dengan dosis iradiasi 35 kGy sambil di
aduk dengan kecepatan 50 RPM.
i. Setelah iradiasi tambahkan 10 L NaOH 2 M dan
diaduk dengan kecepatan 10 RPM selama 1 jam.
Hasil analisa khitosan yang diperoleh dari hasil isolasi ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil analisa khitosan hasil isolasi
No Analisa Hasil Analisa
1
2
3
4
5
Kadar air (%)
Kadar abu (%)
Derajat Deasetilasi (%)
Bobot Molekul (g/mol)
Viskositas (cPs)
9,2
0,3
75,2
1,6590 x 104
446,7
Standarisasi Khitosan.
Dari hasil pengukuran bobot molekul dan
viskositas khitosan hasil isolasi
menunjukkan harga yang tinggi.
Oleh karena itu perlu di standarisasi bobot
molekul dan viskositasnya agar proses
transfer dan pemompaan ke tangki
pencampuran lebih mudah.
Pada percoban yang dilakukan standarisasi
bobot molekul dan viskositasnya dilakukan
dengan metode iradiasi.
Bobot molekul
Hasil pengukuran penelitian bobot molekul untuk beberapa variasi
dosis iradiasi ditunjukkan pada Gambar 2, bobot molekul berkisar
antara 0,5888 x 104 sampai 1,6590 x 104 g/mol
6050403020100
1,6
1,2
0,8
0,4
0
Dosis Iradiasi (kGy)
Bob
ot M
olek
ul (
x 10
.000
)
Gambar 2. Hubungan antara dosis iradiasi dan bobot molekul khitosan
Viskositas
Viskositas merupakan ukuran kekentalan suatu larutan. Pada penelitian ini
padatan khitosan yang telah diiradiasi pada berbagai dosis iradiasi dilarutkan dalam
2 % asam laktat dengan konsentrasi khitosan 2 %.
6050403020100
500
400
300
200
100
0
Dosis Iradiasi (kGy)
Vis
ko
sit
as
(c
ps
)
Gambar 3. Hubungan antara dosis iradiasi dan viskositas larutan 2
% khitosan dalam 2 % asam laktat
Proses pencampuran di tangki pencampuran
Proses pencampuran dilakukan dalam tangki pencampuran yang memiliki kapasitas volume 1200 L.
Proses iradiasi larutan 2 % khitosan dalam tangki iradiasi.
403020100
140
120
100
80
60
40
20
0
Dosis Iradiasi (kGy)
Vis
ko
sit
as
(cP
s)
Gambar 7. Hubungan viskositas dan
dosis iradiasi saat proses iradiasi
larutan khitosan
Proses iradiasi larutan 2 % khitosan dalam tangki
iradiasi.
403020100
140
120
100
80
60
40
20
0
Dosis Iradiasi (kGy)
Vis
ko
sit
as
(cP
s)
Gambar 7. Hubungan viskositas dan
dosis iradiasi saat proses iradiasi
larutan khitosan
KESIMPULAN
Dari hasil percoban dapat dapat disimpulkan :
1. Irradiasi sangat mempengaruhi bobot molekul
dan viskositas khitosan.
2. Pembuatan oligo khitosan irradiasi fasa cair,
terlebih dahulu khitosan harus di standarisasi
bobot molekulnya (0,8 – 1,0 104 g/mol) dan
viskositasnya (100 – 200 cPs) agar dapat di
transfer dengan proses tekanan dan gravitasi.
3. Fasilitas Iradiasi IRKA di PATIR-BATAN dapat
digunakan untuk pembuatan oligo khitosan
dengan kapasitas volume 1000 L/batch