TINJAUAN PUSTAKA
7. Kitosan digunakan sebagai bahan dalam pembuatan kertas karena struktur dari kitosan hampir sama dengan selulosa (Muxika et al, 2017)
2.1.3 Modifikasi Kitosan
Kitosan dapat dimodifikasi menjadi berbagai bentuk seperti serpih, hidrogel, membran/film dan butiran. Perbedaan bentuk kitosan akan mempengaruhi pada luas permukaannya. Semakin kecil ukuran kitosan, maka luas permukaan kitosan akan semakin besar. membentuk hidrogel kitosan. Hidrogel kitosan yang dibentuk oleh penambahan bahan senyawa pengikat silang disebut hidrogel kitosan kovalen atau ionik. Pengikat
ssilang yang digunakan merupakan molekul berbobot molekul lebih rendah daripada bobot molekul kedua rantai polimer yang akan disilangkan.
c. Kitosan Berbentuk Membran
Membran merupakan batas atau penghalang selektif antara dua fase.
Berdasarkan bahan dasarnya membran dibedakan menjadi membran organik dan anorganik. Membran dapat disiapkan dengan menggunakan beberapa metode antara lain pelelehan, pengepresan, track–etching, dan pembalikan fase. Pembalikan fase adalah proses yang mengubah polimer dari bentuk larutan menjadi bentuk padatan secara terkontrol.
d. Kitosan Berbentuk Butiran
Kitosan dapat dibuat menjadi bentuk butiran dengan melarutkan 3 gram kitosan dalam 100 ml larutan asam asetat 1% yang diteteskan pada larutan NaOH 4%
sehingga diperoleh butiran berbentuk bola. Kitosan berbentuk butiran yang terbentuk dikumpulkan dan dicuci dengan akuades (Sugita et al, 2009).
2.2 Kopi
Kopi merupakan tanaman yang berasal dari Afrika dan Asia Selaan, termasuk family Rubicaeae, dengan tinggi mencapa 5meter. Panjang daun sekitar 5-10 cm, lebar 5 cm dengan bunga kopi bewarna putih, buah berbentuk oval panjang sekitar 1,5 cm bewarna hijau kemudian kekuningan lalu hitam bila sudah disangrai.
Biasanya buah kopi terdiri dari 2 buah biji, tetapi sekitar 5 -10 % mempunyai hanya 1 biji saja yang dinamakan “peaberries”. Biji kopi siap dipetik saat berumur 7 sampai 9 bulan (Ameilia, 2016).
Faktor-faktor yang mempengaruhi komposisi minuman termasuk komposisi kopi bubuk panggang, proporsi kopi untuk air, kekerasan dan suhu air, panjang waktu kopi dalam kontak dengan air, dan bahan saringan. Jumlah padatan terlarut di kopi diseduh bervariasi dari 2 sampai 6 g/100 mL.
Secara kimiawi ampas kopi mengandung sebagian besar karbohidrat, kafein dan mineral. Komposisi kimia ampas kopi dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 2.2 Komposisi kimia ampas kopi
Komponen Jumlah (%)
Ampas kopi mengandung karbon, nitrogen, senyawa lipofilik, etanol, lignin, alkaloid, senyawa polifenol, tanin, polisakarida, dan asam chlorogenic (Pujol et al.
2013). Bahan baku yang dapat dibuat menjadi karbon aktif adalah semua bahan yang mengandung karbon, baik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan, binatang ataupun barang tambang. Bahan-bahan tersebut adalah berbagai jenis kayu, sekam padi, tulang binatang, batu-bara, tempurung kelapa, kulit biji kopi.
Ampas kopi merupakan bahan organik yang dapat dibuat menjadi arang aktif untuk digunakan sebagai adsorben atau bahan penyerap. Arang aktif dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Luas permukaan karbon aktif berkisar antara 300-3500 m2/gram dan ini berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai sifat sebagai daya serap yang bagus. Arang aktif dapat dibuat melalui dua tahap, yaitu tahap karbonasi dan aktivasi (Sembiring, 2003).
Kandungan hidrokarbon yang terdapat pada biji kopi cukup tinggi yaitu 19,9%. Kandungan hidrokarbon yang cukup tinggi dapat menghasilkan karbon ketika biji kopi disangrai atau dipanaskan, oleh karena itu ampas kopi bubuk yang sudah diseduh dapat dimanfaatkan sebagai arang aktif. Arang aktif dapat digunakan sebagai adsorben karena arang aktif bersifat sangat aktif terhadap partikel-partikel yang kontak dengan arang aktif tersebut (Dewi, 2013).
Karbonasi merupakan proses pengarangan dalam ruangan tanpa adanya oksigen dan bahan kimia lainnya, pada proses ini pembentukan struktur pori dimulai, sedangkan aktivasi dilakukan dengan perendaman arang, arang direndam dalam larutan pengaktif, bahan pengaktif masuk di antara sela-sela lapisan heksagonal karbon aktif dan selanjutnya membuka permukaan yang tertutup dan memperbesar pori. Aktivasi dibagi menjadi dua yaitu aktivasi fisika dan aktivasi kimia. Aktivasi fisika dapat didefinisikan sebagai proses memperluas pori dari arang aktif dengan bantuan panas, uap dan gas CO2. Sedangkan aktivasi kimia merupakan aktivasi dengan pemakaian bahan kimia yang dinamakan aktivator (Sembiring, 2003).
Pada proses pembuatan arang aktif, aktivasi adalah proses yang sangat berperanan agar diperoleh kualitas arang aktif yang baik. Proses aktivasi dapat memperluas permukaan partikel sehingga dapat meningkatkan kemampuan daya serap karbon. Aktivasi arang dapat dilakukan dengan menggunakan bahan-bahan kimia sebagai aktivator atau dengan pemanasan pada suhu yang tinggi (Dewi, 2013).
2.3 Karbon Aktif
Karbon aktif atau disebut juga sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan proses karbonisasi dan aktivasi. Pada proses tersebut terjadi penghilangan hidrogen, gas-gas dan air dari permukaan karbon sehingga terjadi perubahan fisik pada permukaannya.
Aktivasi ini terjadi karena terbentuknya gugus aktif akibat adanya interaksi radikal bebas pada permukaan karbon dengan atom-atom seperti oksigen dan nitrogen.
Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja.
Karbon aktif disusun oleh atom-atom karbon yang terikat secara kovalen dalam suatu kisi yang hexagonal. Kemampuan karbon aktif mengadsorbsi ditentukan oleh struktur kimianya yaitu atom C, H, dan O yang terikat secara kimia membentuk gugus fungsional. Karbon aktif terdiri dari 87-97 % karbon dan sisanya berupa hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen serta senyawa-senyawa lain yang terbentuk dari proses pembuatan. Volume pori-pori karbon aktif biasanya lebih besar dari 0,2 cm3 /gram. Sedangkan luas permukaan internal karbon aktif yang telah diteliti umumnya lebih besar dari 400 m2 /gr dan bahkan bisa mencapai di atas 1000 m2 /gr (Sudibandriyo, 2003)
Gambar 2.2 Strukur Kimia Karbon Aktif (Sumber : Sudibandriyo, 2003)
2.3.1 Jenis jenis karbon aktif
Berdasarkan bentuknya, karbon aktif dapat dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu (Sukir, 2008):