pemanfaatan limbah kulit kepiting

  • Published on
    07-Nov-2015

  • View
    37

  • Download
    17

Embed Size (px)

DESCRIPTION

pemanfaatan limbah kulit kepiting sebagai penjernih air

Transcript

<ul><li><p>Page 14 Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 18, Desember 2012 </p><p>PEMANFAATAN LIMBAH KULIT KEPITING </p><p>MENJADI KITOSAN SEBAGAI PENJERNIH AIR </p><p>PADA AIR RAWA DAN AIR SUNGAI </p><p>Endoraza Nuralam, Bella Pertiwi Arbi, Prasetyowati* </p><p>Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya </p><p>Jln. Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Inderalaya Ogan Ilir (OI) 30662 </p><p>Email: praninda@yahoo.com </p><p>Abstrak </p><p>Ketersediaan limbah kepiting memiliki potensi yang sangat besar untuk dijadikan sebagai bahan baku </p><p>pembuatan kitosan. Kitosan merupakan senyawa polimer multifungsi, karena mengandung 3 jenis asam </p><p>amino, gugus hidroksi primer dan sekunder. Variabel penelitian berupa dosis penambahan kitosan ke </p><p>dalam sampel air rawa dan air sungai serta waktu kontak kitosan didalam sampel air. Proses ini melalui 3 </p><p>tahapan, yaitu proses deproteinasi(proses penghilangan kandungan protein), proses demineralisasi(proses </p><p>penghilangan kandungan mineral) dan proses deasetilasi(proses pembentukan kitin menjadi kitosan). </p><p>Kondisi terbaik yang diperoleh berada pada dosisi penambahan kitosan sebanyak 3 gram dan dengan </p><p>waktu kontak kitosan selama 45 - 60 menit, dimana untuk analisa air rawa, terjadi perubahan pH 27,12%, </p><p>COD 99.17%, BOD 95.32%, TDS 84.44%, dan Fe 47.73 %, sedangkan untuk air sungai terjadi perubahan </p><p>pH 55.10%, COD 98.70%, BOD 95.71%, TDS 74.38%, dan Fe 67,74%. Analisa TSS terjadi penurunan </p><p>100% pada air rawa dan air sungai karena semua endapan telah tersaring pada proses filtrasi. Melalui </p><p>penelitian ini, diketahui bahwa kitosan memiliki daya efektifitas yang tinggi sebagai adsorben untuk </p><p>menjernihkan air. </p><p>Kata kunci: limbah kepiting, kitosan, adsorben </p><p>Abstract </p><p>The availability of crab waste has a huge potential to be used as raw material for chitosan. Chitosan is a </p><p>multifunctional polymer compound, because it contains three types of amino acids, primary and secondary </p><p>hydroxyl groups. The variables of research are the addition of chitosan into the swamp water samples and </p><p>river water and the contact time of chitosan in water samples. This process through three steps, </p><p>deproteination process (the removal of the proteins), demineralization process (the removal of mineral deposits) and deacetylation process (the formation of chitin into chitosan). The best conditions are obtained in doses adding as much as 3 grams of chitosan and chitosan contact time for 45 - 60 minutes, </p><p>where the swamp water for analysis, a change in pH 27.12%, COD 99.17%, BOD 95.32%, TDS 84.44%, </p><p>and Fe 47.73%, while for the river water pH changes 55.10%, COD 98.70%, BOD 95.71%, TDS 74.38%, </p><p>and Fe 67.74%. The analysis of TSS at the swamp water and river water decreased 100%, because all the </p><p>sediment has been filtered in the filtration process. Through this research, it is known that chitosan has the </p><p>power to be highly effective as an adsorbent to purify water. </p><p>Keywords: crab waste, chitosan, adsorbent </p><p> 1. PENDAHULUAN </p><p>Air merupakan sumber daya alam yang </p><p>sangat penting dalam kehidupan manusia dan </p><p>digunakan masyarakat untuk berbagai kegiatan </p><p>sehari-hari, termasuk kegiatan pertanian, </p><p>perikanan, petemakan, industri, pertambangan, </p><p>rekreasi, olah raga dan sebagainya. </p><p>Pencemaran air dapat disebabkan oleh </p><p>air buangan rumah tangga, cemaran yang </p><p>dihasilkan dari industri, dan juga akibat </p><p>penggunaan pupuk dan pestisida. Cemaran </p></li><li><p>Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 18, Desember 2012 Page 15 </p><p>tersebut dapat mengkontaminasi organisme dan </p><p>lingkungamya baik dalam bentuk larutan, koloid </p><p>maupun bentuk partikel lainnya. Efek lain yang </p><p>dapat ditimbulkan dari pencemaran air yaitu </p><p>dapat menyebabkan penyakit terhadap manusia </p><p>itu sendiri, baik secara langsung maupun tidak </p><p>langsung.(Dery Firdaus,2008) </p><p>Menurut data BPS (2008) , nilai eksport </p><p>kepiting ini pada tahun 2008 mencapai 1,042 </p><p>milyar dolar US, dan nilai ini selalu meningkat </p><p>dari tahun ke tahun . Sebagian besar, kepiting ini </p><p>diekspor dalam bentuk kepiting beku tanpa </p><p>kepala dan kulit. Produksi kepiting yang </p><p>diekspor pada tahun 2008 sebanyak 442,724 ton </p><p>dalam bentuk tanpa kepala dan kulit, sedangkan </p><p>yang dikonsumsi dalam negeri diperkirangan </p><p>jauh lebih banyak. Dengan demikian jumlah </p><p>hasil samping produksi yang berupa kepala, </p><p>kulit, ekor maupun kaki kepiting yang umumnya </p><p>25-50 % dari berat, sangat berlimpah. Hasil </p><p>samping ini, di Indonesia belum banyak </p><p>digunakan sehingga hanya menjadi limbah yang </p><p>mengganggu lingkungan, terutama pengaruh </p><p>pada bau yang tidak sedap dan pencemaran air </p><p>(kandungan BOD 5 , COD dan TSS perairan </p><p>disekitar pabrik cukup tinggi) </p><p>(Harianingsih,2010) . </p><p>Cangkang kepiting yang mengandung </p><p>senyawa kimia kitin dan kitosan merupakan </p><p>limbah yang mudah didapat dan tersedia dalam </p><p>jumlah yang banyak, yang selama ini belum </p><p>termanfaatkan secara optimal. Kitosan yang </p><p>diisolasi dari cangkang kepiting dapat digunakan </p><p>sebagai adsorben, sebagai adsorbat dipilih. </p><p>Gugus NH2 mempunyai sepasang elektron bebas, itu berarti mempunyai sifat basa, atau </p><p>dalam larutan (air) akan meningkatkan pH </p><p>sistem. Peningkatan pH sistem tentu saja dapat </p><p>mengubah sifat asam basa permukaan yang </p><p>berarti juga akan mempengaruhi kekuatan ikatan </p><p>atau selektifitas pengikatan ion logam (Endang </p><p>Widjajanti, 2003: 51). Kitosan memiliki dua </p><p>gugus aktif yaitu NH2 dan OH pada pH tertentu kedua gugus aktif ini dapat saja </p><p>mengalami protonasi ataupun deprotonasi yang </p><p>mestinya akan menghasilkan muatan permukaan </p><p>yang berbeda. </p><p>Air merupakan unsur utama bagi </p><p>kehidupan manusia di planet ini. Manusia </p><p>mampu bertahan hidup tanpa makan dalam </p><p>beberapa minggu, tetapi tanpa air manusia akan </p><p>mati dalam beberapa hari saja. Dalam bidang </p><p>kehidupan ekonomi modern, air juga mempakan </p><p>hal utama untuk budidaya pertanian, industri, </p><p>pembangkit tenaga listrik, dan transportasi. Air </p><p>merupakan kebutuhan pokok makhluk hidup. </p><p>Bila manusia, hewan, dan tumbuhan kekurangan </p><p>air, maka akan mati. Pokoknya, pengaruh air </p><p>sangat luas bagi kehidupan, khususnya air untuk </p><p>makan dan minum (honimb, 2007). </p><p>Saat ini di Indonesia sebagian </p><p>kecil dari limbah kepiting sudah </p><p>dimanfaatkan dalam hal pembuatan kerupuk, </p><p>petis, terasi, dan bahan pencanpur pakan </p><p>ternak. Manfaatnya di berbagai industri </p><p>modern banyak sekali seperti industri farmasi, </p><p>biokimia, bioteknologi, biomedical, pangan, </p><p>kertas, tekstil, pertanian, dan kesehatan. Khitin </p><p>dan khitosan serta turunnya mempunyai sifat </p><p>sebagai bahan pengemulsi koaqulasi dan </p><p>penebal emulsi (Lang, 1995). </p><p>Kitin dan kitosan merupakan biopolimer </p><p>yang secara komersial mempunyai potensi dalam </p><p>berbagai bidang dan industri. Kitin merupakan </p><p>bahan dasar dalam bidang biokimia, enzimologi, </p><p>obat-obatan, pertanian, pangan gizi, </p><p>mikrobiologi, industri membran (film), tekstil, </p><p>kosmetik dan lain-lain (Krissetina 2004). Kitosan </p><p>digunakan dalam berbagai industri, antara lain </p><p>sebagai perekat kualitas tinggi, pemurnian air </p><p>minum, sebagai senyawa pengkelat, </p><p>meningkatkan zat warna dalam industri kertas, </p><p>tekstil dan pulp. Kitosan juga dapat digunakan </p><p>sebagai pengangkut (carrier) obat dan komponen </p><p>alat-alat operasi seperti sarung tangan, benang </p><p>operasi dan membran pada operasi plastik </p><p>(Angka dan Suhartono, 2000). </p><p>Kitosan memiliki sifat reaktivitas kimia </p><p>yang tinggi sehingga mampu mengikat air dan </p><p>minyak. Hal ini didukung oleh adanya gugus </p><p>polar dan non polar yang dikandungnya. Karena </p><p>kemampuan tersebut, kitosan dapat digunakan </p><p>sebagai bahan pengental atau pembentuk gel </p><p>yang sangat baik, sebagai pengikat, penstabil, </p><p>dan pembentuk tekstur (Bneski ,1987). </p><p>Kitosan diperoleh dari kitin melalui </p><p>proses deasetilasi. Ekstraksi kitin dari kulit </p><p>kepiting dilakukan dalam dua tahap, yaitu </p><p>demineralisasi dan deproteinasi. Tahap </p><p>demineralisasi dilakukan untuk menghilangkan </p><p>mineral yang terkandung dalam kulit udang. </p><p>2. METODOLOGI </p><p>Dalam proses pembuatan kulit </p><p>kepiting menjadi khitosan dilakukan tiga tahap </p><p>yaitu deproteinasi, dimineralisasi, dan </p><p>deasetilasi. </p><p> Proses pertama yaitu deproteinasi untuk </p><p>menghilangkan kandungan protein, dimana kulit </p><p>kepiting dengan ukuran diameter m ditambahkan NaOH 3,5% dengan perbandingan </p><p>2:1 dari berat hasil yang didapat. Campuran </p><p>dipanaskan pada suhu 70C selama 2 jam. </p><p>Setelah pemanasan dilakukan pencucian sampai </p></li><li><p>Page 16 Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 18, Desember 2012 </p><p>pH residu netral. Setelah pH residu netral </p><p>dilakukan penyaringan. </p><p> Lalu proses kedua yaitu demineralisai </p><p>untuk menghilangkan kandungan mineral, </p><p>dimana padatan kemudian ditambahkan HCl </p><p>15% dengan perbandingan 2:1 dari berat hasil </p><p>yang didapat. Campuran diaduk menggunakan </p><p>magnetik stirred selama 1 jam. Setelah itu </p><p>dilakukan pencucian sampai pH residu netral. </p><p>Setelah pH residu netral dilakukan penyaringan. </p><p>Padatan dari hasil penyaringan dipanaskan </p><p>dalam oven dengan suhu 80C selama 24 jam. </p><p>Dan proses terakhir yaitu deasetilasi </p><p>untuk mengubah kitin menjadi kitosan, dimana </p><p>padatan yang telah kering kemudian </p><p>ditambah NaOH 60%, dengan perbandingan </p><p>2:1 dari berat hasil yang didapat. Campuran </p><p>dipanaskan pada suhu 70C selama 2 jam. </p><p>Setelah pemanasan dilakukan pencucian sampai </p><p>pH residu netral. Setelah pH residu netral </p><p>dilakukan penyaringan. Padatan dari hasil </p><p>penyaringan dipanaskan dalam oven dengan </p><p>suhu 60C selama 24 jam. </p><p> 3. HASIL DAN PEMBAHASAN </p><p>3.1 Hasil anlisa kadar pH pada sampel air </p><p>rawa dan air sungai Analisa kadar pH pada sampel air raw </p><p>dan air sungai setelah penambahan khitosan </p><p>sangat penting, untuk mengetahui apakah sampel </p><p>air tersebut sudah masuk kedalam standar air </p><p>jernih atau belum. Oleh katena itu, kadar pH </p><p>pada sampel air dapat menujukkan apakah </p><p>khitosan dapat bekerja secara efektif sebagai </p><p>adsroben untuk melakukan proses penjernihan </p><p>air, yaitu pH yang sesuai dengan standar air </p><p>jernih berada diantara 6.5-8.5. </p><p>5</p><p>5,5</p><p>6</p><p>6,5</p><p>7</p><p>7,5</p><p>8</p><p>0 15 menit</p><p>30 menit</p><p>45 menit</p><p>60 menit</p><p>kad</p><p>ar p</p><p>H</p><p>waktu kontak</p><p>1 gram</p><p>2 gram</p><p>3 gram</p><p> Gambar 3.1. Grafik hubungan antara kadar pH </p><p>terhadap waktu kontak khitosan pada air rawa </p><p>Pada grafik 3.1 dapat dilihat hasil </p><p>analisa kadar pH pada sampel air rawa, </p><p>didapatkan hasil bahwa terjadinya kenaikan pH, </p><p>hingga pH yang didapatkan mencapai pH netral, </p><p>dimana pada waktu kontak 15 menit dengan </p><p>dosis penambahan khitosan 1 gr mengalami </p><p>peningkatan kenaikan sebesar 1.69%, pada </p><p>waktu kontak 30 menit dengan dosisi </p><p>penambahan khitosan 1 gr, mengalami </p><p>peningkatan kenaikan sebesar 5.08 %, pada </p><p>waktu kontak 45 menit dan 60 menit dengan </p><p>penambahan dosisi khitosan 1 gr, akan </p><p>meningkatakan kenaikan pH sebesar 10.17 % </p><p>dan 13.56%, dan begitu juga dengan </p><p>penambahan dosis khitosan sebanyak 2 gr dan 3 </p><p>gr. </p><p>4</p><p>4,5</p><p>5</p><p>5,5</p><p>6</p><p>6,5</p><p>7</p><p>7,5</p><p>8</p><p>0 15 menit30 menit45 menit60 menit</p><p>kad</p><p>ar p</p><p>H</p><p>Waktu kontak</p><p>1 gram</p><p>2 gram</p><p>3 gram</p><p> Gambar 3.2. Grafik hubungan antara kadar pH </p><p>terhadap waktu kontak khitosan pada air sungai </p><p>Pada grafik 3.2, didapatkan hasil yang </p><p>juga sama dengan air rawa, dimana pada waktu </p><p>kontak 15 menit dengan dosis penambahan </p><p>khitosan 1 gr mengalami peningkatan kenaikan </p><p>sebesar 26.53%, pada waktu kontak 30 menit </p><p>dengan dosisi penambahan khitosan 1 gr, </p><p>mengalami peningkatan kenaikan sebesar 28.57 </p><p>%, pada waktu kontak 45 menit dan 60 menit </p><p>dengan penambahan dosisi khitosan 1 gr, akan </p><p>meningkatakan kenaikan pH sebesar 34.69 % </p><p>dan 40.82%, dan begitu juga dengan </p><p>penambahan dosis khitosan sebanyak 2 gr dan 3 </p><p>gr akan mengalami kenaikan pH dengan </p><p>persentase yang semakin besar, karena semakin </p><p>banyak penambahan dosis khitosan pada sampel, </p><p>maka kenaikan pH akan mengalami persentase </p><p>yang besar, hal ini disebabkan karena prinsip </p><p>dalam mekanisme penyerapan antara khitosan </p><p>dan unsur logam yang terkandung di dalam air </p><p>rawa dan air sungai adalah prinsip penukaran </p><p>ion. Mekanisme ini membantu dalam hal </p><p>menetralkan atau menaikkan pH air rawa dan air </p><p>sungai. </p></li><li><p>Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 18, Desember 2012 Page 17 </p><p>3.2 Hasil analisa COD dan BOD pada sampel </p><p>air rawa dan air sungai </p><p> Pada analisa COD dan BOD juga </p><p>didapatkan terjadinya penurunan kadar COD dan </p><p>BOD pada sampel. Hal ini dapat dilihat pada </p><p>tabel hasil analisa yang dinyatakan dalam mg/L. </p><p>Secara keseluruhan, kadar COD dan kadar BOD </p><p>yang terkandug pada air rawa dan air sungai </p><p>mengalami tingkat penurunan yang derastis, </p><p>terutama diatas menit ke 30 dan dengan dosis </p><p>penambahan khitosan sebanyak 3 gram. Dapat </p><p>dikatakan bahwa semakin banyak dosis khitosan </p><p>yang ditambahkan pada sampel dan dengan </p><p>waktu kontak yang lama dapat menurunkan </p><p>kadar COD dan kadar BOD hingga dibawah 12 </p><p>mg/L. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada </p><p>gambar grafik dibawah ini ; </p><p>Pada grafik 3.3, dapat dilihat penurunan </p><p>kadar COD yang sangat baik terjadi pada waktu </p><p>kontak 45 menit sampai waktu kontak 60 menit </p><p>yang menujukkan penurunan kadar COD yang </p><p>sangat baik, yaitu pada sampel air rawa dosisi </p><p>penambahan khitosan 1 gr, 2 gr, dan 3 gr </p><p>berturut-turut mengalami penurunan sekitar </p><p>90.66%, 95.21%, dan 99.05 %. </p><p> Gambar 3.3. Grafik hubungan antara kadar </p><p>COD terhadap waktu kontak khitosan pada </p><p>air rawa </p><p>Pada waktu kontak 45 menit dan pada </p><p>waktu kontak 60 menit mengalami penurunan </p><p>sekitar 95.21%, 97.86%, dan 99%. </p><p>Pada grafik 3.4 dapat dilihat penurunan </p><p>kadar COD yang sangat baik terjadi pada waktu </p><p>kontak 45 menit sampai waktu kontak 60 menit </p><p>yang menujukkan penurunan kadar COD yang </p><p>sangat baik, yaitu pada sampel air sungai dosisi </p><p>penambahan khitosan 1 gr, 2 gr, dan 3 gr </p><p>berturut-turut mengalami penurunan sekitar </p><p>83.43%, 94.50%, dan 98.43 % pada waktu </p><p>kontak 45 menit dan pada waktu kontak 60 menit </p><p>mengalami penurunan sekitar 86.87%, 98.28%, </p><p>dan 98.70%. </p><p>0.850.8</p><p>100.8150.8200.8250.8300.8350.8400.8450.8</p><p>15 menit 30 menit 45 menit 60 menit</p><p>kad</p><p>a C</p><p>OD</p><p> (m</p><p>g/L)</p><p>Waktu kontak</p><p>1 gram</p><p>2 gram</p><p>3 gram</p><p>Gambar 3.4. Grafik hubungan antara kadar </p><p>COD terhadap waktu kontak khitosan pada air </p><p>sungai </p><p>Pada grafik 3.5, dapat dilihat penurunan kadar </p><p>BOD yang sangat baik terjadi pada waktu kontak </p><p>45 menit sampai waktu kontak 60 menit yang </p><p>menujukkan penurunan kadar BOD yang sangat </p><p>baik, yaitu pada sampel air rawa dosisi </p><p>penambahan khitosan 1 gr, 2 gr, dan 3 gr </p><p>berturut-turut mengalami penurunan sekitar </p><p>61.88%, 90.88%, dan 94.58 % pada waktu </p><p>kontak 45 menit dan pada waktu kontak 60 menit </p><p>mengalami penurunan sekitar 68.12%, 94.29%, </p><p>dan 95.32%. </p><p>0</p><p>20</p><p>40</p><p>60</p><p>80</p><p>100</p><p>120</p><p>0 15menit</p><p>30menit</p><p>45menit</p><p>60mnenit</p><p>Ka</p><p>da</p><p>r B</p><p>OD</p><p>(mg</p><p>/L</p><p>) </p><p>Waktu kontak </p><p>1 gram</p><p>2 gram</p><p>3 gram</p><p> Gambar 3.5. Grafik hubungan antara kadar </p><p>BOD terhadap waktu kontak khitosan pada </p><p>air rawa </p><p>Pada grafik 3.6 dapat dilihat juga bahwa </p><p>terjadinya penurunan kadar kandungan BOD </p><p>pada sampel air sungai, dapat dilihat penurunan </p><p>kadar BOD yang sangat baik terjadi pada waktu </p><p>kontak 45 menit sampai waktu kontak 60 menit </p><p>yang menujukkan penurunan kadar BOD yang </p><p>sangat baik, yaitu pada sampel air sungai dosisi </p><p>penambahan khitosan 1 gr, 2 gr, dan 3 gr </p><p>berturut-turut mengalami penurunan sekitar </p><p>47.38%, 89.71%, dan 94.47% pada waktu kontak </p></li><li><p>Page 18 Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 18, Desember 2012 </p><p>45 menit dan pada waktu k...</p></li></ul>