Pembuatan Kitosan untuk Penjernihan Air dari Cangkang Udang

Udang merupakan anggota filum Arthropoda, sub filum Mandibulata dan tergolong dalam kelas Crustacea. Seluruh tubuh terdiri dari ruas-ruas yang terbungkus oleh kerangka luar atau eksoskeleton dari zat tanduk atau kitin dan diperkuat oleh bahan kapur kalsium karbonat. Dalam limbah udang, terkandung suatu biopolimer yang disebut kitin (poli-N Asetil Glukosamin). Deasetilasi kitin akan menghasilkan senyawa yang lebih potensial, yaitu kitosan atau poli [β-(1-4)-2-amino-2-deoksi-D-glukopiranosa] atau D glukosamina, dengan derajat deasetilasi tertentu. Kitosan banyak sekali pemanfaatannya, seperti pada bidang farmasi, kesehatan, pertanian dan industri. Kitosan juga dapat digunakan sebagai koagulan dan flokulan dalam pengolahan air (Mu’minah, 2008)

Proses isolasi kitin dari kulit udang secara garis besar dapat dibagi menjadi dua, demineralisasi (penghilangan mineral) dan deproteinasi (penghilangan protein). Jika kitin diproses selanjutnya menggunakan larutan basa pekat maka akan dihasilkan produk baru yaitu kitosan. Secara kimia, kitin dan kitosan dapat dianggap sebagai turunan selulosa dengan gugus hidroksil pada atom C-2 selulosa digantikan oleh gugus asetamida dan amina bebas. Jika gugus hidroksi pada atom C-2 selulosa digantikan oleh gugus asetamida, maka senyawa yang terbentuk adalah kitin. Tetapi jika gugus hidroksi pada atom C-2 selulosa digantikan oleh gugus amina bebas maka senyawa yang terbentuk adalah kitosan (Mia, 2007).

Gambar Struktur Selulosa, Kitin, dan Kitosan

Kitosan yang memiliki gugus amina yaitu adanya unsur N bersifat sangat reaktif dan bersifat basa. Prinsip koagulasi kitosan adalah penukar ion dimana garam amina yang terbentuk karena reaksi amina dengan asam akan mempertukarkan proton yang dimiliki logam pencemar dengan elektron yang dimiliki oleh nitrogen (N). Kitosan merupakan salah satu contoh dari polielektrolit. Polielektrolit merupakan bagian dari polimer khusus yang dapat terionisasi dan mempunyai kemampuan untuk membuat terjadinya suatu flokulasi dalam medium cair (Agus, et al, tanpa tahun). Pemanfaatan kitosan didalam pengolaha air disebabkan senyawa ini berperan sebagai senyawa pengkhelat untuk pemisahkan logam berat dari larutannya (Mu’minah, 2008).

Berikut ini Merupakan Cara Pembuatan Kitosan (Mu’minah, 2008):

• Sampel Limbah Udang

Sampel limbah udang kering yang terdiri dari bagian kulit badan di haluskan.

• Isolasi Kitin dari Limbah Udang
• Penghilangan Protein

Pada tahap ini protein dari limbah udang dipisahkan dengan cara memasukkan 50 g bubuk limbah udang ke dalam 500 mL larutan NaOH 3,5 % b/v dan dipanaskan pada suhu 65⁰ C selama 2 jam sambil terus diaduk menggunakan pengaduk magnetik. Selanjutnya campuran ini didinginkan dan disaring dengan penyaring kain. Residu yang telah disaring, dicuci dengan air sampai netral kemudian dibilas dengan aquades. Residu netral yang merupakan kitin kasar dikeringkan dalam oven dengan suhu 65⁰ C selama 24 jam dan ditimbang.

• Penghilangan Mineral

Limbah udang yang telah dihilangkan proteinnya dimasukkan ke dalam larutan HCl 1 M pada suhu kamar dengan perbandingan 1:15 b/v selama 1 jam. Kitin kasar dimasukkan kedalam larutan secara perlahan. Proses pengadukan dilakukan di atas pengaduk magnetik. Hasil reaksi disaring dengan menggunakan penyaring kain. Residu yang disaring dicuci dengan air sampai netral kemudian dibilas dengan menggunakan aqua dm. Residu netral yang merupakan kitin kasar, dikeringkan dalam oven dengan suhu 65⁰ C selama 24 jam dan ditimbang.

• Pembuatan Kitosan

Kitin hasil isolasi dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi larutan NaOH 50% b/v selama 4 jam pada suhu 100⁰ C dengan perbandingan 1:10 b/v. Campuran tersebut diaduk dengan menggunakan pengaduk magnetic, suhu diusahakan konstan. Hasil ekstrak kitin disaring menggunakan penyaring kain. Residu yang merupakan kitosan, dicuci dengan air sampai netral dan dibilas menggunakan aquades. Kitosan dikeringkan dalam oven dengan suhu 65⁰ C selama 24 jam.

Gambar Diagram Alir Pembuatan Kitosan

Referensi:

1. Agus Widodo, Mardianh, dan Andy Prasetyo. Potensi Kitosan dari Udang sebagai Koagulan Logam Berat Limbah Cair Industri Tekstil. Jurusan Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh November (ITS) Surabaya.

2. Mu’minah. Aplikasi Kitosan sebagai Koagulan untuk Penjernihan Air Keruh. Tesis Program Studi Kimia ITB 2008.

3. Mia Ledyastuti. Sintesis dan Karakterisasi Membran Berbasis Kitosan dalam Aplikasi Fuel Cell. Tesis Program Studi Kimia ITB 2007.