Upload
pojiered
View
49
Download
11
Embed Size (px)
DESCRIPTION
kerang
Citation preview
stUDI PEMaNfaataN KULIt KEraNG sEBaGaI BaHaN PENYUsUN PaDa PEMBUataN LEM KaCa
M. Nadjib M.Jurusan Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Kampus ITS Keputih, Surabaya 60111Telp. 031-5943353, Fax. 031-5928314
ABSTRACT
Shellfish are ones of sea’s product which use as food, and shell part as a waste. This experiment was done to utilize shell as main product in glass adhesive together whit Arabic gum and white part of chicken egg as sticky substances. The shell contended about 76, 64% of CaCO3 which could repair adhesive working to increase shear strength and curing time. Adhesive were made by variation composition in gram number of shell powder and Arabic gum. The best composition was obtain on 68.45% of shell; 8.22% of Arabic gum; 1.42% of white part of chicken egg and 21.90% of water. This composition had 16,620.105 NM-2 of shear strength; 23.14% of volatility and 90.9583 pa.det or 909.5830 poise viscosity as optimal result at eleven days of curing time. In environment resistant test, shear strength decreased about 64.33% in acid; 17.96% in water; and 1.83% in base. Storage life test of adhesive was performed in closed box at temperature 27° C and fungi grew it in fourth week.
Key words: shellfish, adhesive
PENGaNtar
Kulitkerangselamainidimanfaatkansebagaikerajinantanganatausenidekoratif,jugasebagaicampuranmakananternakgunamemenuhikadarkalsium(EncyclopaediaAmerica,1960).
Kandungan terbesarkulitkerangberupakalsiumkarbonat,magnesiumkarbonat,kalsiumfosfat,dansebagiankecilmaterianorganiklain.Bahan-bahan tersebut seringBahan-bahantersebutseringdigunakansebagaifillerpadaproduksicat,kertas,adhesif,kosmetik,semenadhesifdanlain-lain.Materiinijugamerupakanbahandasarpadapembuatankaca.Kandunganchitinsekitar3,6%jugadapatdigunakansebagaiadhesif(Douglas, 1974; Indra dan Syafsir, 1993).
Adapunputihtelurmerupakanbahantakterpakaidaripenjualjamudanprodusenroti,bahaninimempunyaisifatmemperkeras.Putihtelurpadamulanyadigunakansebagaipenutupcelah-celahkapalolehbangsaMesirdansebagaiperekatwarnapadakanvas.Gumarabikjugatelahlamadigunakansebagaiperekatkertas.Gumarabikmerupakanresinalamyangberasaldaripohonakasia.Putihtelurdangumarabikmemilikikelarutancukuptinggidalamairdanbeberapapelarutorganik(SmallBusinessPublication,1970).
Penggunaanadhesifsebagaipengikatkomponentelahbanyakdigunakandalamberbagaibidangkehidupan,dariindustrisampairumahtangga.Teknologiadhesifberkembangpesat sejak tahun 1970-an. Teknik penyambungan seperti
penggunaanpaku,soder,sekrup,las,dapatmengakibatkandistorsi, korosi, sertamengurangikeindahanmateriyangdisambungakibattonjolanpadabahantransparan.Penggunaanadhesifsebagaibahanpengikatjugatakdapatterhindarkanpadamateriberbentuklembarantipissepertilogam,plastik,dankaca,ataupadapenempatankomponenyangharustepatpadadaerahyangsempit,bentuksudut,cekungan,sepertipadaperalatanoptik,arloji,danlainnya(Hartomo,1992).Bahanadhesifkacaumumnyaberupaadhesifanorganiksepertinatriumsilika,danadhesifselulosa.Komponennyaterdiriataspengencer,katalis,pengeras, inhibitor, modifier, bergantung dari sifat adhesif yangdikehendaki.
Berdasarkanhaltersebutdiatas,makatujuanpenelitianadalahmengkajibahanpenyusunkacadarikulitkerang.
BaHaN DaN Cara KErJa
Bahan dan alat
Bahandanalatterdiriatasgumarabik,aseton,etanol,putihtelur,kulitkerang,airdistilasi,asamnitrat,natriumhidroksida,asamklorida,bromothymolblue,kaca3mmdan5mm,gelasbecher,pengadukelectrik,neracaanalitik,pHmeter,mortar,krus,stopwatch,pengukurkuatgeser,bollmill, direct air flow,oven,stirrer,spatula,gelaskacaarloji, spektrometer JASCOFTIR-5300,gelasukur,erlenmeyer,ayakan 170 mesh.
Berk. Penel. Hayati: 13 (153–156), 2008
StudiPemanfaatanKulitKerang154
Pelaksanaan Penelitian
Pembuatan lem
Gumarabik25,0016gdimasukkandalamgelasbeker.Tambahkanairsedikitdemisedikitsampai24mlgumhancur. Kulit kerang 170 mesh 50,0015 g ditambahkan kedalamgelasBecherdandiaduk.Masukkanputihtelur1,5007 g diaduk sampai terbentuk gel. Gel dikemas dalam wadahtertutup.Pembuatanlemdilakukandenganvariasiberat kulit kerang 0; 25; 75; dan 100 g. Jumlah kulit kerangyangmenghasilkanlemdengankuatgeseroptimalkemudiandiulangpembuatannyadenganmemvariasikanberatgumarabik.
Uji kuat geser
Kaca3mmdan5mmberukuran6,3cm×2,5cmdibersihkandenganaseton.Produklemdioleskanpadabagiankaca2,5cm×2,5cmdenganketebalanyangsamakemudiandirekatkansatusamalain.Diamkanselama24jampadasuhukamar.Ujikuatgeserjugadilakukanpadavariasiwaktupengeringan1;3;6;9;dan11hari(ASTM1506D1002,1994).
Uji ketahanan terhadap lingkungan
Lab joint(sambunganrekatkaca)3mmdenganlamapengeringan3haridirendamselama20menitdalamairsuhukamar.Keluarkandankeringkan1harikemudiandilakukanujikuatgeser.Carayangsamadilakukanpadaperendamandalamasamnitratdandalamnatriumhidroksida(ASTM1506D896-92,1994).
Uji penyimpanan
Produk lemdalamkemasanplastikkedapudaradiletakkanpadasuhukamar.Amatiperubahannyapadaselang waktu satu minggu (ASTM 1506 D 1337-91, 1994).
Uji volatilitas
Tigabuahkrusyangtelahdicucidimasukkankedalamovensuhu65°Cselama20menit.Suhuovenkemudiandinaikkanhingga105°Cselama1jam.Dinginkanpadasuhukamarkemudianditimbangsampaiberatkonstan.Produklem5,0912gdimasukkankedalamkruskemudianditimbang.Krusbeserta isinyadimasukkankedalamovensuhu105°C,dinginkanpadasuhukamarkemudianditimbanghinggadiperolehberatyangkonstan(ASTM1506D2851-86,1994).
Penentuan Kandungan Kalsium Karbonat
Bubukkulitkerang0,5002gdimasukkankedalamlabutitrasi.Tambahkanwetting agent0,2mlalkohol.Masukkan4mlHCl2M,adukselama10menit.TitrasidenganNaOH1Mmenggunakanindikatorbromothymolblue1–2tetes.
HasIL DaN PEMBaHasaN
Pembuatan Lem
Kulit kerangyangdigunakandiambil dari jenisdantempatyangsamaagarmemilikikandungansertalingkungankimiayangsama.Padaprosespembuatanlempertamakalidilakukanpelarutangumdalamair,putihtelurditambahkanketikagumtelahberbentukgel,kemudianditambahkanbubukkulitkerang.KomposisitiapcampuranlemdiperlihatkanpadaTabel1danTabel2.
tabel 1. Komposisi lem dengan variasi jumlah kulit kerang
LemKulit Kerang
(g)Gum arabik
(g)air (mL)
Putih telur (g)
1A2A3A4A5A
0,000025,001950,001575,0007
100,0022
25,002025,002025,001625,001225,0015
2424242424
1,50021,50071,50071,50111,5003
tabel 2. Komposisi lem dengan variasi jumlah gum arabik
LemKulit Kerang
(g)Gum arabik
(g)air (ml)
Putih telur (g)
1B2B3B4B5B
75,001475,002775,000775,000975,0007
9,009117,000725,001232,001139,0020
2424242424
1,55951,50511,50111,53321,5912
Banyaknyakulitkerangyangmenghasilkankuatgeseroptimalselanjutnyadigunakansebagaijumlahkonstanuntukmemvariasikangumarabik.
Uji kuat geser
Dimensikaca6,3cm×2,5cmterlebihdahuludicucidenganakuadesdanasetonuntukmenghilangkankotoranyangmelekat.Kacayangtelahbersihdankeringdiolesilemdenganketebalan1mmpadabidangrekat2,5cm×2,5cm.Hasil uji kuat geser pada kaca 3 mm disajikanHasilujikuatgeserpadakaca3mmdisajikanpadaTabel3.
Hasilpenelitianmemperlihatkanbahwakuatgeserterbesar diperoleh pada produk lem 4A sebesar 12,760.105NM–2.Adapunproduk1A,2A,dan3Apadaujikuatgeser
Nadjib 155
menunjukkanretakansebagianadhesifdankohesif,lemberadapadaduasisidenganluasanyangberbeda.PadaPadaproduk4Amenunjukkanretakankohesif, lemhanyaterdapatpadasalahsatusisikacadenganluasanyanghampirsama.Padaproduk5Aterlihatretakanadhesif,lemhanyaterdapatpadasalahsatusisikacadanbersifatgetas.Ujiinidilakukandengankecepatanalat36,3mm/menit.BerdasarkaninimakaujiberikutnyaadalahuntukkomposisiyangmemvariasikanjumlahgumArabiksepertiyangterterapadaTabel2.HasilujikuatgeserditampilkanpadaTabel4.
Kuatgeserterbesardiperolehpadaproduklem1Bdenganjumlahgumarabik9,0091g,baikpadakaca3mmmaupun5mmdenganwaktupengeringan11hari.KuatgeserterhadaplamawaktupengeringanditunjukkanpadadatadiTabel5.
Datadiatasmemperlihatkanbahwagumberfungsisebagaibahanpeliatyangdapatmenyebabkanproduklemmenjadilebihulet,tetapidalamjumlahyanglebihbesar,prosespengeringanlebihlamadankuatgeserjugamenurun.Gumdanputihteluryangmemilikisifatdasarrekat,kurangoptimaljikatidakditambahkanzatpengisi(filler),dalamhalinikulitkerang.
Uji ketahanan terhadap lingkungan
Pengukuranketahananterhadaplingkunganditentukandengan uji kuat geser. Perendaman dalam larutanmenyebabkanpenguranganberatlemkarenaterlarut(Tabel6).Kehilanganberatpalingbesarpadalingkunganasam,yaitu58,98%.
tabel 6. Pengurangan berat pada berbagai lingkungan kimia
LingkunganKimia
Berat awal(gram)
Berat akhir
(gram)
Berat yang Hilang
Gram %
AsamAir
Basa
1,33691,33361,2987
0,54841,01341,2787
0,78850,32020,0200
58,9824,01 1,54
Sementaraitupadapengujiankuatgeserdiperolehdataseperti pada Tabel 7 berikut.
tabel 7. Kuat geser pada berbagai lingkungan kimia
Lingkungan Kimia Kuat Geser (NM-2) Penurunan (%)
NormalAsamAirBasa
6,904.105
2,463.105
5,664.105
6,778.105
064,3317,96 1,83
tabel 8. Perbandingan kuat geser pada berbagai lingkungan kimia
LingkunganKimia
Kuat Geser (NM–2) Penurunan Kuat Geser (%)
Produk Lem Lem Pembanding Produk Lem Lem Pembanding
NormalAsam
AirBasa
6,904.105
2,463.105
5,664.105
6,778.105
5,460.105
3,750.105
5,118.105
4,880.105
064,3317,96N1,83
029,53 4,9810,62
tabel 4. Kuat geser pada lem dengan variasi jumlah gum arabik
Produk Lem Jumlah Gum (gram)Kaca 3 mm Kaca 5 mm
Kuat Geser (NM-2) Jenis retakan Kuat Geser (NM-2) Jenis retakan
1B2B3B4B5B
9,009117,000725,001232,001139,0020
16,620.105
11,990.105
8,018.105
6,072.105
4,990.105
KohesifKohesifKohesifKohesifKohesif
12,240.105
9,979.105
9,383.105
7,218.105
6,465.105
KohesifKohesifKohesifKohesifKohesif
tabel 3. Kuat geser pada lem dengan variasi jumlah kulit kerang
LemKuat Geser
(NM-2)Keterangan
1A2A3A4A5A
2,965.105
8,881.105
9,650.105
12,760.105
9,038.105
Retakan sebagian adhesif dan kohesifRetakan sebagian adhesif dan kohesifRetakan sebagian adhesif dan kohesifRetakan kohesifRetakan adhesif
tabel 5. Kuat geser pada variasi waktu pengeringan
Waktu Pengeringan (hari) Kuat Geser (NM–2)
1 1,616.105
3 6,904.105
6 8,002.105
9 11,690.105
11 16,620.105
StudiPemanfaatanKulitKerang156
JikadatakuatgeserproduklemdibandingkandengankuatgesersalahsatulemyangberedardipasaranmakadiperolehdatasepertipadaTabel8berikutini.
Pengujiandilakukanpadakondisiyangserbasamameliputidimensikaca,ketebalan,lamapengeringan,danlingkungankimianya.Tampakbahwalempembandingjugatidaktahanterhadaplingkunganasammeskipunpenurunannyalebihkecil50%dibandingkanproduklemhasilpenelitian.Tetapipadalingkunganbasa,lemhasilpenelitianjustrulebihbaikdaripadalempembanding.
Uji penyimpanan
Hasilpengamatanprodukjamuryangdisimpandalamkemasankedapudara,menggunakanmikroskopbinokulerdenganteknikpewarnaanmethylenblue,perbesaran40×,terlihatbentukkapangpadaminggukeempat.Pengamatandenganteknik lactophenolcottonblue terlihatbentukbulatanpadaperbesarandanwaktuyangsama.Timbulnyajamurdapatdisebabkanbeberapafaktorsepertikemasanyangtidaksteril,suhupenyimpanantidaksesuai,sertakandunganairyangterdapatpadaproduklem.
Uji volatilitas
Ujiinidilakukanuntukmenghitung%pelarutyangterdapatpadaproduklem.DatapengamatandisajikanpadaTabel9.
tabel 9. Persentase volatilitas (kadar air)
CawanBerat Produk Lem (g)
% volatilawal akhir
123
5,09125,02825,0082
3,91183,86353,8512
23,1623,1623,11
Volatilitasberpengaruhdarisegipenampakanlem,kerataanrekatan,dancepatatautidaknyalemmengeringpadasaatdigunakan.Tabel10menyajikan%volatildarilempembanding,yangdianggaptelahmemenuhistandarmutuprodukperdagangan.
tabel 10. Perbandingan persen volatil produk lem terhadap pembanding
Cawan% volatil
Produk Lem Lem Pembanding
123
23,1623,1623,11
5,655,655,65
Volatilitas produk lem jauh lebih tinggi daripembandingnya.Nilaiinimasihdapatdiperbaikidenganmeningkatkanhomogenitasproduklem.
Penentuan kandungan kalsium karbonat
PenentuankadarCaCO3menghasilkandatasepertipadaTabel11yangberikut.
tabel 11. Kadar CaCO3 dalam kulit kerang
titrasi % CaCO3
123
76,0476,8877,01
Kulitkerangsebanyak0,5002gditetesialkoholsebagaiagenpembasahkemudianditambahkan4mlHClyangakanmengubahCaCO3menjadiCaCl2melaluireaksi:
CaCO3 + 2 HCl → CaCl2+CO2+H2O
CampuranselanjutnyadititrasidenganNaOHuntukmenghitungsisaHClyangtidakbereaksi.SebelumnyaNaOHdistandarisasidenganHCl2MuntukmenentukankonsentrasiNaOHrelatif terhadapHCl.Kulit kerangKulitkerangmemiliki kandungan rata-rata 76,64% CaCO3yangberfungsisebagaifillerdanpengerasyangmampumemperbaikisifatkerjalemdarisegikuatgeser.Komposisioptimalproduklemadalah68,45%kulitkerang;8,22%gumarabik;1,42%putihtelur;dan21,90%air.Kuatgeseroptimalteramatipadawaktupengeringan11hari,sebesar16,620.105NM–2.
Lingkungankimiajugaberpengaruhterhadapkuatgeserdenganpenurunansebesar64,33%padalingkunganasam;penurunan 17,96% pada lingkungan berair; dan penurunan sebesar1,83%padalingkunganbasa.Penyimpananlemdalamkemasankedapudara,diketahuiadanyapertumbuhanjamurpadaminggukeempat.Sementara itu volatilitasSementaraituvolatilitasproduk lem sebesar23,14%dengannilai viskositas909,5830poise.
KEPUstaKaaN
ASTM1506D1002,1994.ASTM1506D2851-86,1994.Douglas MC, 1974. Chemical and Process Technology
Encyclopaedia.McGraw-HillBook,Company,USA.EncyclopaediaAmerica,1960.HartomoAJdkk.,1992.Memahami Polimer dan Perekat. Andi
Offset,Yogyakarta.IndradanSyafsirA,1993.Hidrolisa Khitin Menjadi Pendukung
Zat Padat,LaporanPenelitianProgramStudiKimiaFMIPAITS,Surabaya.
Small Business Publication of Consultant and Engineering, 1970. Hand Book of Adhesives,SmallBusinessPublication,NewDelhi.
Reviewer: Dr. Delianis Pringgenies, M.Sc.