TINJAUAN PUSTAKA
2.5 Pembuatan Selulosa Bakter
Beberapa tahapan dalam pembuatan selulosa bakteri yaitu 1. Preparasi
Tahap preparasi meliputi:
a. Penyaringan, bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang tercampur di dalam air kelapa. Sebaiknya penyaringan dilakukan menggunakan saringan kain.
b. Penambahan gula pasir dan urea, bertujuan untuk mencukupi nutrien yang dibutuhkan untuk pembentukan selulosa bakteri dengan konsentrasi penambahan gula pasir 10% dan urea 5% dari volume air kelapa tua yang digunakan.
c. Perebusan dilakukan sampai mendidih dan dibiarkan sampai 5-10 menit untuk meyakinkan bahwa kontaminan mikroba telah mati dan juga menyempurnakan kelarutan dari gula ataupun urea yang ditambahkan. d. Penambahan asam asetat glasial bertujuan untuk menurunkan pH air
kelapa hingga mencapai pH 4,3 yang merupakan kondisi optimal bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum.
e. Pendinginan dilakukan dengan membiarkan cairan selama satu malam pada suhu kamar. Hal ini bertujuan untuk mengecek ada tidaknya mikroba kontaminan dalam medium bakteri.
2. Inokulasi, fermentasi dan pengendaliannya
a. Inokulasi (Pemberian bibit) dilakukan setelah medium bakteri sudah benar-benar dingin. Jika medium bakteri masih dalam keadaan hangat atau panas, maka bibit bakteri Acetobacter xylinum dapat mengalami kematian sehingga proses fermentasi tidak dapat berlangsung.
b. Fermentasi dilakukan selama 14 hari setelah penambahan bakteri
Acetobacter xylinum sehingga dihasilkan selulosa bakteri (Pambayun,
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Selulosa Bakteri 1. Jenis dan konsentrasi medium
Pada dasarnya medium bakteri harus banyak mengandung karbohidrat (gula) disamping vitamin dan mineral karena benang-benang halus bakteri yang akan membentuk selulosa diproduksi dari glukosa oleh Acetobacter xylinum.
2. Jenis dan konsentrasi stater
Pada umumnya bakteri Acetobacter xylinum merupakan stater yang lebih produktif dari jenis stater lainnya, dan konsentrasi 5-10% merupakan konsentrasi yang ideal.
3. Waktu fermentasi
Produksi maksimal dari pertumbuhan selulosa bakteri adalah minggu ke-4, kualitas selulosa bakteri akan menurun jika lebih dari 4 minggu. Waktu optimal pertumbuhan selulosa bakteri adalah 14 hari.
4. Temperature fermentasi
Temperatur optimal yang digunakan untuk pembuatan selulosa bakteri adalah suhu kamar yaitu sekitar 28C. Jika suhu terlalu tinggi atau teralu rendah akan mengganggu pertumbuhan bakteri pembentuk selulosa.
5. pH fermentasi
Derajat keasaman yang dibutuhkan untuk pertumbuhan selulosa bakteri adalah bekisar 3-5 atau dalam suasana asam. Pada kedua sisi pH optimum, aktivitas enzim seringkali menurun dengan tajam.
6. Jenis dan konsentrasi suplemen
Kandungan karbohidrat dalam medium bakteri merupakan bahan terpenting. Jika kadar karbohidrat rendah dalam medium bakteri maka dapat ditambahkan dengan gula pasir.
7. Tempat Fermentasi
Tempat fermentasi sebaiknya jauh dari sinar matahari, sumber panas dan dalam kondisi steril. Selain itu, wadah fermentasi tidak terbuat dari logam yang bersifat korosif sehingga dapat mengganggu pertumbuhan selulosa bakteri.
Beberapa hal yang harus juga diperhatikan dalam pembuatan selulosa bakteri yaitu selama proses pertumbuhan berlangsung harus dihindari goncangan tempat fermentasi karena dapat menyebabkan terbentuknya lapisan selulosa yang baru yang terpisah dari selulosa bakteri pertama serta ketebalan selulosa bakteri yang didapat tidak memenuhi standar (Budiyanto, 2002).
2.6 Nanoteknologi
Istilah Nanoteknologi diperkenalkan pertama kali oleh Richard Feynman, seorang ahli fisika pada tahun 1959 yang menyajikan visi teknologi miniaturisasi bahan, memanipulasi dan mengendalikan hal-hal dalam skala kecil yang disebut Nanoteknologi (Miyazaki,2007).
Nanoteknologi dapat didefinisikan sebagai teknologi yang memiliki skala 10 9
m. Nanoteknologi adalah ilmu dan rekayasa dalam penciptaan material, struktur
fungsional, maupun piranti dalam skala nanometer (Stylios, 2005). Nanoteknologi memiliki tiga bagian utama: nanoelektronik, nanomaterial, dan nanobioteknologi (Shea, 2005). Material dalam ukuran nanometer memiliki sifat-sifat yang lebih kaya karena menghasilkan beberapa sifat yang tidak dimiliki oleh material ukuran besar. Hal yang sangat menarik adalah sejumlah sifat tersebut dapat diubah-ubah dengan melalui pengontrolah ukuran material, pengaturan komposisi kimiawi, modifikasi permukaan, dan pengontrolan interaksi antar partikel. Salah satu riset bersakala nanometer yang mempunyai aplikasi yang luas dan banyak yaitu material nanokomposit (Fujiwara et al. 1999).
Penggunaan nanoteknologi berbasis biomaterial polimer adalah nanopartikel pembawa obat, partikel miniemulsi, katalis polimer elektroda fuel cell terikat, lapis demi lapis film polimer rakitan, electrospun nanofiber, imprint lithography, polimer campuran dan nanokomposit. Di bidang nanokomposit diaplikasikan dalam komposit penguat, sifat penghalang, tahan api, kosmetik dan sifat bakterisida (Paul dan Robenson, 2008).
2.6.1 Nanokomposit
Komposit merupakan gabungan antara dua material atau lebih yang terdiri dari filler sebagai bahan pengisi atau penguat dan matriks sebagai pengikat sehingga terbentuk material baru yang memiliki sifat yang lebih baik dari material penyusunnya (Astley
et al. 2001). Nanokomposit polimer didefinisikan sebagai polimer yang mengandung
material dengan ukuran lebih kecil dari 100 nm (Siqueira et al. 2010).
Ikatan antar partikel yang terjadi pada material nanokomposit memainkan peranan penting pada peningkatan dan pembatasan sifat material. Partikel-partikel yang berukukuran nano tersebut memiliki luas permukaan interaksi yang tinggi. Semakin banyak partikel yang berinteraksi, semakin kuat pula material. Inilah yang membuat ikatan antar partikel semakin kuat sehingga sifat mekanik material bertambah. Namun, penambahan partikel-partikel nano tidak selamanya akan meningkatkan sifat mekaniknya. Ada batas tertentu dimana saat dilakukan penambahan, kekuatan material justru semakin berkurang. Namun pada umumnya, material nanokomposit menunjukkan perbedaan sifat mekanik, listrik, optik, elektrokimia, katalis, dan struktur dibandingkan dengan material penyusunnya.
Nanokomposit dapat digunakan dalam peralatan medis seperti kantong darah, peralatan untuk jantung dan katup sebagai penguat biomaterial. Jaringan –jaringan biologis dapat terbuat dari material nanokomposit dan memberikan hasil yang menarik dalam pembuatan nanokomposit sintetik (Dufresne, 2010).
2.6.2 Nanokertas
Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat. Pulp dapat dibuat dari bahan kayu, non kayu, dan kertas bekas (used paper). Pulp merupakan bubur kayu sebagai bahan dasar dalam pembuatan kertas. Bahan baku pulp biasanya mengandung tiga komponen utama, yaitu: selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Secara umum prinsip pembuatan pulp merupakan proses pemisahan selulosa terhadap
Proses pembuatan pulp di antaranya dilakukan dengan proses: mekanis, kimia, dan semikimia. Proses pembuatan pulp dengan proses kimia ini akan menghasilkan pulp dengan kekuatan tarik lebih tinggi daripada proses mekanis dan semikimia (Paskawati, 2010).
Nanokertas merupakan kertas yang salah satu komponen dasarnya berdimensi nanopartikel. Lembaran nanokertas dapat disiapkan dengan meniru proses pembuatan kertas dimana suspensi selulosa nanoserat disaring sehingga diperoleh gel basah lalu diuapkan kadar airnya. Nanoserat secara mekanik terikat dengan gel basah. Nanokertas yang dihasilkan dari proses ini memiliki kombinasi modulus
Young’s dengan kekuatan tarik dan kekerasan yang baik. Selain itu, nanokertas juga
memiliki tingkat pemuaian termal yang rendah dan penahan oksigen yang baik. Prosedur penyiapan nanokertas meliputi pengeringan oven, penekan panas gel basah,
hot press, mengeringkan kandungan air, dan alat pembentuk lembaran dinamik
(Sehaqui et al. 2010).