PEMANFAATAN KITOSAN DARI KULIT KEPITNG (Callimetes sapidus) SEBAGAI KOAGULAN DALAM PENJERNIHAN AIR.

r.

'"

PEMANFAATAN KITOSAN DARI KULIT KEPmNGutspmliedaC
(Callimetes sapidus)
SEBAGAI KOAGULAN DALAM PENJERNIHAN AIR1)ywvutsrponmlkjihgf
Oleh:
lb. Benito A. KumanI2), Dadan Sumlarsa3). dan Nia Rossiana4)

ABSTRAK
Penelitian rnengenai "Pemanfaatan
sapidus) sebagai Koagulan

Kitosan dati Kerabang Kepiting (Callimetes

Air"

dalam Penjcrnihan

telah dilakukan

Kimia Organik FMIPA dan di Laboratorium Toksikologi

dari bulan Februari

sampai

mengetahni produksi kitosan
koagulan dalam penjerbihan

dengan

Agustus

2004,

di

Laboratoriurn

Lingkungan Pl:>SDAL-UNPAD
Penelitian

ini bertujuan

dati kitin kerabang kepiting dan pemanfataannya
air, Pelaksanaan

penelitian

untuk

~_ri

ini rcrdiri dari dua tahap, yaitu

(I) produksi kitosan dari kitin kerabang kepiting; dan (2) evaluasi penurunan kekeruhan
air dengan koagulan kitosan, didasarkan

pada tingkat penurunan

koagulasi tawas (allum), Hasil penelitian menunjukkan

kekeruhan

bahwa rendemen

air dengan

isolat kitosan

dan kerabang kepiting adalah sekitar 7,2%, dan kitosan lebih efektif menurunkan tingkat
kekeruhan air dibandingkan

dengan allum.utsrponlkjihgecbaK

Kala kunci : kerabang kepiting, kitin. kitosan, kekeruhan; penjernlhan air.

2

THE USE OFutspmledaC
Call/metes sapldus SHELL'S CHITOSAN AS COAGULANT
WATER PURIFICATION PROCESS')

Tb. Benito A. Kumani21,

INyxwvutsrponm

Oleh:
Sumiarsa", dan Nia Rossiana"

D-ddan

ABSTRACT
The study on "the use ofywutsrponmlihfedcbaKC
Callimentes sapidus crab shell's chitosan as a coagulant
water purification
Faculty

in

process" had been carried out at the laboratory of Organic Chemical,

of Mathematics

and Natura] Sciences

Institute of Ecology, Universitas Padjadjaran

and at the laboratory

of toxicology,

from February to August 2005. The aim of

this study was to measure the production of chitosan from crab shell's chitin and its use
in water purification process as coagulant. This study
stages, namely (1) chitusan production

was performed in two consecutive

from crab shell's chitin, and (2) evaluation

water turbidity removal using chitosan as coagulant compare

to

of

allum. The results of this

study show that the redemption of chitosan isolate from the shell of the crabs is 7.2%, and
the chitosan is more effective in removing turbidity than allum

Keywords : crabs' shell, chitin, chitosan; turbidity, water purification

3

PEMANFAATAN KITOSAN DARt KULIT KEPITINGutspmliedaC
(Callimetes sspidus)

SEBAGAI KOAGULAN DALAM PENJERNIHAN AIR1)ywvutsrponmlkjihg

Oleh:
Tb. Benito A. Kurnani1), Dadan Sumiarsa", dan Nia Rosslana"lUPNLHEDA

l.PENDAHULUAN
Pertumbuhan

industri pengolahan hasillaut

di Indonesia dari tahun kc tahun terns

meningkat sejalan dengan peningkatan permintaan masyarakat khususnya dari luar negeri
ata s makanan sumber protein hewani asal laut. Diantara hasil olahan makanan asal laut
diminati adalah daging bekuzutsrponmlifedaC
(frozen fillet) kepiting

yang paling banyak

sapidus).

Industri pengolahan

besar untuk dieksport
jumlah

banyak.

menimbulkan

ini

dalarn

limb-db kerabang/

waktu

dagingnya

cangkang

dalam jumlah
kcpiting

han akan busuk

beberapa

dan

dalarn
dapat

bau yang pada akhimya dapat mengganggu lingkungan.

adalah

(Subangsinghe,

juga rnenyisakan

Limbah

Bila ditelaah
dasamya

kepiting selain menghasilkan

iCallimetes

lebih jauh, limbah industri pengolahan kepiting tersebut pada

senyawa

organik yang sekitar 70% diantaranya

1995). Senyawa ini merupakan biopolimer

seperti

adalah

yang dijumpai pada

serangga dan jamur, yang tersusun dari unit monomer N-asetil-D-glukosamina
2-amino-2-deoksi-D-glukopirnnosa)

monomer

satu dengan

kitin

lainnya

(Nsasctil-

dihubungkan

oleh

ikatan P(J-4) (Tokura dan Nishi, 1995). Kitin tidak larut dalam air, larutan basa, larutan

a.s am encer maupun

pelarut organik, namun larut dalam asam pckat seperti Hel, H2S04,

HN03, H3P04 dan HCOOH anhidrida.
rcaktif, sehmgga pemanfaatannya

Dibandingkan

dengan

selulosa,

kitin kurang

tidak sebanyak seperti biopolimer selulosa.

dapat dirnanfaatkan hila diubah menjadi kitosan dengan menghilangkan

Kitin barn

gugus metil pada

1) Disajikan
pada Sirnposium
Kebudayaan
Indonesia-Malaysia
IX, Universitas
Padjadjardll- Universiti Kebangsaan Malaysia. 8andung. Indonesia 10-12 Mel 2005
2) Staf Pcngajar Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran.
3) Staf Pengajar Jurusan Kimia Fakultas Matematik dan Ilmu Pengetahuan Alarn
Universitas Padja-djaran
4) Staf Pengaiar Jurusan Biologi Fakultas Matematik dan Ilmu Pcngetahuan Alam
Universitas Padja-djaran

4

kitin tcrsebut

(melalui

merniliki

gugus

keasaman

(pH)

tersebut,

reaksi N-deasetilasi).

amino

(N1i2

yang sesuai,

Kitosan

), dan

hidroksil

kitosan

bersifat

kitosan teLah mulai dimanfaatkan

lebih reaktif

dan decajat
konscntrasiusrpnmkihdbaH

(OH). Pada
polielektrolit

kation.

dalam pengolahan

bahan baku air minum sebagai koagulan (Kawamura,

dari kitin karena

Karena

sifatnya

air limbah maupun

air

]995).

Di lain pihak, pelayanan terhadap pemeouhan kebutuhan air bersih dari 'PDAM di
sisanya dari surnber

wilayah Bandung saat ini barn mencapai sekitar 40 %, sedangkan

masih belurn

daya air lainnya. Akan tempi, kualitas air dari sumber di luar PDAM
memenuhi

persyaratan

terutarna tingkat kekeruhannya

perlu diolah terlebih dahulu sebclum dikonsumsi
produksi,

Penurunan

atau digunakan dalam berbagai proses

dan COD seringkali

tingkat kekeruhan

besar, yang pada gilirannya

dan COD yang tinggi, sehingga

akan meningkatkan

memerlukan

ongkos produksi

dana yang

dari suatu produk,

sehingga harga jualnya menjadi relatif lebih mahal.
Tingkat kekeruhan air disebabkan banyaknya materi koloid yang sukar rnengenclap dan sulit disaring,
sehingga

diperlukan

7.81

pembantu

penggumpalan

(koagulan)

terbentuk endapan stabil yang dapat dipisahkan. Koagulan yang biasa diguna-

kan untuk mengurangi
tawas, alumunium
Dampak

sehingga

tingkat kekeruhan

sulfat (Ah(S04)3.12

penggunaan

koagulan

adalah polimer polielektrolit

sintctis serperti

H20), :FeC1:.l dan polialumnium

klroida (PAC).

sintetis tersebut belum ban yak diteliri dan dimengerti,

namun endaparmya (sludge) disinyalir dapat membcrikan
mengandung

dampak negatif karena banyak

logam alumunium (Peavy, ] 985).

Usaha pencarian koagulan alternatif yang efelktif, namun ramah lingkungan
banyak dilakukan. Hasil penclitian menunjukkan bahwa polimer
mempunyai
koagulan.

sifat polielektrolit

kationik

sehingga

dapat

Bahkan beberapa negara telah memanfaatkan

limbah maupun air minum sebagai flokulan

(Kawamura,

alam kitosan

digunakan

sebagai

dalam air
sebagai

kitosan dalam pengolahan
1995).

telah

air

Oleh karena itu perlu

dilakukan pcnelitian mengcnai kitin dari kerabang kepitingtsmlieaC
(Callimetesuspida
sapidus) sebagai
sumber kitosan dan pemanfaatannya
tujuan dari penelitian

sebagai koagulan dalam penjernihan

ini adalah untuk mengetahui

kcpiting dan konsentrasi

kitosan yang diperlukan

produksi kitosan dari kitin kerabang
untuk menurunkan

tingkat kekeruhan

bahan baku air minum atau industri sehingga sesuai dengan peruntukannya

5

aic. Adapun

2. MET ODE PENELITIAN
Bahan yang digunakan dalam penclitian ini adalah kerabang kepitingutspnliedcaC
(Cailinectes
sapidus) sebanyak 5 kg yang diperoleh dari industri pcngolahan kepiting di Cirebon. Air

adalah air sungai Cikapundung
yang digunakan dalam penelitian inirlihdaN
yang biasa digunakan

di daerah Dago Atas

sebagai bahan baku air minum. Bahan kirnia dan pereaksi yang

digunakan meliputi Iarutan HC1 1 N, air suling, larutan NaOH

1 M, as am asetat 0,2 M.

Tawas, PAC, HN03, larutan NaOCI.
Penelirian ini dilakukan

dalam dua tahap, yaitu (1) produksi

kerabang kepiting, dan (2) evaluasi penururan

tingkat kekeruhan

kitosan dari kitin

air dengan koagulan

kitosan ..
2.1. Produksi

Kito..~an

2.1.1. lsoIa~iKitin
Produksi
menggunakan

diawali dengan isolasi kitin dari kcrabang

Kitosan

prosedur Sophanodora

Kepiting

dengan

(1995) yang terdiri atas tiga tahapan, meliputi:

1). Proses DemineraUsasi

Callinectes sapidus yang diperoleh

Limbah kulit kepiting/rajungan
pengolahan
akuades,
sampai

rajungan

disaring,
10108

di Cirebon

Residunya

dicuci

dikeringkan

saringan berukuran

1 mm.

dengan

air mengalir,

dalam oven 65°C,

direndam
kernudian

Bubuk kulit kepiting scbanyak

dimasukkan ke dalam gelas kimia 2 liter, lalu ditambahkan

1,5 liter larutan

pabrik
dalam
digerus

100 gram
HCI 1 N

sambiJ diaduk dengan magnetik stirer pada suhu kamar selama 24 jam sampai gas
COz yang terbentuk habis sempurna. Selanjutnya disaring, residunya dicuci dengan
akuades sampai pH air cucian netral, kemudian residu dikeringkan

dalam oven pacta

suhu 60 "C selama 4 jam. lalu ditimbang.

2). Proses Deproteinasi
Residu dan tahap demineralisasi

ditimbang, lalu dimasukkan

ke dalam gelas

kimia, ditambahkan larutan NaOH 1 N sebanyak 10 kali lipat, kemudian ditempatkan
dalam penangas air pada suhu 60 °C sambil diaduk dengan rnagnetik stirer selama 2
jam. Selanjutnya

larutan disaring, residunya dicuci dengan akuades sampai pH air

cucian netral, lain residu dikeringkan dalam oven pada suhu 60
lalu ditimbang.

6

0

C sclama 4 jam,

3). Proses penghilangan warna
Kitin 50 gram yang belum mumi ditirnbang, lalu dibungkus

dengan kertas

saring, dimasukkan ke dalam alat sokhlet, kemudian disokletasi
aseton (1: 10) selama 8 jam dalam penangas air,

dengan pelarut

dikeringkan dalam oven pada suhuytsronmlkgedb

80 nC selama 4 jam, dan ditimbang.

2.1.2. Produksi Kitosan
Kitin sebanyak 10 gram dalam gelas kimia, ditambah 20 m1 larutan NaOH 50 %.
lalu diaduk dengan magnetik

stirer pada suhu 110-120 °C selarna 2 jam. Campuran

tersebut disaring, residunya dicuci

dengan akuades sampai pH air cucian netral,

residu

dikeringkan dalam oven pada suhu 60 "C selama 4 jam, lalu dirimbang.

1). Karakterisasi

kitosao

(1). Kadar Air
Sejumlah kitin atau kitosan WO gram dimasukan ke dalam kui porselin yang
beratnya konstan (WI). kemudian dipanaskan dalam oven 115 "C sampai diperoleh
beratnya konstan (W2). Kadar air (%) ditentukan berdasarkan persamaan :
Kadar air

= (Wl-

W2)1 WO x 100 %

(2). Kadar abu
Kui

porselin

yang

beratnya

sudah

diketahui

pemanasan di tanur 600 °C, disirnpan di dalam eksikator.
sejumlah

konstan

setelah

Ke dalam kui dimasukan

kitosan dan dipanaskan dalarn tanur 600 "C selarna 6 jam,

oleh beratnya konstan, Kadar abu dihitung dengan menggunakan
Kadar abu

= berat

abuJ berat contoh x 100

melalui

sampai diper-

rumus :

%

(3). Peneotuan Mr
Sejumlah kitosan ditimbang, dilarutkan dalam campuran asam asetat 0,2 M,
tarutan

NaCl

0,00625%

0,1 N dan larutan urea 4 M. sehingga

sampai

0,4

%, 1cemudian diukur

diperoleh

viskositasnya

konsentrasinya

dengan

Ubbelohhde pada suhu 25 oC ..
Persamaan Sakurda-Houwink:

LTl] = KMa a;
M adalah berat molekul kitosan danaa adalah viskositas intrinsik
7

viskometer

2). Derajat dea.~etilasi
Derajat
membandingkan

dcasetilasi

diukur

dengan

spektrofotometer

inframerah

dengan

nilai absorb ansi (A) bilangan gelornbang 1650 - 1700 em" (serapan

pita amidayvutsronlkihgedaTPKIEA
I) dan absorb ansi (A) pada bilangan gclombang 3200 - 3500 cm' _ Untuk
N- deasetilasi

kitin yang sempurna

(100 %) diperoleh

nilai A1655

=

1,3, maka

derajat deasetilasi dihtung :
% Nvseasetilasi

e

lA1650fAfA 3450j X 0,33 x 100 %.

2.2. Evalu8si Penurunan Tingkat Kekeruhan Air dengan Koagulan Kitosan

Pada 6 (en am) bush gelas kimia ukuran 1000 ml yang dilengkapi dengan pengaduk
Iistrik diisi dengan 200 mL air sungai, atau air tanah, ukur COD dan tingkat kekeruhannya (NTU) dengan Turbidimeter.

Kemudian

dilakukan

variasi pcnambahan

sejurnlah

larutan tawas sehingga diperoleb konsentrasi koagulan 0; 15; 20; 25; 30 ppm, pH larutan
campuran diatur sekitar 7,0, dikocok dengan magnciik stirer (100 rpm) selama 10 detik,
kemudian didianikan setama 20 menit sampai terjadi flokulasi. Lalu diukur tingkat kekeruhannya dengan Turbidimeter.

Proscdur dan kondisi percobaan tersebut eli atas diu lang

untuk mengcvaluasi keberhasilan koagulan Kitosan,

3. BASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Produksi

Kitosan

Hasil isolasi kitosan melalui demineralisasi,

deproteinasi,

dan deasetilasi

dari

lirnbah kulit kepiting diperoleb isolat dengan rendemen
7,2 gram kitosan
100 gram cangkang kepiting

Tingkat rendemen kitosan
dibandingkan

dan

x 100 %

= 7,2

%.

kulit kepiting sebanyak 7,2 % lebih kecil jika

dengan kelompok udang-udanganutsriecaC
(Crustaceaei yang mencapai lebih dari

10% (3). Adapun karaketeristik isolat kitosan sebagai bcri.k.ut :

8

Tabell. KuaUtas
Parameter

Isolat Kitosan
Standar*)

Hasil

Bentuk partikel

Butiran/serbuk

Serbuk

Kadar air (%ww/w)