Pemanfaatan Membran Kitosan Termodifikasi Poli(Vinil Alkohol) Dengan Poli(Etilena Glikol) Sebagai Porogen Pada Dialisis Larutan Glisina

PEMANFAATAN MEMBRAN KITOSAN TERMODIFIKASI
POLI(VINIL ALKOHOL) DENGAN POLI(ETILENA GLIKOL)
SEBAGAI POROGEN PADA DIALISIS LARUTAN GLISINA

MANUARA P F GULTOM

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

ABSTRAK
MANUARA P F GULTOM. Pemanfaatan Membran Kitosan Termodifikasi Poli(vinil
alkohol) dengan Poli(etilena glikol) sebagai Porogen pada Dialisis Larutan Glisina.
Dibimbing oleh AHMAD SJAHRIZA dan SRI MULIJANI.
Kitosan merupakan biopolimer yang dapat digunakan sebagai bahan pembuat
membran. Membran ini digunakan untuk dialisis larutan glisina sebagai langkah awal
untuk melihat pengaruh membran termodifikasi dalam melewatkan suatu molekul dalam
larutan berkonsentrasi tinggi menuju larutan berkonsentrasi rendah. Membran kitosan
yang dibuat dalam penelitian ini dimodifikasi dengan penambahan bahan pembentuk

struktur semi-interpenetrating network, yaitu poli(vinil alkohol) (PVA) karena sifat
mekaniknya yang baik. Selain penambahan PVA juga dilakukan penambahan
glutaraldehida sebagai agen pertautan silang. Untuk pembentukan dan penyeragaman
pori-pori membran dilakukan penambahan poli(etilena glikol) (PEG) sebagai porogen.
Dalam penelitian ini, pembuatan dope membran terdiri dari campuran kitosan 3.5% (b/v),
PVA (2.5 dan 5.0%)(b/v), PEG (2.5 dan 5.0%)(b/v), dan glutaraldehida 33.30 M.
Setelah itu, dialisis dilakukan dengan laju alir larutan umpan dan permeat 20:20 (×10
mL/mnt) serta 40:20 (×10 mL/mnt). Hasil dialisis dengan laju alir larutan umpan dan
permeat 20:20 (×10 mL/mnt) memberikan perpindahan konsentrasi glisina dari umpan
menuju permeat pada MD1, MD2, MD3, dan MD4 berturutan 11.17%, 11.54%, 12.36%,
dan 13.98%. Dialisis dengan laju alir larutan umpan dan permeat 40:20 (×10 mL/mnt)
memberikan perpindahan konsentrasi glisina dari umpan menuju permeat pada MD1,
MD2, MD3, dan MD4 berturutan 13.12%, 12.36%, 12.36%, dan 20.77%.

ABSTRACT
MANUARA P F GULTOM. Utilization of Chitosan Membrane Modificated by
Poly(vinyl alcohol) and Poly(ethylene glycol) as Porogen in Dialysis of Glycine Solution.
Under supervision of AHMAD SJAHRIZA and SRI MULIJANI.
Chitosan is a biopolymer which can be used as a substance for membrane matrix.
This membrane is used for dialysis of glycine solution at early stage to see membrane

modified affect to molecule transport from high concentration to low concentration
solution. Chitosan membrane which was made in this research was modified with
additional structure former substance of semi-interpenetrating network, that is poly(vinyl
alcohol) (PVA) due to its good mechanic property. Besides using PVA, addition of
glutaraldehide as a crosslink agent was also conducted. Pore formation and its uniformity
on membrane is controlled by addition of poly(ethylene glicol) (PEG) as porogen. In this
research, preparation dope of membrane was consisted of mixture of chitosan 3.5% (w/v),
PVA (2.5 and 5.0%)(w/v), PEG (2.5 and 5.0%)(w/v), and glutaraldehide 33.30 µM.
Afterwards, the dialysis was done with flow rate of feed and permeate solution 20:20 (×
10 mL/mnt) and also 40:20 (× 10 mL/mnt). Dialysis with flow rate of feed and permeate
solution 20:20 (× 10 mL/mnt) resulted a glycine concentration transfer from feed to
permeate of MD1, MD2, MD3, and MD4 11.17%, 11.54%, 12.36%, and 13.98%,
respectively. Dialysis with flow rate of feed and permeate solution 40:20 (× 10 mL/mnt)
gave glycine concentration transfer from feed to permeate of MD1, MD2, MD3, and
MD4 13.12%, 12.36%, 12.36%, and 20.77%, respectively.

PEMANFAATAN MEMBRAN KITOSAN TERMODIFIKASI
POLI(VINIL ALKOHOL) DENGAN POLI(ETILENA GLIKOL)
SEBAGAI POROGEN PADA DIALISIS LARUTAN GLISINA

MANUARA P F GULTOM

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

Judul

: Pemanfaatan Membran Kitosan Termodifikasi Poli(vinil alkohol) dengan
Poli(etilena glikol) sebagai Porogen pada Dialisis Larutan Glisina

Nama

: Manuara P F Gultom

NIM

: G44201073

Menyetujui:

Pembimbing I,

Pembimbing II,

Drs. Ahmad Sjahriza
NIP 131 842 413

Dra. Sri Mulijani, M.S.
NIP 131 950 978

Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP 131 473 999

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Karya ilmiah ini memiliki judul
Pemanfaatan Membran Kitosan Termodifikasi Polivinil Alkohol dengan
Polietilena Glikol sebagai Porogen pada Dialisis Larutan Glisina.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Drs. Ahmad Sjahriza dan Dra.Sri
Mulijani, MS selaku pembimbing atas segala bimbingan, arahan, serta dorongan
semangat selama penelitian dan dalam penyusunan karya ilmiah ini.
Karya ilmiah ini penulis dedikasikan kepada kedua orang tua tercinta, adikku Ria
Rumanti Gultom, adikku Frans Hoven Gultom (yang telah kembali ke pangkuan Bapa di
Surga pada tanggal 4 Juni 2006), dan Tante Reni. Terima kasih atas dukungan doa, moril,
materil, waktu, tenaga, semangat, cinta dan kasih sayang selama penelitian dan penulisan
karya ilimiah ini.

Terima kasih juga penulis ucapkan kepada staf Kimia Fisik (Ibu Ai, Bapak Nano,
Pak Mail), Staf Kimia Organik (Bapak Sabur, Ibu Yeni, Ibu Aah), Staf Kimia Analitik
(Bapak Eman), Mas Heri dan Almarhumah Ibu Maya atas segala fasilitas dan kemudahan
yang telah diberikan selama penelitian; kepada Riki, Yance, Yusuf, Rahmat, Tri
Septiawati, Diana, Joe, Dyah, Atiek, Tuti, dan Polimer Group 39 atas kerjasamanya
selama penelitian dan terima kasih sebesar-besarnya kepada seluruh rekan-rekan
mahasiswa kimia angkatan 2001 atas dukungan doa dan semangat serta pengalaman
berharga selama lima tahun bersama-sama.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Maret 2007
Manuara P F Gultom

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 18 Oktober 1983 sebagai anak pertama
dari tiga bersaudara, putra dari pasangan Kasman Gultom dan Surtani Pakpahan.
Pada tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Cimanggis dan memperoleh
kesempatan melanjutkan studi di Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN).
Pada tahun 2004 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Laboratorium Quality

Control PT Nipress Tbk, Narogong-Cibinong dengan judul Validasi Metode Analisa
PbSO4 pada Lempeng Unformed Positif. Pada tahun 2005-2006 penulis menjadi asisten
praktikum Kimia Fisik I, Kimia Fisik II, dan Kimia Organik.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................

iv

DAFTAR TABEL ....................................................................................................

iv

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................

iv

PENDAHULUAN ....................................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Kitin dan Kitosan .............................................................................................
Aditif Polimer pada Pembuatan Membran ......................................................
Membran ..........................................................................................................
Glisina ..............................................................................................................

1
2
3
4

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ................................................................................................
Metode Penelitian ............................................................................................

4
4

HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Kitosan Termodifikasi .....................................................................
Pengaruh Waktu terhadap Diálisis ...................................................................
Pengaruh Jenis Membran terhadap Diálisis .....................................................
Pengaruh Laju Alir pada Diálisis .....................................................................

5
6
7
8

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ..........................................................................................................
Saran ................................................................................................................

9
9

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................

10

LAMPIRAN ...............................................................................................................

12

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Struktur molekul kitin (a) dan kitosan (b) (Thatte 2004) .......................................

1

2 Struktur PVA (Csustan 1999) ................................................................................

2

3 Struktur PEG (Wikipedia 2006) .............................................................................

3

4 Struktur Glutaraldehida (Wang et al. 2004) ...........................................................

3

5 Struktur Glisina ......................................................................................................

4

6 Sel dialisis ..............................................................................................................

5

7 Skema rancangan aliran counter-current pada proses dialisis ...............................

5

8 Hubungan konsentrasi dengan waktu dialisis pada MD1 dengan ragam laju alir
umpan dan permeat 20:20 (×10 mL/menit) untuk glisina .....................................

6

9 Hubungan konsentrasi dengan waktu dialisis glisina dengan ragam laju alir
umpan dan permeat 20:20 (×10 mL/menit) pada MD1 (a), MD2 (b), MD3 (c),
dan MD4 (d) ..........................................................................................................

7

10 Hubungan antara konsentrasi dan waktu dialisis glisina pada MD4 dengan
beragam laju alir larutan umpan dan permeat ........................................................

9

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Parameter mutu kitosan .........................................................................................

2

2 Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat permeasi ...........................................

4

3 Komposisi PVA dan PEG untuk setiap jenis membran ........................................

5

4 Tebal membran berdasarkan jenis .........................................................................

6

5 Persentase perpindahan glisina pada tiap jenis membran dari umpan menuju
permeat dengan laju alir umpan dan permeat 20:20 (×10 mL/menit) ..................

7

6 Persentase perpindahan glisina dari umpan menuju permeat pada tiap jenis
membran dengan laju alir umpan dan permeat yang berbeda ................................

8

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian .........................................................................................

13

2 Hasil pengukuran kurva standar larutan glisina ....................................................

14

3 Data pengukuran konsentrasi larutan glisina pada tiap membran ...............

15

4 Reaksi ninhidrin ..................................................................................................

19

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA

Indonesia adalah negara kepulauan yang
dikelilingi perairan luas yang mempunyai
banyak potensi, salah satunya adalah ekspor
udang beku. Udang tersebut telah mengalami
proses pembuangan bagian kulit dan kepala,
yang pada akhirnya akan menimbulkan
masalah baru bagi lingkungan. Akan tetapi,
limbah ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber
bahan baku pembuatan kitin dan kitosan yang
mempunyai daya jual tinggi di berbagai
bidang industri modern, seperti farmasi,
biokimia, kosmetika, industri kertas, industri
pangan, industri tekstil, dan lain-lain.
Kitosan merupakan biopolimer yang dapat
digunakan sebagai bahan pembuat membran
(Aryanto 2002). Akan tetapi, membran
dengan berbahan dasar kitosan saja tidak
dapat langsung digunakan karena strukturnya
yang sangat rapuh. Modifikasi membran
kitosan diharapkan dapat menghasilkan
membran dengan karakter yang lebih baik,
misalnya peningkatan kestabilan membran
(Jin et al. 2004), memperkecil ukuran poripori membran sehingga pemisahan molekulmolekul atau rejeksi makromolekul dari suatu
larutan oleh membran lebih efektif (Wang et
al. 2001).
Membran kitosan yang akan dibuat dalam
penelitian ini akan dimodifikasi dengan
penambahan bahan pembentuk struktur semiinterpenetrating network (semi-IPN), yaitu
poli(vinil alkohol) (PVA) karena sifat
mekaniknya yang baik (Hassan & Peppas
2000). Penambahan PVA sebesar 2.5% dan
5.0% (b/v) dimaksudkan untuk meningkatkan
kekuatan membran kitosan. Menurut Nisa
(2005), semakin tinggi konsentrasi PVA
(0.0% – 5.0% (b/v)) yang ditambahkan maka
membran yang dihasilkan akan semakin tebal.
Selain penambahan PVA juga dilakukan
penambahan glutaraldehida sebagai agen
pertautan silang. Untuk pembentukan dan
penyeragaman pori-pori membran dilakukan
penambahan poli(etilena glikol) (PEG)
sebagai porogen (Yang et al. 2001). Membran
kitosan yang dibuat diharapkan juga dapat
digunakan sebagai lapisan semipermiabel
pada proses dialisis.
Penelitian ini bertujuan mempelajari perilaku dan karakter membran kitosan termodifikasi pada proses dialisis larutan asam amino,
dalam penelitian ini menggunakan glisina.
Hipotesis penelitian ini adalah membran
kitosan termodifikasi dapat digunakan pada
proses dialisis larutan glisina.

Kitin dan Kitosan
Kitin merupakan biopolimer polisakarida
turunan selulosa dengan rantai linear yang
terdiri dari unit berulang 2-asetamido-2deoksi-D-glukopiranosa yang dihubungkan
melalui ikatan glikosidik (1 4). Biopolimer
ini paling melimpah di alam setelah selulosa,
dan banyak terdapat pada invertebrata darat
dan laut (Thatte 2004).
Kitin berubah menjadi kitosan, jika gugus
asetil pada kitin dideasetilasi menggunakan
basa
berkonsentrasi
tinggi.
Kitosan
merupakan biopolimer polikationik yang
terbentuk oleh rantai lurus dari unit berulang
2-amino-2-deoksi-D-glukopiranosa yang terikat oleh ikatan (1 4) (Thatte 2004).
Kitin bersifat hampir tidak larut dalam air,
asam encer dan basa, pelarut-pelarut organik,
tetapi larut dalam asam format, asam
metanasulfonat, N,N-dimetilasetamida yang
mengandung 5% litium klorida, heksafluoro
isopropil alkohol, heksafluoro aseton, dan
campuran 1,2-dikloroetana:asam trikloroasetat
dengan nisbah 35:65% (v/v) (Hirano 1986
dalam Jamaludin 1994). Menurut Bastaman
(1989), asam pekat seperti asam sulfat, asam
nitrat, dan asam fosfat dapat melarutkan kitin,
tetapi bersifat merusak dan menyebabkan kitin
terdegradasi menjadi satuan-satuan yang lebih
kecil, bahkan menjadi monomer-monomernya
dan dapat memutuskan gugus asetilnya.

(a)

(b)
Gambar 1 Struktur molekul kitin (a) dan
kitosan (b) (Thatte 2004).
Berbeda dengan kitin yang tidak larut
dalam larutan asam dan basa encer serta
kebanyakan pelarut organik, kitosan larut
dalam pelarut organik dalam air, sedikit larut
dalam HCl, HNO3, dan H3PO4 0.5%, dan
tidak larut dalam basa kuat dan H2SO4. Sifat
kelarutan kitosan ini dipengaruhi oleh bobot
molekul, derajat deasetilasi, dan rotasi spesifik

yang beragam tergantung pada sumber dan
metode isolasi (Muzi 1990 dalam MA
Jamaludin 1994).
Salah satu metode yang digunakan untuk
menentukan derajat deasetilasi adalah
spektroskopi inframerah (IR). Metode tersebut
memiliki beberapa kelebihan antara lain
analisis yang dilakukan relatif cepat dan tidak
memerlukan pemurnian contoh, selain itu
ketelitiannya tinggi dengan kisaran derajat
deasetilasi contoh yang luas bila dibandingkan
dengan teknik titrimetri atau metode
spektroskopi lainnya (Baxter et al. 1992).
Viskositas kitosan dipengaruhi oleh
beberapa faktor seperti derajat deasetilasi,
berat molekul, konsentrasi pelarut, kekuatan
ionik, pH, dan temperatur. Derajat deasetilasi,
kadar abu, kadar air, dan viskositas
merupakan parameter yang penting bagi
kitosan seperti terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Parameter mutu kitosan
Parameter
Nilai
Ukuran partikel
Serpihan sampai bubuk
Kadar air
10%
Kadar abu
2%
Derajat deasetilasi
70%
Warna larutan
Jernih
Viskositas:
1% kitosan (cps)
Rendah
2.000

alkohol tidak berada dalam bentuk stabil,
tetapi berada dalam keadaan tautomer dengan
asetaldehida. PVA dihasilkan dari polimerisasi vinil asetat menjadi polivinil asetat
(PVAc), kemudian diikuti dengan hidrolisis
PVAc menjadi PVA.
Kualitas PVA yang baik secara komersial
ditentukan oleh derajat hidrolisis yang tinggi,
yaitu di atas 98.5%. Derajat hidrolisis dan
kandungan asetat dalam polimer sangat
berpengaruh terhadap sifat-sifat kimianya,
seperti kelarutan dan kristalinitas PVA.
Derajat hidrolisis berpengaruh terhadap
kelarutan PVA dalam air, semakin tinggi
derajat hidrolisisnya maka kelarutannya akan
semakin rendah. Gambar 2 menunjukkan
struktur PVA (Hassan & Peppas 2000).
PVA merupakan polimer yang banyak
digunakan karena memiliki sifat lentur dan
dapat membentuk ikatan hidrogen dengan
molekul kitosan, selain itu PVA juga mudah
diuraikan secara alami (biodegradabel) pada
kondisi yang sesuai. PVA komersial biasanya
merupakan campuran dari beberapa tipe
stereoregular yang berbeda (isotaktik, ataktik,
dan sindiotaktik). PVA dengan derajat
hidrolisis 98.5% atau lebih dapat dilarutkan
dalam air pada suhu 70°C (Wang et al. 2004).

Sumber: Manullang (1997).

Aditif Polimer pada Pembuatan Membran
Membran yang hanya terbentuk dari bahan
dasar saja, biasanya tidak dapat digunakan
karena terdapat beberapa kekurangan.
Kemudian beberapa usaha dilakukan untuk
mengatasinya, seperti penggunaan bahan
tambahan (aditif) untuk memperbaiki sifatsifat membran tersebut. Pada penelitian ini,
aditif yang digunakan adalah poli(vinil
alkohol),
poli(etilena
glikol),
dan
glutaraldehida.
Poli(vinil alkohol)
Poli(vinil alkohol) (PVA) merupakan
polimer yang sangat menarik, karena banyak
karakter dari PVA yang sesuai dengan
karakter polimer yang banyak diinginkan
khususnya dalam bidang farmasi dan
biomedis. Kristalinitas alami dari PVA
merupakan sifat yang menarik terutama dalam
preparasi hidrogel. PVA memiliki struktur
kimia yang sederhana dengan gugus hidroksil
yang tidak beraturan. Monomernya, yaitu vinil

Gambar 2 Struktur PVA (Csustan 1999).
Poli(etilena glikol)
Poli(etilena glikol) (PEG) adalah molekul
sederhana dengan struktur molekul linier atau
bercabang. Pada suhu ruang, PEG dengan
bobot molekul kurang dari 700 berbentuk cair,
700-900 berbentuk semi padat, sedangkan
900-1000 atau lebih berbentuk padatan. PEG
larut dalam air dan beberapa pelarut organik
seperti toluena, aseton, metanol, dan metilklorida tetapi tidak larut dalan heksana dan
hidrokarbon alifatik yang sejenis (Harris
dalam Fadillah 2003).
PEG secara komersial dibuat dari reaksi
antara etilen oksida dengan air atau reaksi
antara etilen glikol dengan sejumlah kecil
katalis natrium klorida, dan jumlah etilen
glikol menentukan bobot molekul dari PEG.
Menurut hasil penelitian Fadillah 2003,
bahwa interaksi konsentrasi PEG dengan
selulosa asetat menunjukkan adanya pengaruh
yang sangat nyata terhadap ukuran pori

PEMANFAATAN MEMBRAN KITOSAN TERMODIFIKASI
POLI(VINIL ALKOHOL) DENGAN POLI(ETILENA GLIKOL)
SEBAGAI POROGEN PADA DIALISIS LARUTAN GLISINA

MANUARA P F GULTOM

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

ABSTRAK
MANUARA P F GULTOM. Pemanfaatan Membran Kitosan Termodifikasi Poli(vinil
alkohol) dengan Poli(etilena glikol) sebagai Porogen pada Dialisis Larutan Glisina.
Dibimbing oleh AHMAD SJAHRIZA dan SRI MULIJANI.
Kitosan merupakan biopolimer yang dapat digunakan sebagai bahan pembuat
membran. Membran ini digunakan untuk dialisis larutan glisina sebagai langkah awal
untuk melihat pengaruh membran termodifikasi dalam melewatkan suatu molekul dalam
larutan berkonsentrasi tinggi menuju larutan berkonsentrasi rendah. Membran kitosan
yang dibuat dalam penelitian ini dimodifikasi dengan penambahan bahan pembentuk
struktur semi-interpenetrating network, yaitu poli(vinil alkohol) (PVA) karena sifat
mekaniknya yang baik. Selain penambahan PVA juga dilakukan penambahan
glutaraldehida sebagai agen pertautan silang. Untuk pembentukan dan penyeragaman
pori-pori membran dilakukan penambahan poli(etilena glikol) (PEG) sebagai porogen.
Dalam penelitian ini, pembuatan dope membran terdiri dari campuran kitosan 3.5% (b/v),
PVA (2.5 dan 5.0%)(b/v), PEG (2.5 dan 5.0%)(b/v), dan glutaraldehida 33.30 M.
Setelah itu, dialisis dilakukan dengan laju alir larutan umpan dan permeat 20:20 (×10
mL/mnt) serta 40:20 (×10 mL/mnt). Hasil dialisis dengan laju alir larutan umpan dan
permeat 20:20 (×10 mL/mnt) memberikan perpindahan konsentrasi glisina dari umpan
menuju permeat pada MD1, MD2, MD3, dan MD4 berturutan 11.17%, 11.54%, 12.36%,
dan 13.98%. Dialisis dengan laju alir larutan umpan dan permeat 40:20 (×10 mL/mnt)
memberikan perpindahan konsentrasi glisina dari umpan menuju permeat pada MD1,
MD2, MD3, dan MD4 berturutan 13.12%, 12.36%, 12.36%, dan 20.77%.

ABSTRACT
MANUARA P F GULTOM. Utilization of Chitosan Membrane Modificated by
Poly(vinyl alcohol) and Poly(ethylene glycol) as Porogen in Dialysis of Glycine Solution.
Under supervision of AHMAD SJAHRIZA and SRI MULIJANI.
Chitosan is a biopolymer which can be used as a substance for membrane matrix.
This membrane is used for dialysis of glycine solution at early stage to see membrane
modified affect to molecule transport from high concentration to low concentration
solution. Chitosan membrane which was made in this research was modified with
additional structure former substance of semi-interpenetrating network, that is poly(vinyl
alcohol) (PVA) due to its good mechanic property. Besides using PVA, addition of
glutaraldehide as a crosslink agent was also conducted. Pore formation and its uniformity
on membrane is controlled by addition of poly(ethylene glicol) (PEG) as porogen. In this
research, preparation dope of membrane was consisted of mixture of chitosan 3.5% (w/v),
PVA (2.5 and 5.0%)(w/v), PEG (2.5 and 5.0%)(w/v), and glutaraldehide 33.30 µM.
Afterwards, the dialysis was done with flow rate of feed and permeate solution 20:20 (×
10 mL/mnt) and also 40:20 (× 10 mL/mnt). Dialysis with flow rate of feed and permeate
solution 20:20 (× 10 mL/mnt) resulted a glycine concentration transfer from feed to
permeate of MD1, MD2, MD3, and MD4 11.17%, 11.54%, 12.36%, and 13.98%,
respectively. Dialysis with flow rate of feed and permeate solution 40:20 (× 10 mL/mnt)
gave glycine concentration transfer from feed to permeate of MD1, MD2, MD3, and
MD4 13.12%, 12.36%, 12.36%, and 20.77%, respectively.

PEMANFAATAN MEMBRAN KITOSAN TERMODIFIKASI
POLI(VINIL ALKOHOL) DENGAN POLI(ETILENA GLIKOL)
SEBAGAI POROGEN PADA DIALISIS LARUTAN GLISINA

MANUARA P F GULTOM

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

Judul

: Pemanfaatan Membran Kitosan Termodifikasi Poli(vinil alkohol) dengan
Poli(etilena glikol) sebagai Porogen pada Dialisis Larutan Glisina

Nama

: Manuara P F Gultom

NIM

: G44201073

Menyetujui:

Pembimbing I,

Pembimbing II,

Drs. Ahmad Sjahriza
NIP 131 842 413

Dra. Sri Mulijani, M.S.
NIP 131 950 978

Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP 131 473 999

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Karya ilmiah ini memiliki judul
Pemanfaatan Membran Kitosan Termodifikasi Polivinil Alkohol dengan
Polietilena Glikol sebagai Porogen pada Dialisis Larutan Glisina.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Drs. Ahmad Sjahriza dan Dra.Sri
Mulijani, MS selaku pembimbing atas segala bimbingan, arahan, serta dorongan
semangat selama penelitian dan dalam penyusunan karya ilmiah ini.
Karya ilmiah ini penulis dedikasikan kepada kedua orang tua tercinta, adikku Ria
Rumanti Gultom, adikku Frans Hoven Gultom (yang telah kembali ke pangkuan Bapa di
Surga pada tanggal 4 Juni 2006), dan Tante Reni. Terima kasih atas dukungan doa, moril,
materil, waktu, tenaga, semangat, cinta dan kasih sayang selama penelitian dan penulisan
karya ilimiah ini.
Terima kasih juga penulis ucapkan kepada staf Kimia Fisik (Ibu Ai, Bapak Nano,
Pak Mail), Staf Kimia Organik (Bapak Sabur, Ibu Yeni, Ibu Aah), Staf Kimia Analitik
(Bapak Eman), Mas Heri dan Almarhumah Ibu Maya atas segala fasilitas dan kemudahan
yang telah diberikan selama penelitian; kepada Riki, Yance, Yusuf, Rahmat, Tri
Septiawati, Diana, Joe, Dyah, Atiek, Tuti, dan Polimer Group 39 atas kerjasamanya
selama penelitian dan terima kasih sebesar-besarnya kepada seluruh rekan-rekan
mahasiswa kimia angkatan 2001 atas dukungan doa dan semangat serta pengalaman
berharga selama lima tahun bersama-sama.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Maret 2007
Manuara P F Gultom

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 18 Oktober 1983 sebagai anak pertama
dari tiga bersaudara, putra dari pasangan Kasman Gultom dan Surtani Pakpahan.
Pada tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Cimanggis dan memperoleh
kesempatan melanjutkan studi di Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN).
Pada tahun 2004 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Laboratorium Quality
Control PT Nipress Tbk, Narogong-Cibinong dengan judul Validasi Metode Analisa
PbSO4 pada Lempeng Unformed Positif. Pada tahun 2005-2006 penulis menjadi asisten
praktikum Kimia Fisik I, Kimia Fisik II, dan Kimia Organik.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................

iv

DAFTAR TABEL ....................................................................................................

iv

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................

iv

PENDAHULUAN ....................................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Kitin dan Kitosan .............................................................................................
Aditif Polimer pada Pembuatan Membran ......................................................
Membran ..........................................................................................................
Glisina ..............................................................................................................

1
2
3
4

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ................................................................................................
Metode Penelitian ............................................................................................

4
4

HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Kitosan Termodifikasi .....................................................................
Pengaruh Waktu terhadap Diálisis ...................................................................
Pengaruh Jenis Membran terhadap Diálisis .....................................................
Pengaruh Laju Alir pada Diálisis .....................................................................

5
6
7
8

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ..........................................................................................................
Saran ................................................................................................................

9
9

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................

10

LAMPIRAN ...............................................................................................................

12

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Struktur molekul kitin (a) dan kitosan (b) (Thatte 2004) .......................................

1

2 Struktur PVA (Csustan 1999) ................................................................................

2

3 Struktur PEG (Wikipedia 2006) .............................................................................

3

4 Struktur Glutaraldehida (Wang et al. 2004) ...........................................................

3

5 Struktur Glisina ......................................................................................................

4

6 Sel dialisis ..............................................................................................................

5

7 Skema rancangan aliran counter-current pada proses dialisis ...............................

5

8 Hubungan konsentrasi dengan waktu dialisis pada MD1 dengan ragam laju alir
umpan dan permeat 20:20 (×10 mL/menit) untuk glisina .....................................

6

9 Hubungan konsentrasi dengan waktu dialisis glisina dengan ragam laju alir
umpan dan permeat 20:20 (×10 mL/menit) pada MD1 (a), MD2 (b), MD3 (c),
dan MD4 (d) ..........................................................................................................

7

10 Hubungan antara konsentrasi dan waktu dialisis glisina pada MD4 dengan
beragam laju alir larutan umpan dan permeat ........................................................

9

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Parameter mutu kitosan .........................................................................................

2

2 Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat permeasi ...........................................

4

3 Komposisi PVA dan PEG untuk setiap jenis membran ........................................

5

4 Tebal membran berdasarkan jenis .........................................................................

6

5 Persentase perpindahan glisina pada tiap jenis membran dari umpan menuju
permeat dengan laju alir umpan dan permeat 20:20 (×10 mL/menit) ..................

7

6 Persentase perpindahan glisina dari umpan menuju permeat pada tiap jenis
membran dengan laju alir umpan dan permeat yang berbeda ................................

8

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian .........................................................................................

13

2 Hasil pengukuran kurva standar larutan glisina ....................................................

14

3 Data pengukuran konsentrasi larutan glisina pada tiap membran ...............

15

4 Reaksi ninhidrin ..................................................................................................

19

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA

Indonesia adalah negara kepulauan yang
dikelilingi perairan luas yang mempunyai
banyak potensi, salah satunya adalah ekspor
udang beku. Udang tersebut telah mengalami
proses pembuangan bagian kulit dan kepala,
yang pada akhirnya akan menimbulkan
masalah baru bagi lingkungan. Akan tetapi,
limbah ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber
bahan baku pembuatan kitin dan kitosan yang
mempunyai daya jual tinggi di berbagai
bidang industri modern, seperti farmasi,
biokimia, kosmetika, industri kertas, industri
pangan, industri tekstil, dan lain-lain.
Kitosan merupakan biopolimer yang dapat
digunakan sebagai bahan pembuat membran
(Aryanto 2002). Akan tetapi, membran
dengan berbahan dasar kitosan saja tidak
dapat langsung digunakan karena strukturnya
yang sangat rapuh. Modifikasi membran
kitosan diharapkan dapat menghasilkan
membran dengan karakter yang lebih baik,
misalnya peningkatan kestabilan membran
(Jin et al. 2004), memperkecil ukuran poripori membran sehingga pemisahan molekulmolekul atau rejeksi makromolekul dari suatu
larutan oleh membran lebih efektif (Wang et
al. 2001).
Membran kitosan yang akan dibuat dalam
penelitian ini akan dimodifikasi dengan
penambahan bahan pembentuk struktur semiinterpenetrating network (semi-IPN), yaitu
poli(vinil alkohol) (PVA) karena sifat
mekaniknya yang baik (Hassan & Peppas
2000). Penambahan PVA sebesar 2.5% dan
5.0% (b/v) dimaksudkan untuk meningkatkan
kekuatan membran kitosan. Menurut Nisa
(2005), semakin tinggi konsentrasi PVA
(0.0% – 5.0% (b/v)) yang ditambahkan maka
membran yang dihasilkan akan semakin tebal.
Selain penambahan PVA juga dilakukan
penambahan glutaraldehida sebagai agen
pertautan silang. Untuk pembentukan dan
penyeragaman pori-pori membran dilakukan
penambahan poli(etilena glikol) (PEG)
sebagai porogen (Yang et al. 2001). Membran
kitosan yang dibuat diharapkan juga dapat
digunakan sebagai lapisan semipermiabel
pada proses dialisis.
Penelitian ini bertujuan mempelajari perilaku dan karakter membran kitosan termodifikasi pada proses dialisis larutan asam amino,
dalam penelitian ini menggunakan glisina.
Hipotesis penelitian ini adalah membran
kitosan termodifikasi dapat digunakan pada
proses dialisis larutan glisina.

Kitin dan Kitosan
Kitin merupakan biopolimer polisakarida
turunan selulosa dengan rantai linear yang
terdiri dari unit berulang 2-asetamido-2deoksi-D-glukopiranosa yang dihubungkan
melalui ikatan glikosidik (1 4). Biopolimer
ini paling melimpah di alam setelah selulosa,
dan banyak terdapat pada invertebrata darat
dan laut (Thatte 2004).
Kitin berubah menjadi kitosan, jika gugus
asetil pada kitin dideasetilasi menggunakan
basa
berkonsentrasi
tinggi.
Kitosan
merupakan biopolimer polikationik yang
terbentuk oleh rantai lurus dari unit berulang
2-amino-2-deoksi-D-glukopiranosa yang terikat oleh ikatan (1 4) (Thatte 2004).
Kitin bersifat hampir tidak larut dalam air,
asam encer dan basa, pelarut-pelarut organik,
tetapi larut dalam asam format, asam
metanasulfonat, N,N-dimetilasetamida yang
mengandung 5% litium klorida, heksafluoro
isopropil alkohol, heksafluoro aseton, dan
campuran 1,2-dikloroetana:asam trikloroasetat
dengan nisbah 35:65% (v/v) (Hirano 1986
dalam Jamaludin 1994). Menurut Bastaman
(1989), asam pekat seperti asam sulfat, asam
nitrat, dan asam fosfat dapat melarutkan kitin,
tetapi bersifat merusak dan menyebabkan kitin
terdegradasi menjadi satuan-satuan yang lebih
kecil, bahkan menjadi monomer-monomernya
dan dapat memutuskan gugus asetilnya.

(a)

(b)
Gambar 1 Struktur molekul kitin (a) dan
kitosan (b) (Thatte 2004).
Berbeda dengan kitin yang tidak larut
dalam larutan asam dan basa encer serta
kebanyakan pelarut organik, kitosan larut
dalam pelarut organik dalam air, sedikit larut
dalam HCl, HNO3, dan H3PO4 0.5%, dan
tidak larut dalam basa kuat dan H2SO4. Sifat
kelarutan kitosan ini dipengaruhi oleh bobot
molekul, derajat deasetilasi, dan rotasi spesifik

yang beragam tergantung pada sumber dan
metode isolasi (Muzi 1990 dalam MA
Jamaludin 1994).
Salah satu metode yang digunakan untuk
menentukan derajat deasetilasi adalah
spektroskopi inframerah (IR). Metode tersebut
memiliki beberapa kelebihan antara lain
analisis yang dilakukan relatif cepat dan tidak
memerlukan pemurnian contoh, selain itu
ketelitiannya tinggi dengan kisaran derajat
deasetilasi contoh yang luas bila dibandingkan
dengan teknik titrimetri atau metode
spektroskopi lainnya (Baxter et al. 1992).
Viskositas kitosan dipengaruhi oleh
beberapa faktor seperti derajat deasetilasi,
berat molekul, konsentrasi pelarut, kekuatan
ionik, pH, dan temperatur. Derajat deasetilasi,
kadar abu, kadar air, dan viskositas
merupakan parameter yang penting bagi
kitosan seperti terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Parameter mutu kitosan
Parameter
Nilai
Ukuran partikel
Serpihan sampai bubuk
Kadar air
10%
Kadar abu
2%
Derajat deasetilasi
70%
Warna larutan
Jernih
Viskositas:
1% kitosan (cps)
Rendah
2.000

alkohol tidak berada dalam bentuk stabil,
tetapi berada dalam keadaan tautomer dengan
asetaldehida. PVA dihasilkan dari polimerisasi vinil asetat menjadi polivinil asetat
(PVAc), kemudian diikuti dengan hidrolisis
PVAc menjadi PVA.
Kualitas PVA yang baik secara komersial
ditentukan oleh derajat hidrolisis yang tinggi,
yaitu di atas 98.5%. Derajat hidrolisis dan
kandungan asetat dalam polimer sangat
berpengaruh terhadap sifat-sifat kimianya,
seperti kelarutan dan kristalinitas PVA.
Derajat hidrolisis berpengaruh terhadap
kelarutan PVA dalam air, semakin tinggi
derajat hidrolisisnya maka kelarutannya akan
semakin rendah. Gambar 2 menunjukkan
struktur PVA (Hassan & Peppas 2000).
PVA merupakan polimer yang banyak
digunakan karena memiliki sifat lentur dan
dapat membentuk ikatan hidrogen dengan
molekul kitosan, selain itu PVA juga mudah
diuraikan secara alami (biodegradabel) pada
kondisi yang sesuai. PVA komersial biasanya
merupakan campuran dari beberapa tipe
stereoregular yang berbeda (isotaktik, ataktik,
dan sindiotaktik). PVA dengan derajat
hidrolisis 98.5% atau lebih dapat dilarutkan
dalam air pada suhu 70°C (Wang et al. 2004).

Sumber: Manullang (1997).

Aditif Polimer pada Pembuatan Membran
Membran yang hanya terbentuk dari bahan
dasar saja, biasanya tidak dapat digunakan
karena terdapat beberapa kekurangan.
Kemudian beberapa usaha dilakukan untuk
mengatasinya, seperti penggunaan bahan
tambahan (aditif) untuk memperbaiki sifatsifat membran tersebut. Pada penelitian ini,
aditif yang digunakan adalah poli(vinil
alkohol),
poli(etilena
glikol),
dan
glutaraldehida.
Poli(vinil alkohol)
Poli(vinil alkohol) (PVA) merupakan
polimer yang sangat menarik, karena banyak
karakter dari PVA yang sesuai dengan
karakter polimer yang banyak diinginkan
khususnya dalam bidang farmasi dan
biomedis. Kristalinitas alami dari PVA
merupakan sifat yang menarik terutama dalam
preparasi hidrogel. PVA memiliki struktur
kimia yang sederhana dengan gugus hidroksil
yang tidak beraturan. Monomernya, yaitu vinil

Gambar 2 Struktur PVA (Csustan 1999).
Poli(etilena glikol)
Poli(etilena glikol) (PEG) adalah molekul
sederhana dengan struktur molekul linier atau
bercabang. Pada suhu ruang, PEG dengan
bobot molekul kurang dari 700 berbentuk cair,
700-900 berbentuk semi padat, sedangkan
900-1000 atau lebih berbentuk padatan. PEG
larut dalam air dan beberapa pelarut organik
seperti toluena, aseton, metanol, dan metilklorida tetapi tidak larut dalan heksana dan
hidrokarbon alifatik yang sejenis (Harris
dalam Fadillah 2003).
PEG secara komersial dibuat dari reaksi
antara etilen oksida dengan air atau reaksi
antara etilen glikol dengan sejumlah kecil
katalis natrium klorida, dan jumlah etilen
glikol menentukan bobot molekul dari PEG.
Menurut hasil penelitian Fadillah 2003,
bahwa interaksi konsentrasi PEG dengan
selulosa asetat menunjukkan adanya pengaruh
yang sangat nyata terhadap ukuran pori

membran, dimana fluks membran akan
bertambah dengan bertambahnya konsentrasi
PEG dan berkurangnya konsentrasi selulosa
asetat. Rumus struktur PEG ditunjukkan pada
Gambar 3 (Othmer dalam Fadillah 2003).

Gambar 3 Struktur PEG (Wikipedia 2006).
Glutaraldehida
Glutaraldehida merupakan agen pembentuk ikatan silang yang sering digunakan
dalam polipeptida dan protein karena
aktivitasnya yang tinggi. Glutaraldehida juga
digunakan sebagai agen pembentuk ikatan
silang dengan PVA dan beberapa polisakarida
lain seperti heparin, asam hialuronat, dan
kitosan (Wang et al. 2004). Kombinasi
kitosan-PVA dengan glutaraldehida sebagai
agen pengikat silang akan memberikan suatu
struktur
hidrogel
semi-interpenetrating
polimeric network (semi-IPN) yang memiliki
rasio pembengkakan dan penyusutan yang
tinggi, sensitif terhadap perubahan pH, serta
biodegradabel (Wang et al. 2004).
Glutaraldehida mempunyai gugus molekul
C5H8O2 dengan bobot molekul sebesar 100.1
g/mol, titik didih sebesar 100ºC, titik lebur
−15ºC, pH antara 3.2−4.2, berupa larutan
yang berwarna kuning, larut dalam air,
alkohol dan benzena (BASF 1999).

Gambar 4 Struktur glutaraldehida (Wang et
al. 2004).
Membran
Membran adalah bahan yang dapat memisahkan dua komponen dengan cara spesifik,
yaitu menahan atau melewatkan salah satu
komponen lebih cepat daripada komponen
yang lain (Kaseno 1999). Sedangkan menurut
Scott dan Hughes (1996), membran adalah
lapisan semipermeabel berupa padatan
polimer tipis yang menahan pergerakan bahan
tertentu.
Membran dapat dibuat dengan menggunakan beberapa metode antara lain pelelehan,

pengepresan, track-etching, dan pembalikan
fase. Pada penelitian ini menggunakan metode
pembalikan fase, yaitu polimer diubah dari
bentuk larutan menjadi bentuk padatan secara
terkontrol. Proses pemadatan sangat sering
diawali dengan perpindahan polimer dari
suatu cairan (pelarut) ke cairan lain (nonpelarut). Fase dengan konsentrasi polimer
yang tinggi dalam larutan polimer akan
membentuk padatan atau matriks membran,
sedangkan fase dengan konsentrasi polimer
yang rendah akan membentuk pori-pori
(Mulder 1996).
Membran dapat diklasifikasikan berdasarkan material asal, morfologi, bentuk dan
fungsinya (Mulder 1996; Wenten 1999).
Beberapa ciri membran antara lain ketebalan,
kandungan air, permeabilitas, ukuran pori,
distribusi ukuran pori, dan beberapa sifat fisik
dan kimianya. Membran juga dapat dicirikan
berdasarkan koefisien difusi, rejeksi zat
terlarut, fluks, potensial membran, jumlah
pelarut yang dipindahkan melewati membran,
dan volume elektroosmotik.
Dialisis
Membran dalam penggunaannya antara
lain dapat digunakan pada proses pemisahan
molekul-molekul satu dari yang lainnya pada
suatu larutan seperti pada proses penyaringan
osmosis balik dan dialisis.
Dialisis merupakan pergerakan zat terlarut
(solute) dari suatu larutan yang mempunyai
konsentrasi yang tinggi melewati sisi membran semipermiabel menuju sisi lain dari
membran tersebut yang memiliki konsentrasi
yang lebih rendah (Baker 2004). Menurut
Hunt (2003), dialisis menggunakan membran
semipermiabel yang melewatkan ion dan
molekul kecil tetapi menghalangi partikel
koloid yang berukuran besar.
Dalam praktiknya dialisis digunakan untuk
memisahkan spesies yang mempunyai perbedaan ukuran dan juga mempunyai perbedaan
tingkat difusi yang besar. Fluks solute
tergantung pada perbedaan konsentrasi pada
membran. Oleh karena itu, dialisis ditandai
dengan tingkat fluks yang rendah dibandingkan dengan proses membran lain seperti
osmosis balik (reverse osmosis) dan ultrafiltrasi, yang tergantung pada tekanan yang
diberikan.
Proses dialisis dari suatu zat terlarut terjadi
pada permukaan membran, dengan perbedaan
konsentasi dari larutan yang berada di kedua
sisi membran. Proses ini dipengaruhi oleh
beberapa variabel seperti suhu, viskositas dan
tingkat pencampuran larutan.

Pergerakan zat terlarut menyeberangi
membran semipermiabel adalah hasil dari
gerakan molekul secara acak (random
molecular motion). Sebagai molekul zat
terlarut dalam gerakan larutan, maka akan
terjadi tumbukan dari waktu ke waktu antara
molekul zat terlarut dengan membran dan
antarmolekul zat terlarut itu sendiri sampai
mereka berdifusi.
Tingkat
perpindahan
zat
terlarut
menyeberangi
membran
semipermiabel
sebagian besar tergantung pada bentuk,
muatan dan ukuran zat terlarut. Ukuran zat
terlarut sangat berhubungan dengan bobot
molekul. Apabila ukuran molekul mendekati
atau melebihi ukuran dari pori-pori membran
(MWCO), jalan zat terlarut untuk melewati
membran akan dihambat sepenuhnya atau
secara parsial. Fluks atau permeasi zat terlarut
menyeberangi membran semipermiabel dalam
larutan, berbanding terbalik dengan bobot
molekul. Faktor-faktor yang mempengaruhi
tingkat permeasi dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Faktor-faktor yang mempengaruhi
tingkat permeasi
Pengaruh terhadap tingkat
permeasi
Parameter
Menaikkan
Menurunkan
Perbedaan
Besar
Kecil
konsentrasi
Kecil,
Besar,
Ukuran
berbentuk
berbentuk
molekul
bola
serat
Temperatur
Tinggi
Rendah
Ketebalan
Tipis
Tebal
membran
(20 µm)
Luas
permukaan
Besar
Kecil
membran
Sumber: McPhie (1971).

Glisina
Protein ialah polimer alami yang terdiri
atas sejumlah unit asam amino yang berikatan
satu dengan lainnya lewat ikatan amida (atau
peptida), dan glisina merupakan salah satu
unit asam amino. Asam amino yang diperoleh
dari hidrolisis protein ialah asam amino .
Artinya, gugus amino berada pada atom
karbon , yaitu di sebelah gugus karboksil.
Kecuali glisina, dengan R = H, asam amino
memiliki pusat stereogenik pada karbon .
Dengan demikian, semua asam amino
kecuali glisina bersifat aktif optis. Glisina
mempunyai titik isoelektrik pada pI = 6, titik
leleh = 233°C, kelarutan dalam air 25 g/100

mLH2O pada suhu 25°C, pK1 2.35 dan pK2
9.78.

O
H2 N

OH

Gambar 5 Struktur Glisina.

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah kitosan dengan derajat
deasetilasi 77.81%, akuades, asam asetat 1%
(v/v), larutan NaOH 1 M, PVA (BM=72000),
PEG (BM=6000), glutaraldehida 33.30 µM,
larutan glisina, piridin 10% (v/v), dan
ninhidrin 2% (b/v). Alat-alat yang digunakan
adalah alat-alat kaca, neraca analitik,
Micrometer Teclock Corporation, pengaduk
magnetik, pemanas, plastik polietilena, pompa,
sel dialisis, dan Spectronic 20D+ Thermo
Spectronic.
Metode Penelitian
Tahapan yang dilakukan dalam penelitian
ini terdiri atas pembuatan larutan kitosan 3.5%
(b/v), pembuatan dope membran yang terdiri
dari campuran kitosan 3.5%, PVA (2.5 dan
5.0%), PEG (2.5 dan 5.0%), dan glutaraldehida 33.30
M. Hal ini disebabkan
membran yang terbuat dari dope dengan
konsentrasi PVA 2.5 dan 5.0% dapat
terbentuk dengan baik dan lebih kuat
dibandingkan dengan membran yang dibentuk
tanpa penambahan PVA sehingga dapat
dibentuk dan digunakan pada proses
selanjutnya (Nisa 2005). Kemudian dilanjutkan dengan pencetakan membran (metode
pembalikan fase) dan proses dialisis larutan
glisina pada membran yang telah terbentuk.
Diagram alir penelitian selengkapnya
disajikan pada Lampiran 1.
Pembuatan larutan kitosan 3.5% (b/v)
Sebanyak 3.5 gram kitosan dilarutkan ke
dalam 100 ml asam asetat 1% (v/v), kemudian
diaduk dengan pengaduk magnetik sampai
seluruh kitosan larut dan didapat larutan
kental jernih kekuningan.
Pembuatan dope
PVA (BM = 72000) dengan variasi
konsentrasi 2.5% dan 5.0% (b/v) dimasukkan
ke dalam larutan kitosan 3.5% (b/v) dalam

gelas piala dan diaduk dengan pengaduk
magnetik diatas pemanas pada suhu 80°C
selama lima menit atau sampai semua PVA
larut. Selama pemanasan, gelas piala ditutup
dengan plastik polietilena. Setelah didinginkan pada suhu ruang, dilanjutkan dengan
penambahan PEG (BM = 6000) dengan ragam
konsentrasi 2.5% dan 5.0% (b/v) ke dalam
campuran kitosan-PVA dan diaduk selama 30
menit atau sampai semua PEG larut.
Komposisi PVA dan PEG untuk setiap jenis
membran ditunjukkan pada Tabel 3.
Tahapan terakhir dalam pembuatan dope
adalah penambahan glutaraldehida 25% (v/v)
ke dalam setiap campuran dengan konsentrasi
akhir glutaraldehida 33.30 M, kemudian
diaduk selama 30 menit sampai semuanya
tercampur. Setelah itu, setiap campuran
ditutup dengan plastik polietilena dan
didiamkan semalaman untuk menghilangkan
gelembung-gelembung udara dalam campuran.
Tabel 3 Komposisi PVA dan PEG untuk
setiap jenis membran
Jenis
PVA (%)
PEG (%)
Membrana
MD1
2.5
2.5
MD2
2.5
5.0
MD3
5.0
2.5
MD4
5.0
5.0
a

MD = membran dialisis

Pencetakan membran
Setiap dope yang sudah terbebas dari
gelembung-gelembung udara kemudian dicetak di atas permukaan lempeng kaca berukuran 20×15 cm dengan cara dituang ke atasnya
sampai diperoleh lapisan yang tipis dan rata.
Cetakan
tersebut
kemudian
diuapkan
semalaman atau sampai kering, lalu dicelupkan ke dalam NaOH 1 M dalam wadah
berukuran 30×20 cm selama 2−3 jam.
Membran yang telah tercetak dilepaskan dari
permukaan lempeng kaca dan dicuci dengan
akuades
untuk
menglepaskan
NaOH,
kemudian disimpan dalam akuades sampai
dilakukan proses dialisis.

umpan (20 dan 40×10 mL/menit) dengan laju
alir larutan permeat dibuat tetap (20×10
mL/menit). Kemudian dilihat pengaruh
peragaman laju aliran terhadap proses dialisis
yang terjadi. Proses dialisis menyebabkan
glisina berdifusi dari aliran umpan melewati
membran menuju aliran permeat. Gambar 6
dan 7 berturut-turut memperlihatkan sel
dialisis dan rancangan percobaan dialisis yang
dilakukan.

Gambar 6 Sel dialisis.

Gambar 7 Skema rancangan aliran countercurrent pada proses dialisis.
Penentuan Konsentrasi Glisina
Konsentrasi glisina yang melewati membran dihitung dengan metode spektrofotometri.
Setiap 30 menit, diambil cuplikan sebanyak
10 mL dan dimasukkan ke dalam tabung
reaksi, baik umpan maupun permeat.
Kemudian ditambahkan sebanyak 1 mL
piridin 10% (v/v) dan 1 mL ninhidrin 2%
(b/v) ke dalam setiap cuplikan. Reaksi antara
ninhidrin dan asam amino terlampir pada
Lampiran 4. Untuk blanko disiapkan seperti
perlakuan pada cuplikan, hanya cuplikan
diganti dengan akuades. Setiap tabung reaksi
dipanaskan dalam penangas air mendidih
selama 20 menit. Lalu didinginkan pada suhu
kamar. Kemudian setiap isi tabung reaksi
diencerkan dalam labu takar 50 mL dan ditera.
Lalu %transmitan dari setiap larutan diukur
dengan Spectronic 20D+ pada panjang
gelombang 570 nm. Hasil konsentrasi yang
didapat dikalikan faktor pengenceran (fp) = 5.

HASIL DAN PEMBAHASAAN

Proses Dialisis
Membran yang terbentuk dipotong dengan
ukuran 20×5 cm, lalu ditempatkan dalam sel
dialisis. Larutan glisina dengan konsentrasi 50
ppm dialirkan pada salah satu sisi membran
sebagai aliran umpan, sedangkan pada sisi lain
membran dialirkan larutan glisina dengan
konsentrasi 5 ppm sebagai aliran permeat.
Peragaman dilakukan pada laju alir larutan

Membran Kitosan Termodifikasi
Proses pembuatan dope membran pada
penelitian ini menggunakan larutan kitosan
3.5% (b/v). Pada penelitian sebelumnya (Nisa
2005 dan Ariwanda 2006), telah digunakan
larutan kitosan dengan konsentrasi 3.0% (b/v).
Akan tetapi membran yang dihasilkan sedikit
rapuh. Oleh karena itu penambahan konsen-

trasi kitosan dimaksudkan untuk membuat
membran yang diperoleh lebih tebal dan
mempunyai struktur yang lebih kuat.
Penambahan PVA dalam jumlah tertentu
dapat memperbaiki struktur dari membran itu
sendiri. Pada saat pembuatan dope membran,
PVA dapat larut homogen dengan larutan
kitosan. Hal ini disebabkan adanya ikatan
hidro