Analisis Perubahan Tegangan Dalam Deteksi Keadaan Air Dengan Free-Dipping Method Menggunakan Sensor Kitosan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O terdiri satu molekul air

tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1bar) and temperatur 273,15 K (0 °C) (http://id.wikipedia.org).

Berdasarkan analisis kualitas air dapat digolongkan dalam 3 ( tiga ) kategori, yaitu : air bersih, air minum dan air kotor atau limbah. (Sutrisno, 2006).

a. Air Bersih

Air bersih yaitu air yang sudah terpenuhi syarat fisik dan syarat kimia namun syarat bakteriologi belum terpenuhi. Secara umum penggunaan air bersih antara lain akan diolah menjadi air siap minum, untuk keperluan MCK (mandi, cuci, dan kakus). Dari segi kualitas, air bersih harus memenuhi syarat, yaitu :

1) Syarat Fisik : air tidak boleh berwarna, tidak boleh berasa, tidak boleh berbau, suhu di bawah suhu udara (sejuk 25oC) dan jernih.

2) Syarat Kimia : tidak mengandung racun dan zat-zat mineral atau zat-zat lain tidak dalam jumlah yang berlebihan. (Sutrisno, 2006).

b. Air Minum

Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. (Kepmenkes RI, 2010 ). Air minum adalah air minum rumah tangga yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. (PP Nomor 16 Tahun 2005).

c. Air Kotor atau Air Limbah

Air limbah adalah air buangan yang berasal dari rumah tangga termasuk tinja manusia dari lingkungan permukiman. (PP Nomor 16 Tahun 2005). Air limbah adalah sisa dari suatu hasil usaha dan/atau kegiatan yang berwujud cair. Sumber pencemar air berdasarkan karakteristik limbah yang dihasilkan dapat dibedakan menjadi sumber limbah domestik dan sumber limbah non-domestik. Sumber limbah domestik umumnya berasal dari daerah pemukiman penduduk dan sumber limbah non-domestik berasal dari kegiatan seperti industri, pertanian dan peternakan, perikanan, pertambangan, atau kegiatan yang bukan berasal dari wilayah pemukiman. (Permen LH Nomor 01 Tahun 2010).

2.2. Faktor-faktor Fisika dan Kimia yang Mempengaruhi Air.

Beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas air diantara lain :

a. Temperatur

Temperatur air merupakan pembatas utama pada suatu perairan karena organism akuatik seringkali mempunyai toleransi yang sempit terhadap perubahan-perubahan temperature. Menurut hokum Vant’s Hoffs, kenaikan tempertaur sebesar 100C akan menaikkan metabolisme 2-3 kali lipat. Akibat meningkatnya laju respirasi akan menyebabkan konsumsi oksigen meningkat. Dengan naiknya temperature akan menyebabkan kelarutan oksigen dalam air menjadi berkurang (Barus, 1996).

b. pH

Salah satu pengukuran yang sangat penting dalam berbagai cairan proses (industri, farmasi, manufaktur, produksi makanan dan sebagainya) adalah pH, yaitu pengukuran ion hidrogen dalam suatu larutan. Larutan dengan harga pH rendah

dinamakan ”asam” sedangkan yang harga pH-nya tinggi dinamakan ”basa”. Skala pH terentang dari 0 (asam kuat) sampai 14 (basa kuat) dengan 7 adalah harga tengah mewakili air murni (netral) (Barus, 1996). pH merupakan salah satu parameter yang diukur dalam penelitian ini karena dalam pengolahan air parameter ini penting dalam

penentuan kelayakan sebagai air minum. pH dalam air akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan efisiensi klorinasi.

c. Warna

Secara estetika warna dalam air minum dapat mengganggu. Penyebab air berwarna ini biasanya disebabkan oleh kandungan zat organik sehingga membuat air menjadi berwarna. Selain itu kemungkinan zat organik atau kekeruhan penyebab air berwarna dapat berupa senyawa yang dapat membahayakan kesehatan para pemakainya. Air yang berwarna berarti mengandung bahan-bahan lain berbahaya bagi kesehatan, misalnya pada air rawa berwarna kuning, air buangan dari pabrik, selokan, air sumur yang tercemar dan lain-lain .

d. Kekeruhan

Kekeruhan adalah ukuran yang menggunakan efek cahaya sebagai dasar untuk mengukur keadaan air baku dengan skala NTU (Nephelo Metrix Turbidity Unit) atau JTU (Jackson Turbidity Unit) atau FTU (Formazin Turbidity Unit), kekeruhan ini disebabkan oleh adanya benda tercampur atau benda koloid di dalam air. Hal ini membuat perbedaan nyata dari segi estetika maupun dari segi kualitas air itu sendiri ( Barus, 1996). Kekeruhan pada air biasanya disebabkan oleh adanya butir-butir tanah liat yang sangat halus. Semakin keruh menunjukkan semakin banyak butir-butir tanah dan kotoran yang terkandung di dalamnya.

e. Padatan Terlarut Total (TDS)

TDS memepengaruhi ketransparanan dan warna air. Padatan terlarut total mencerminkan jumlah kepekatan padatan dalam suatu contoh air. Penentuan padatan terlarut dapat cepat menetukan kualitas air, caranya dengan mengukur derajat konduktifitas air (Sastrawijaya, 2000).

f. Logam

Beberapa jenis logam yang biasanya terdapat didalam air antara lain Al, Fe, Mn, Zn, dan Cu. Untuk Indonesia berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010 menetapkan kadar zat besi di dalam air minum yang diperbolehkan maksimum 0,3 mg/l, sedangkan Aluminium 0,2 mg/l,

Mangan 0,4 mg/l, Seng 3 mg/l dan Tembaga 2 mg/l. Zat besi di dalam air minum pada tingkat konsentrasi mg/l tidak memberikan pengaruh yang buruk pada kesehatan, tetapi dalam kadar yang besar dapat meneyebabkan air menjadi coklat kemerahan yang tidak diharapkan. Oleh karena itu didalam proses pengolahan air minum, garam besi valensi dua (ferro) yang larut di dalam air perlu dirubah menjadi garam besi valensi tiga (ferri) yang tidak larut di dalam air sehingga mudah dipisahkan (Tatsunami,1971). Air yang mengandung banyak aluminium menyebabkan rasa yang tidak enak apabila dikonsumsi, dan bila Zink dalam kadar yang besar didalam air akan menimbulkan rasa pahit, sepet, dan rasa mual. Dalam jumlah kecil, Zink merupakan unsur yang penting untuk metabolisme, karena kekuranganSeng dapat menyebabkan hambatan pada pertumbuhan anak.

2.3 Model Pengolahan Air

Pengolahan air dapat dilakukan secara biologi, kimia dan fisika. Pengolahan air secara biologi dilakukan agar air dapat memenuhi standar parameter biologi, antara lain dengan pemanasan dan penyinaran dengan sinar ultraviolet sehingga bakteri yang terdapat dalam air akan mati. Secara kimia pengolahan air digunakan bahan – bahan kimia guna memenuhi parameter kimia, misalnya untuk mengontrol pH air supaya netral. Pengolahan secara fisika dilakukan untuk menghilangkan kotoran pada air berupa zat padat misalnya, sampah, kayu dan pasir. Pengolahan secara fisika dilakukan dengan filtrasi, pengendapan atau sedimentasi dan elektrokoagulasi.

a. Proses Filtrasi

Filtrasi dalam sistem pengolahan air bersih adalah proses penghilangan partikel-partikel atau flok-flok halus yang lolos dari unit sedimentasi, dimana partikel-partikel atau flok-flok tersebut akan tertahan pada media penyaring selama air melewati media tersebut. Filtrasi diperlukan untuk menyempurnakan penurunan kadar kontaminan seperti bakteri, warna, rasa, bau dan logam yang

terkandung didalam air, sehingga diperoleh air bersih yang memenuhi standar kualitas air minum (Asmadi,2011). Ada beberapa macam filter yang dipakai dalam proses filtrasi terhadap zat atau unsur mineral dan kuman pathogen. Filter yang dimaksud adalah filter karbon aktif, filter keramik, filter selaput, filter karang aktif.( Kumalasari .F dan Sato. Y (2011).

b. Proses Elektrokoagulasi

Elektrokoagulasi merupakan metode pengolahan air secara elektrokimia dimana pada anoda terjadi pelepasan koagulan aktif berupa ion logam (biasanya alumunium atau besi) ke dalam larutan, sedangkan pada katoda terjadi reaksi elektrolisis berupa pelepasan gas Hidrogen (Holt et al., 2004) .Menurut Mollah (2004), elektrokoagulasi adalah proses kompleks yang melibatkan fenomena kimia dan fisika dengan menggunakan elektroda untuk menghasilkan ion yang digunakan untuk mengolah air limbah. Sedangkan elektrokoagulasi menurut Ni’am (2007), adalah proses penggumpalan dan pengendapan partikel-partikel halus dalam air menggunakan energi listrik. Proses elektrokoagulasi dilakukan pada bejana elektrolisis yang didalamnya terdapat dua penghantar arus listrik searah yang disebut elektroda, yang tercelup dalam larutan elektrolit.

c. Proses Sedimentasi

Secara umum proses sedimentasi diartikan sebagai proses pengendapan, dimana akibat gaya grafitasi, partikel yang mempunyai berat jenis lebih besar dari berat jenis air akan mengendap kebawah dan yang lebih kecil akan mengapung atau melayang. Ada beberapa pengertian proses sedimentasi yaitu:

proses untuk memisahkan flok / partikel / suspensi yang terkandung di dalam air yang diolah sampai tingkat dimana beban filter menjadi lebih ringan untuk keberhasilan proses filtrasi.

Proses penjernihan air, dimana yang akan diolah berada pada suatu tangku atau bak pada periode waktu yang dipertimbangkan.

Proses penghilangan sebagian besar pedatan yang terkandung dalam air dengan pengendapan secara gravitasi dan dalam waktu tertentu.

Adapun tujuan proses sedimentasi adalah untuk pemisahan air dan suspensi dimana air menjadi bentuk yang lebih jernih dan suspensi menjadi larutan yang lebih pekat.

2.4 Metode Deteksi Kualitas Air

Biro pengawasan obat dan makanan Amerika Serikat (FDA, Food and Drug Administration) menggunakan elekrolisa dalam menguji kualitas air.

Laporan biro kesehatan menunjukan bahwa terdapat hubungan antara air yang tercemar terhadap kesehatan manusia, serta tentang warna air yang mengalami proses elektrolisis. Warna air yang telah mengalami proses elektrolisis akan berubah warna menjadi jinnga, hijau hitam atau putih tergantung kandungan partikel yang terlarut didalamnya. Perubahan warna ini menunjukan adanya partikel logam atau unsur kimia yang terlarut didalamnya dan sangat berpengaruh terhadap kesehatan dan akan menimbulkan berbagai macam penyakit. (Aryanto.2008)

Pendeteksian air selama ini menggunakan Metode celup yang biasanya dilakukan dengan menggunakan elektrolisa. Elektrolisa adalah peristiwa penguraian suatu zat dengan bantuan arus listrik. Bila larutan elektrolit dialiri listrik arus searah melalui batang elektrode, maka ion-ion yang ada dalam cairan atau larutan tersebut akan bergerak menuju elektrode yang berlawanan muatannya.(http://africhemist.wordpress.com). Preses elektrolisa juga bertujuan untuk memunculkan partikel – partikel yang terkandung di dalam air. Air yang sama jernihnya ternyata mempunyai kandungan partikel yang berbeda – beda

sehingga jumlah dan warna endapan dapat berbeda – beda.

Gambar 2.1 Proses Elektrolisa Air(sumber:http://www.purewatercare.com) Perbedaan warna endapan yang diperoleh setelah elekrolisis dilakukan menjukkan kualitas air tersebut. Adapan warna yang menunjukkan kulitas air yang terjadi saat elektrolisis diperlihatkan pada Tabel 2.1 berikut.

Tabel 2.1 Warna Endapan Setelah elektrolisa air

Elektro analyzer atau lebih dikenal dengan elektrolizer merupakan alat yang dapat menguji kualitas air. Alat ini mampu untuk menguraikan atau melepaskan ikatan – ikatan zat padat terlarut delam air melalui system anoda dan katoda dan alat ini cocok digunakan untuk mengetahui tingkat kekeruhan dalam air. Dengan bantuan alat ini, air yang semula tampak bening bisa berubah warna menjadi jingga, hitam, hijau dll tergantung tingkat kandungan logam yang

terlarut dalam air tersebut.Cara kerja alat ini adalah dengan cara mengambil 2 gelas air yang berbeda sumbernya. Misal 1 gelas air dari air RO dan satu gelas air yang lainnya dari air sumur/PDAM.Hal ini hanya bertujuan untuk membedakan antara dua sumber air yang berbeda Celupkan 2 elektroda (besi dan aluminium) kedalam 1 gelas air RO (kira-kira kedalaman 5cm), dan dua elektroda yang lainnya kedalam gelas yang berisi air sumur/PDAM Masukkan steker ke dalam stop kontak listrik , dan switch-on kan sehingga secara otomatis alat bekerja memproses Pada saat pertama dicelupkan air belum berubah, tunggulah kira-kira 2 sampai 3 menit sampai air berubah warna Bandingkan perbedaan warna yang muncul diantara kedua gelas tersebut, makin tinggi tds makin pekat warnanya Bandingkan pula temperatur air setelah melalui proses elektrolisa diantara kedua gelas tersebut, makin tinggi TDS makin panas temperaturnya.Elektrolisa air ini tidak boleh digunakan untuk mengukur Air Payau atau air laut atau air garam karena akan menimbulkan konsleting dan Air Accu, alkohol atau spiritus (http://www.purewatercare.com/elektrolisa_air.php)

Gambar 2.2 elektrolizer (sumber : http://sklep.osmoza.pl/elektrolizer)

Selain menggunakan metode celup dalam pengdeteksian kualitas air, maka pada penelitian pendahulu ini, pendeteksian kualitas air dilakukan dengan metode tanpa pencelupan. Dimana dengan metode ini elektroda yang biasa dicelupkan didalam air digantikan dengan menggunakan sensor sehingga tidak perlu dilakukan pencelupan saat pendeteksian dilakakukan. Secara ringkas

metode tanpa-pencelupan (free-dipping) yaitu mendeteksi kehadiran molekul air disaat air dipaparkan dalam bentuk molekul. Adanya kehadiran molekul air yang menyentuh permukaan sensor mengakibatkan terjadinya perubahan tegangan. Perubahan tegangan yang terjadi dimanfaatkan untuk menunjukkan kualitas air yang diuji. Gambar 2.3 menunjukkan prinsip kerja metode tanpa-pencelupan (free-dipping method).

Gambar 2.3 prinsip free-dipping method

Free-dipping method menggunakan sensor sebagai pengganti elektroda yang digunakan pada pendeteksian air dengan menggunakan metode celup. Dalam free-dipping method sensor yang digunakan adalah sensor yang terbuat dari fabrikasi kitosan dalam bentuk film tipis pada permukaan tembaga, seperti yang terlihat dari gamabr 2.4

air

0.

Gambar 2.4 pembentukan sensor kitosan pada permukaan tembaga (Cu)

Sumber : Jurnal Sains Materi Indonesia Special Edition on Materials for Sensor 2011, page : 5 - 8

2.5 Sensor

Sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan sering berfungsi untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor adalah jenis transduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor biasanya dikategorikan melalui pengukur dan memegang peranan penting dalam pengendalian proses pabrikasi modern. Sensor memberikan ekivalen mata, hidung, lidah untuk menjadi otak mikroprosesor dari system otomatisasi industri (suryana. N,2012)

Gambar 2.5 ekivalen sensor

Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi mengubah tegangan fisika (misalnya: temperatur, cahaya, gaya, kecepatan putaran) menjadi besaran listrik yang proposional. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memenuhi persyaratan-persyaratan kualitas yakni :

a. Linieritas

Konversi harus benar-benar proposional, jadi karakteristik konversi harus linier.

b.Tidak Tergantung Temperatur

Keluaran inverter tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor suhu.

c. Kepekaan

Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.

d. Waktu tanggapan

Waktu tanggapan adalah waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah.

Jenis sensor secara garis besar bisa dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

a. Sensor Fisika

Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hokum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu: Sensor cahaya, Sensor suara, Sensor suhu, Sensor gaya, Sensor percepatan

b. Sensor Kimia

Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu :Sensor PH, Sensor Gas, Sensor oksigen. Termasuk ke dalam sensor kimia ini adalah biosensor.

2.6 Kitosan

Kitosan adalah produk hasil proses deasetilasi kitin yang memiliki sifat unik. Unit penyusun kitosan merupakan disakarida saling berikatan beta. Berat molekul kitosan tergantung dari degradasi yang terjadi pada saat proses pembuatan kitosan. Berat molekul kitosan sekitar 1,063 x 105 dalton. Pembuatan kitosan dilakukan dengan cara penghilangan gugus asetil (-COCH3) dari kitin

disebut juga dengan proses deasetilasi yang menggunakan larutan NaOH pekat 50% dengan perbandingan 1:20 selama 1 jam pada suhu 120-140oC. Reaksi yang terjadi dalam proses tersebut antara NaOH dengan gugus N-asetil pada kitin (rantai C-2) yang akan menghasilkan Na-asetat dan terbentuklah gugus amina (-NH2) pada kitosan. Semakin banyak gugus asetil yang hilang dari polimer kitin

maka akan semakin kuat interaksi antar ion dan ikatan hidrogen dari kitosan. Gugus (-NH2) inilah yang menyebabkan kitosan mempunyai banyak fungsi.

Gambar 2.6 struktur kitosan

Kitosan merupakan senyawa kimia yang mudah menyesuaikan diri, hidrofilik dan memiliki reaktivitas tinggi (karena mengandung gugus OH atau gugus NH2) untuk ligan yang bervariasi. Kitosan berbentuk spesifik dan

mengandung gugus amino dalam rantai karbonnya. Hal ini menyebabkan kitosan bermuatan positif yang berlawanan dengan polisakarida lainnya. Kitosan merupakan polielektrolit netral pada pH asam. Bahan-bahan seperti protein, ion polisakarida, asam nukleat yang bermuatan negatif akan berinteraksi kuat dengan kitosan membentuk ion netral. Kitosan larut dalam beberapa larutan asam

organik tetapi tidak larut dalam pelarut organik dan tidak larut pada larutan yang mengandung konsentrasi ion hidrogen di atas pH 6,5. Umumnya mutu kitosan terdiri dari beberapa parameter yaitu bobot molekul, kadar air, kadar abu, kelarutan, warna dan derajat deasetilasi.(sugita, dkk, 2009)

Kitin dan kitosan memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan polimer lainnya yaitu:

1. Merupakan sumberdaya yang dapat diperbarui karena bahan utamanya berasal dari kulit udang

2. Merupakan senyawa biopolimer yang dapat terdegradasi dan tidak mencemari lingkungan serta tidak bersifat toksik

3. Mempunyai fungsi biologis dapat membentuk gel, koloid dan film 4. Mengandung asam amino dan hidroksil yang dapat dimodifikasi

Kitosan dan turunannya telah banyak digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari bidang pangan, mikrobiologi, kesehatan, pertanian dan sebagainya. Aplikasi kitosan dalam bidang pangan salah satunya sebagai makanan berserat sehingga dapat meningkatkan massa feses, menurunkan kolesterol dan menurunkan respon glisenik dari makanan. Peranan kitosan pada industri kertas dikarenakan adanya muatan positif yang dapat dijadikan alternatif yang baik sebagai perekat (sizer) dan pengisi (filler) kertas, dengan cara membentuk ikatan dengan selulosa yang bermuatan negatif. Kitosan juga mempunyai fungsi membentuk film (film forming) dan juga sebagai pelapis (coating). Kitosan juga efektif sebagai penjernih pada sari buah karena konsentrasi yang rendah dapat mencapai kejernihan supernatan yang tinggi dan cepat.(shahidi,1999)

Semakin tinggi mutu kitosan atau kitin berarti semakin tinggi pula kemurniannya, salah satu parameter mutu kitin atau kitosan yang cukup penting adalah derajat deasetilasinya. Semakin tinggi derajat deasetilasinya maka semakin tinggi kemurniannya artinya kitin dan kitosan semakin murni dari pengotornya yaitu protein, mineral dan pigmen serta gugus asetil untuk kitosan

yang disertai kelarutannya yang sempurna dalam asam asetat 1%. Sehubungan dengan kebutuhan setiap industri akan kitosan yang bermutu tertentu maka perlu didesain kondisi proses pembuatan kitosan yang akan menghasilkan produk dengan mutu beragam.( Pipih Suptijah,2012). Kitosan terdiri dari berbagai bentuk dan kegunaan seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini :

Tabel 2.2. Bentuk Kitosan serta Sifatnya

No. Bentuk Kitosan Sifat Kitosan

1. Serbuk

- Dapat diubah kasar menjadi halus - Mudah dilarutkan

- Kemurnian yang tinggi

2. Film - Transparan

- Mudah melekat pada permukaan

3. Fiber - Kuat, kenyal

- Mudah diuraikan secara biologi

4. Gel - Kekuatan gel yang tinggi

- Mudah dibentuk dengan polianion

5. Manik

- Mudah dibuat

- Dapat menyerap logam - Dapat dilakukan ikatan silang - Dapat memadatkan enzim

6. Larutan

- Sifat kejernihan yang tinggi - Menghasilkan bentuk garam - Dapat menyerap logam

7. Pasta - Mudah untuk diformulasikan

- Daya pelembab yang baik Sumber : Hirano,dkk (1984)

Gambar 2.4 pembentukan sensor kitosan pada permukaan tembaga (Cu)

Sumber : Jurnal Sains Materi Indonesia Special Edition on Materials for Sensor 2011, page : 5 - 8

2.5 Sensor

Sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan sering berfungsi untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor adalah jenis transduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor biasanya dikategorikan melalui pengukur dan memegang peranan penting dalam pengendalian proses pabrikasi modern. Sensor memberikan ekivalen mata, hidung, lidah untuk menjadi otak mikroprosesor dari system otomatisasi industri (suryana. N,2012)

Gambar 2.5 ekivalen sensor

Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi mengubah tegangan fisika (misalnya: temperatur, cahaya, gaya, kecepatan putaran) menjadi besaran listrik yang proposional. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memenuhi persyaratan-persyaratan kualitas yakni :

a. Linieritas

Konversi harus benar-benar proposional, jadi karakteristik konversi harus linier. b.Tidak Tergantung Temperatur

Keluaran inverter tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor suhu.

c. Kepekaan

Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.

d. Waktu tanggapan

Waktu tanggapan adalah waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah.

Jenis sensor secara garis besar bisa dibagi menjadi 2 jenis yaitu : a. Sensor Fisika

Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hokum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu: Sensor cahaya, Sensor suara, Sensor suhu, Sensor gaya, Sensor percepatan

b. Sensor Kimia

Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu :Sensor PH, Sensor Gas, Sensor oksigen. Termasuk ke dalam sensor kimia ini adalah biosensor.

2.6 Kitosan

Kitosan adalah produk hasil proses deasetilasi kitin yang memiliki sifat unik. Unit penyusun kitosan merupakan disakarida saling berikatan beta. Berat molekul kitosan tergantung dari degradasi yang terjadi pada saat proses pembuatan kitosan. Berat molekul kitosan sekitar 1,063 x 105 dalton. Pembuatan kitosan dilakukan dengan cara penghilangan gugus asetil (-COCH3) dari kitin

disebut juga dengan proses deasetilasi yang menggunakan larutan NaOH pekat 50% dengan perbandingan 1:20 selama 1 jam pada suhu 120-140oC. Reaksi yang terjadi dalam proses tersebut antara NaOH dengan gugus N-asetil pada kitin (rantai C-2) yang akan menghasilkan Na-asetat dan terbentuklah gugus amina (-NH2) pada kitosan. Semakin banyak gugus asetil yang hilang dari polimer kitin

maka akan semakin kuat interaksi antar ion dan ikatan hidrogen dari kitosan. Gugus (-NH2) inilah yang menyebabkan kitosan mempunyai banyak fungsi.

Gambar 2.6 struktur kitosan

Kitosan merupakan senyawa kimia yang mudah menyesuaikan diri, hidrofilik dan memiliki reaktivitas tinggi (karena mengandung gugus OH atau gugus NH2) untuk ligan yang bervariasi. Kitosan berbentuk spesifik dan

mengandung gugus amino dalam rantai karbonnya. Hal ini menyebabkan kitosan bermuatan positif yang berlawanan dengan polisakarida lainnya. Kitosan merupakan polielektrolit netral pada pH asam. Bahan-bahan seperti protein, ion polisakarida, asam nukleat yang bermuatan negatif akan berinteraksi kuat dengan kitosan membentuk ion netral. Kitosan larut dalam beberapa larutan asam

organik tetapi tidak larut dalam pelarut organik dan tidak larut pada larutan yang mengandung konsentrasi ion hidrogen di atas pH 6,5. Umumnya mutu kitosan terdiri dari beberapa parameter yaitu bobot molekul, kadar air, kadar abu, kelarutan, warna dan derajat deasetilasi.(sugita, dkk, 2009)

Kitin dan kitosan memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan polimer lainnya yaitu:

1. Merupakan sumberdaya yang dapat diperbarui karena bahan utamanya berasal dari kulit udang

2. Merupakan senyawa biopolimer yang dapat terdegradasi dan tidak mencemari lingkungan serta tidak bersifat toksik

3. Mempunyai fungsi biologis dapat membentuk gel, koloid dan film 4. Mengandung asam amino dan hidroksil yang dapat dimodifikasi

Kitosan dan turunannya telah banyak digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari bidang pangan, mikrobiologi, kesehatan, pertanian dan sebagainya. Aplikasi kitosan dalam bidang pangan salah satunya sebagai makanan berserat sehingga dapat meningkatkan massa feses, menurunkan kolesterol dan menurunkan respon glisenik dari makanan. Peranan kitosan pada industri kertas dikarenakan adanya muatan positif yang dapat dijadikan alternatif yang baik sebagai perekat (sizer) dan pengisi (filler) kertas, dengan cara membentuk ikatan dengan selulosa yang bermuatan negatif. Kitosan juga mempunyai fungsi membentuk film (film forming) dan juga sebagai pelapis (coating). Kitosan juga efektif sebagai penjernih pada sari buah karena konsentrasi yang rendah dapat mencapai kejernihan supernatan yang tinggi dan cepat.(shahidi,1999)

Semakin tinggi mutu kitosan atau kitin berarti semakin tinggi pula kemurniannya, salah satu parameter mutu kitin atau kitosan yang cukup penting adalah derajat deasetilasinya. Semakin tinggi derajat deasetilasinya maka semakin tinggi kemurniannya artinya kitin dan kitosan semakin murni dari pengotornya yaitu protein, mineral dan pigmen serta gugus asetil untuk kitosan

yang disertai kelarutannya yang sempurna dalam asam asetat 1%. Sehubungan dengan kebutuhan setiap industri akan kitosan yang bermutu tertentu maka perlu didesain kondisi proses pembuatan kitosan yang akan menghasilkan produk dengan mutu beragam.( Pipih Suptijah,2012). Kitosan terdiri dari berbagai bentuk dan kegunaan seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini :

Tabel 2.2. Bentuk Kitosan serta Sifatnya

No. Bentuk Kitosan Sifat Kitosan

1. Serbuk

- Dapat diubah kasar menjadi halus - Mudah dilarutkan

- Kemurnian yang tinggi

2. Film - Transparan

- Mudah melekat pada permukaan

3. Fiber - Kuat, kenyal

- Mudah diuraikan secara biologi

4. Gel - Kekuatan gel yang tinggi

- Mudah dibentuk dengan polianion

5. Manik

- Mudah dibuat

- Dapat menyerap logam - Dapat dilakukan ikatan silang - Dapat memadatkan enzim

6. Larutan

- Sifat kejernihan yang tinggi - Menghasilkan bentuk garam - Dapat menyerap logam

7. Pasta - Mudah untuk diformulasikan

- Daya pelembab yang baik Sumber : Hirano,dkk (1984)