KARAKTERISASI KELISTRIKAN MEMBRAN SELULOSA
MIKROBIAL DARI LIMBAH KULIT PISANG KEPOK
ARINI EKA SEPTIA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakterisasi Kelistrikan Membran Selulosa Mikrobial dari Limbah Kulit Pisang Kepok adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus2015
Arini Eka Septia
ABSTRAK
ARINI EKA SEPTIA. Karakterisasi Kelistrikan Membran Selulosa Mikrobial dari Limbah Kulit Pisang Kepok . Dibimbing oleh JAJANG JUANSAH dan MERSI KURNIATI.
Membran selulosa mikrobial dapat dihasilkan dari proses fermentasi nata
yang menggunakan limbah kulit pisang kepok. Tujuan penelitian adalah mengetahui karakteristik listrik membran selulosa mikrobial yang dibuat dari nata de banana skin dan interaksi membran dengan larutan elektrolit. Parameter yang diamati adalah impedansi, kapasitansi, reaktansi dan resistansi membran selulosa yang dihasilkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan frekuensi menyebabkan nilai impedansi, kapasitansi, resistansi dan reaktansi mengalami penurunan. Membran fermentasi 8 hari cenderung memiliki nilai ketahanan listrik yang paling besar. Membran yang diinteraksikan dengan larutan elektrolit menyebabkan nilai impedansi, reaktansi dan resistansi mengalami penurunan, sedangkan nilai kapasitansi membran mengalami peningkatan. Impedansi, reaktansi dan resistansi membran memiliki nilai yang besar setelah berinteraksi dengan larutan elektrolit konsentrasi rendah. Nilai kapasitansi membran lebih besar setelah berinteraksi dengan larutan elektrolit yang memiliki konsentrasi tinggi.
Kata kunci: impedansi, kapasitansi, reaktansi, resistansi, selulosa mikrobial.
ABSTRACT
ARINI EKA SEPTIA. Electrical Characterization of Microbial Cellulose Membrane from Kepok Banana Skin. Supervised by JAJANG JUANSAH and MERSI KURNIATI.
Microbial cellulose can be produced from fermentation process of nata that use kepok banana skin. The aim of this research is aimed to study the electrical characteristic of microbial cellulose membrane which is made from nata de banana skin and their interaction with electrolyte solution. The parameters which observed are impedance, capacitance, resistance and reactance of cellulose membrane. The result showed that increasing of frequency caused decreasing impedance, capacitance, reactance and resistance. Membrane of 8 days fermentation tend to have the highest electrical resistance. Membrane which was interacted with electrolyte solution caused decreasing impedance, reactance and resistance of membrane, while capacitance of membrane is increased. The impedance, reactance and resistance of membrane are high after interaction with electrolyte solution which have low concentration. Capacitance of membrane is the highest after interaction with electrolyte solution which have high concentration.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Departemen Fiska
KARAKTERISASI KELISTRIKAN MEMBRAN SELULOSA
MIKROBIAL DARI LIMBAH KULIT PISANG KEPOK
ARINI EKA SEPTIA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PRAKATA
Bismillahirrahmanirrahim…
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah
subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret 2014 sampai bulan Maret 2015 di Laboratorium Biofisika Membran dengan judul “Karakterisasi Kelistrikan Membran Selulosa Mikrobial dari Limbah Kulit Pisang Kepok”.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Jajang Juansah MSi dan Ibu Dr Mersi Kurniati MSi selaku pembimbing, serta Bapak Tony Sumaryada PhD yang telah banyak memberi bimbingan, kritik dan sarannya selama proses penelitian maupun penyusunan karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, adik-adikku yang tersayang (Arina dan Anisa) serta seluruh keluarga, atas segala doa, dukungan, semangat, bantuan materi, dan kasih sayangnya. Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih banyak kepada teman-teman Fisika 47, Lilis, Tiara, Sinta, Lia, Tia, Lutfi, Tanty, Nofi, Mba Eni, teman-teman Pondok Delima (Arina, Fifa, Azizah, Rahma, Nofi, Ka Seli), saudara-saudari Chlorophyl 47, serta sahabat-sahabat lain yang secara langsung maupun tidak langsung telah mendukung dan membantu penulis dalam penyelesaian penelitian ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 2
Pisang Kepok 2
Selulosa Mikrobial 3
Membran 3
Larutan Elektrolit 4
Karakteristik Sifat Listrik 4
METODE 7
Waktu dan Tempat Penelitian 7
Bahan dan Alat 7
Metode Penelitian 7
Pembuatan Membran Selulosa dari Limbah Kulit Pisang Kepok 7
Karakterisasi Sifat Kelistrikan Membran Selulosa 8
HASIL DAN PEMBAHASAN 9
Karakteristik Listrik Membran Selulosa Mikrobial 9
Karakteristik Impedansi Membran 9
Karakteristik Kapasitansi Membran 15
Karakteristik Reaktansi Membran 21
Karakteristik Resistansi Membran 26
SIMPULAN DAN SARAN 32
Simpulan 32
Saran 32
DAFTAR PUSTAKA 33
LAMPIRAN 34
DAFTAR TABEL
1 Perbandingan Sifat-Sifat Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit 4
DAFTAR GAMBAR
1 Model rangkaian elektronika untuk membran 5
2 Grafik spektrum kapasitif dan model elektronik untuk membran 6
3 Skema pengukuran sifat listrik dengan LCRmeter 8
4 Skema pengujian interaksi membran selulosa dengan larutan elektrolit
yang mengandung ion logam 9
5 Hubungan antara frekuensi dan impedansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl (a,b,c,d) dan MgCl2 (e,f,g,h) untuk variasi hari
fermentasi nata 10
6 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan impedansi setelah membran berinteraksi dengan larutan NaCl 1 M (a), 0.5 M (b),
0.1 M (c) dan 0.05 M (d) 11
7 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan impedansi setelah membran berinteraksi dengan larutan MgCl2 1 M (a), 0.5 M (b),
0.1 M (c) dan 0.05 M (d) 12
8 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan impedansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d)
berinteraksi dengan larutan NaCl 13
9 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan impedansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d)
berinteraksi dengan larutan MgCl2 14
10 Hubungan frekuensi dan kapasitansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl (a,b,c,d) dan MgCl2 (e,f,g,h) untuk variasi hari
fermentasi 16
11 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan kapasitansi setelah membran berinteraksi dengan larutan NaCl 1 M (a), 0.5 M (b),
0.1 M (c) dan 0.05 M (d) 17
12 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan kapasitansi setelah membran berinteraksi dengan larutan MgCl2 1 M (a), 0.5 M (b),
0.1 M (c) dan 0.05 M (d) 18
13 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan kapasitansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d)
berinteraksi dengan larutan NaCl 19
14 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan kapasitansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d)
berinteraksi dengan larutan MgCl2 20
15 Hubungan frekuensi dan reaktansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl (a,b,c,d) dan MgCl2 (e,f,g,h) variasi hari fermentasi nata 21
16 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan reaktansi setelah membran berinteraksi dengan larutan NaCl 1 M (a), 0.5 M 9 (b), 0.1 M
17 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan reaktansi setelah membran berinteraksi dengan larutan MgCl2 1 M (a), 0.5 M (b), 0.1 M
(c) dan 0.05 M (d) 24
18 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan reaktansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari 9 (d)
berinteraksi dengan larutan NaCl 25
19 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan reaktansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d)
berinteraksi dengan larutan MgCl2 26
20 Hubungan frekuensi dan resistansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl (a,b,c,d) dan MgCl2 (e,f,g,h) untuk variasi hari fermentasi 27
21 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan resistansi setelah membran berinteraksi dengan larutan NaCl 1 M (a), 0.5 M (b),
0.1 M (c) dan 0.05 (d) 28
22 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan resistansi setelah membran berinteraksi dengan larutan MgCl2 1 M (a), 0.5 (b),
0.1 M (c) dan 0.05 M (d) 29
23 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan resistansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d)
berinteraksi dengan larutan NaCl 30
24 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan resistansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d)
berinteraksi dengan larutan MgCl2 31
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram pembuatan membran 36
2 Diagram tahap-tahap penelitian 37
3 Alat dan bahan penelitian 38
4 Impedansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl 39 5 Impedansi membran sebelum interaksi dengan larutan MgCl2 40
6 Kapasitansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl 41 7 Kapasitansi membran sebelum interaksi dengan larutan MgCl2 42
8 Reaktansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl 43 9 Reaktansi membran sebelum interaksi dengan larutan MgCl2 44
10 Resistansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl 45 11 Resistansi membran sebelum interaksi dengan larutan MgCl2 46
12 Impedansi membran setelah interaksi dengan NaCl dalam pengaruh hari
fermentasi nata 47
13 Impedansi membran setelah interaksi dengan MgCl2 dalam pengaruh
hari fermentasi nata 48
14 Kapasitansi membran setelah interaksi dengan larutan NaCl dalam
pengaruh hari fermentasi nata 49
15 Kapasitansi membran setelah interaksi dengan larutan MgCl2 dalam
16 Reaktansi membran setelah interaksi dengan larutan NaCl dalam
pengaruh hari fermentasi nata 51
17 Reaktansi membran setelah interaksi dengan larutan MgCl2 dalam
pengaruh hari fermentasi nata 52
18 Resistansi membran setelah interaksi dengan larutan NaCl dalam
pengaruh hari fermentasi nata 53
19 Resistansi membran setelah interaksi dengan larutan MgCl2 dalam
pengaruh hari fermentasi nata 54
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Teknologi membran yang ramah lingkungan dan hemat energi semakin populer dimanfaatkan sebagai material pendukung kebutuhan industri dan riset. Pemanfaatan membran tidak terbatas hanya sebagai membran filtrasi namun telah diperluas dalam berbagai bidang terutama bidang elektronika. Kemajuan teknologi telah mendorong peneliti untuk menemukan dan menghasilkan bahan potensial membran lainnya. Salah satunya adalah membran selulosa mikrobial.
Selulosa mikrobial merupakan selulosa yang dihasilkan oleh mikroorganisme seperti Gluconacetobacter, terutama Acetobacter. Rumus molekular selulosa mikrobial (C6H10O5)n hampir sama dengan selulosa tumbuhan
namun karakteristik fisik dan kimianya berbeda. Selulosa mikrobial memiliki sifat yang lebih unggul dibandingkan selulosa tumbuhan. Selulosa mikrobial memiliki kemurnian, derajat polimerisasi dan indeks kristalinitas yang tinggi.1 Selulosa yang dihasilkan Acetobacter bersifat sangat hidrofilik, karakteristik mekanik yang unggul dalam keadaan basah maupun kering. Struktur selulosa mikrobial berbentuk anyaman halus yang unik dan kuat serta dapat diproduksi dari berbagai macam substrat yang relatif murah. 2 Proses pembentukan selulosa mikrobial oleh Acetobacter memerlukan media yang mengandung glukosa.
Glukosa dapat diperoleh dari berbagai sumber bahan alam yang belum dimanfaatkan. Salah satunya adalah kulit pisang kepok. Kulit pisang kepok merupakan salah satu limbah alami yang masih jarang dimanfaatkan oleh masyarakat. Limbahnya yang melimpah dapat mencemari lingkungan dan meningkatkan keasaman tanah.3 Kulit pisang kepok mengandung karbohidrat sebesar 18,5% yang terdiri dari komponen monosakarida terutama glukosa sebesar 8,16 %.4Kandungan glukosa yang terkandung di dalam kulit pisang kepok berpotensi dimanfaatkan sebagai media pertumbuhan bakteri pembentuk nata.
Nata de banana skin merupakan salah satu modifikasi produk fermentasi nata yang memanfaatkan ekstrak limbah kulit pisang. Fermentasi nata de banana skin dilakukan oleh Acetobacter xylinum yang mengubah glukosa menjadi selulosa. Kandungan utama nata de banana skin adalah selulosa yang termasuk jenis selulosa mikrobial. Keunggulan selulosa mikrobial antara lain memiliki kemurnian tinggi, derajat kristalinitas tinggi, mempunyai kerapatan berkisar 300 hingga 900 kg m-3, kekuatan tarik tinggi, elastis dan bersifat biodegradable.5
karakteristik listrik membran selulosa mikrobial dari limbah kulit pisang kepok. Karakteristik listrik yang diuji adalah impedansi, kapasitansi, resistansi, dan reaktansi listrik. Pencirian ikatan antara selulosa membran dan logam dilihat dari perubahan sifat listrik membran menggunakan metode spektroskopi impedansi dalam variasi frekuensi.
Perumusan Masalah
1. Bagaimana karakteristik sifat listrik membran selulosa mikrobial dari kulit pisang kepok?
2. Apakah terjadi perubahan sifat listrik membran sebelum dan setelah diuji dengan larutan NaCl dan MgCl2 ?
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Melakukan sintesis membran selulosa dari kulit pisang kepok
2. Mengetahui karakteristik listrik membran selulosa mikrobial dari kulit pisang kepok sebelum dan setelah diuji dengan larutan NaCl dan MgCl2
TINJAUAN PUSTAKA
Pisang Kepok
Pisang kepok dengan nama latin Musa acuminate L. dapat menjadi salah satu produk pertanian yang prospektif untuk dikembangkan karena dapat tumbuh di sembarang tempat sehingga produksi buahnya selalu tersedia. Pisang kepok memiliki kulit buah yang kuning kemerahan dengan bintik- bintik coklat. Produksi Pisang Kepok dapat mencapai 40 ton/ha.6
Selulosa Mikrobial
Nata merupakan selulosa hasil fermentasi mikroorganisme seperti
Acetobacter xylinum, yang biasa disebut selulosa mikrobial. Acetobacter xylinum merupakan bakteri gram negatif, aerobik, berbentuk batang, tidak membentuk spora, dan non motil. Mikroba ini dapat mengubah 19% gula menjadi selulosa jika ditumbuhkan dalam media yang mengandung gula. Selulosa yang terbentuk di dalam media tersebut berupa benang-benang yang terus terjalin menjadi lapisan
nata. Acetobacter xylinum memiliki sifat sensitif terhadap perubahan sifat fisik dan kimia lingkungan sehingga dapat mempengaruhi proses pembentukan
nata. Pertumbuhan Acetobacter xylinum dalam membentuk nata dipengaruhi oleh pH, suhu, sumber nitrogen dan oksigen dalam media serta wadah fermentasi.
Selulosa mikrobial mempunyai struktur kimia yang sama seperti selulosa yang berasal dari tumbuhan. Selulosa ini berbentuk polisakarida berantai lurus yang tersusun oleh molekul D-glukosa melalui ikatan β-1,4. Struktur tersebut memungkinkan selulosa mikrobial digunakan sebagai material absorben yang dapat berikatan dengan ion logam atau logam berat.8
Bahan yang mengandung selulosa biasanya berbentuk struktur kristalin, sehingga air tidak dapat masuk ke dalam daerah aktif kristalin pada suhu kamar.9 Selulosa mikrobial mengandung dua struktur kristalin yaitu selulosa α (triklinik) dan selulosa β (monoklinik). Selulosa α adalah satu unit sel triklinat mengandung satu rantai selulosa yang mengandung selulosa 60%, sedangkan selulosa β adalah satu unit sel monoklinat mengandung dua rantai selulosa.10
Selulosa mikrobial dapat dibuat dalam bentuk lembran dengan mengeringkannya di udara. Mengeringkan selulosa sampai kadar air kurang dari 1 % membutuhkan biaya yang besar, tetapi gugus OH dalam air lebih reaktif daripada gugus OH yang terdapat pada komponen lignoselulosa, sehingga hidrolisis berlangsung lebih cepat daripada substitusi. Suhu (<150 oC) yang dibutuhkan untuk reaksi sempurna harus cukup rendah sehingga tidak terjadi degradasi serat.9
Membran
Membran merupakan selaput tipis semipermeabel yang memisahkan dua fasa berbeda dengan cara menahan komponen tertentu dan melewatkan komponen lainnya melalui pori-pori. Fasa pertama adalah feed atau larutan pengumpan yaitu komponen atau partikel yang akan dipisahkan dan fasa kedua adalah permeate
yaitu hasil pemisahan.11 Pemisahan dengan membran merupakan suatu teknik pemisahan sederhana tanpa mengunakan energi berdasarkan ukuran dan bentuknya. Filtrasi membran biasanya dilakukan dengan bantuan tekanan dan selaput semipermeabel. Membran dapat dibuat dari bahan alami maupun bahan sintetik.
Larutan Elektrolit
Larutan merupakan campuran homogen dari dua atau lebih zat. Sifat larutan ditentukan oleh konsentrasi zat terlarutnya. Konsentrasi menggambarkan banyaknya zat yang terlarut dalam pelarut ataupun larutan. Konsentrasi dapat dinyatakan dalam persen, molar, molal, persen mol, fraksi mol dan ppm. Konsentrasi molar atau molaritas (M) adalah banyaknya partikel zat terlarut dalam larutan yang dinyatakan dengan :
Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan dibagi menjadi dua jenis yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik, terdiri dari larutan elektrolit kuat (larutan yang punya daya hantar listrik yang kuat) dan larutan elektrolit lemah (larutan yang daya hantar listriknya lemah). Larutan non elektrolit merupakan larutan yang tidak dapat menghantarkan listrik, contohnya alkohol, larutan gula dan lain-lain.
Elektrolit merupakan zat yang jika dilarutkan ke dalam air akan terurai menjadi ion-ion (terionisasi), sehingga dapat menghantarkan listrik. Zat yang dalam air akan terurai seluruhnya menjadi ion-ion (terionisasi sempurna) disebut elektrolit kuat. Zat yang tergolong elektrolit kuat seperti: KCl, MgCl2, CaCl2,
NaCl dan lain-lain. Zat yang hanya sebagian kecil molekulnya larut bereaksi dengan air untuk membentuk ion (terionisasi sebagian) disebut elektrolit lemah. Zat yang tergolong elektrolit lemah seperti: NH3, H2SO3, CH3COOH, dan
lain-lain.13
Larutan elektrolit dapat bersumber dari senyawa ion (senyawa yang mempunyai ikatan ion) atau senyawa kovalen polar (senyawa yang mempunyai ikatan kovalen polar). Larutan elektrolit mengandung atom-atom bermuatan listrik (ion-ion) yang bergerak bebas, hingga mampu untuk menghantarkan arus listrik melalui larutan.14
Tabel 1 Perbandingan Sifat-Sifat Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit 14 Larutan Elektrolit Larutan Non Elektrolit 1. Dapat menghantarkan listrik.
2. Terjadi proses ionisasi (terurai menjadi ion-ion).
3. Lampu dapat menyala terang atau redup dan ada gelembung gas. 4. Contoh: NaCl, H2SO4, MgCl2,
CH3COOH
1. Tidak dapat menghantarkan listrik. 2. Tidak terjadi proses ionisasi.
3. Lampu tidak menyala dan tidak ada gelembung gas.
4. Contoh: C12H22O11, CO(NH2)2, etanol, C6H12O6
Karakteristik Sifat Listrik
Kapasitansi
Kapasitansi merupakan ukuran penyimpanan dielektrik suatu bahan. Sifat listrik ini menggambarkan kemampuan suatu bahan untuk menyimpan muatan listrik. Elemen dasar rangkaian listrik yang mampu menyimpan muatan listrik disebut kapasitor. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari dua pelat konduktor sejajar yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik atau terisolasi secara kelistrikan. Muatan listrik dapat tersimpan di dalam kapasitor ketika kedua ujung pelat diberi beda potensial. Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik dapat meningkat jika medan listrik di antara kedua pelat melemah akibat adanya bahan dielektrik.
Kapasitansi dari suatu kapasitor dipengaruhi oleh luas plat, jarak antar plat dan konstanta dielektrik bahan. Luas plat kapasitor dan nilai konstanta dielektrik yang besar akan meningkatkan kapasitansi. Jarak antar plat yang semakin besar akan mengurangi nilai kapasitor bahan.
Gambar 1 Model rangkaian elektronika untuk membran 14
Membran dapat dimodelkan dengan rangkaian listrik yang terdiri dari gabungan kapasitor dan resistor (Coster). Model rangkaian membran tersebut disusun secara paralel.
dengan,
Z1 = impedansi skin layer (ohm)
Z2 = impedansi sub layer (ohm)
Zm = impedansi membran (ohm)
G1 = konduktansi skin layer (siemens)
G2 = konduktansi sub layer (siemens)
C1 = kapasitansi skin layer (farad)
C2 = kapasitansi sub layer (farad)
I = arus (ampere)
Gabungan seri antara Z1 dan Z2 serta melihat perumusan Zm maka akan
menghasilkan nilai kapasitansi membran
Gambar 2 Grafik spektrum kapasitif dan model elektronik untuk membran 13 Konduktansi
Sifat listrik lainnya yang juga dimiliki membran adalah konduktivitas. Sifat ini muncul karena adanya interaksi antara ion dengan membran. Konduktansi ini sangat penting dalam proses pemisahan pada membran karena dapat menentukan geometri dan dimensi pori.
Konduktansi menggambarkan ukuran kemampuan suatu bahan untuk melewatkan arus listrik. Nilai konduktansi berbanding terbalik dengan nilai hambatan. Ion yang melintasi membran merupakan kuantitas elektrik yang dikenal sebagai arus. 15
Reaktansi
Reaktansi merupakan perlawanan bahan bersifat reaksi terhadap perubahan tegangan atau arus. Reaktansi diukur dalam satuan Ohm. Ketika tegangan bolak-balik diberikan pada kapasitor atau induktansi, magnitudo dari arus yang mengalir akan bergantung pada nilai kapasitansi atau induktansinya dan juga pada frekuensi dari tegangan. Kapasitor dan induktor akan memberikan perlawanan terhadap aliran arus tersebut dengan cara yang serupa dengan yang dilakukan resistor. Perbedaan pentingnya adalah reaktansi efektif dari komponennya akan berubah-ubah seiring berberubah-ubahnya frekuensi.16
Reaktansi terdapat dalam dua bentuk yaitu reaktansi kapasitif dan reaktansi induktif. Reaktansi suatu kapasitor berbanding terbalik terhadap kapasitansi dan frekuensi tegangan. Reaktansi kapasitif melemah seiring meningkatnya frekuensi sedangkan reaktansi induktif naik secara linier seiring naiknya frekuensi. Reaktansi dari induktor ini berbanding lurus dengan nilai induktansinya dan frekuensi dari tegangan yang diberikan.16
Impedansi
Impedansi merupakan hambatan total pada rangkaian arus bolak-balik atau tingkat resistansi terhadap aliran arus listrik bolak-balik (ac = alternating current). Hambatan (R) dalam listrik digunakan untuk menghadirkan komponen
dissipative(menghilangkan) respon dielektrik. Impedansi bergantung pada frekuensi. Jika frekuensi itu bertambah, XL bertambah dan XC berkurang; maka
selalu ada satu frekuensi pada saat XL dan XC sama dan XL–XC adalah nol. 17
Membran mempunyai sifat listrik yang akan menunjukkan kemampuannya untuk menghambat atau meneruskan ion atau molekul. Karakteristik listrik membran sangat penting untuk meningkatkan efisien suatu sistem yang menggunakan membran sebagai komponenya. Oleh karena itu diperlukan suatu metode karakterisasi membran yang mendukung. Salah satu teknik yang dapat
Cm (F)
digunakan adalah spektroskopi impedansi. Metode ini merupakan suatu pendekatan yang digunakan untuk menentukan impedansi membran pada suatu selang frekuensi tertentu. Metode spektroskopi impedansi menggunakan variasi arus sinusoidal yang dilewatkan pada sistem membran melalui dua elektroda arus. Cara ini memungkinkan untuk melakukan karakterisasi kapasitansi dan sifat konduksi dari suatu struktur lapisan membran.18
Metode spektroskopi impedansi ini tidak hanya dapat digunakan untuk menentukan impedansi membran. Kelebihannya yang dapat menentukan impedansi membran yang berlapis, metode ini sering digunakan untuk melakukan karakterisasi kapasitansi dan sifat konduksi suatu bahan alam. Metode ini sering digunakan untuk menentukan kesegaran bahan alam seperti buah.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Biofisika Membran, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Sea Fast Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret 2014 sampai Februari 2015.
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah kulit pisang kepok, (NH4)2SO4, NaOH, starter Acetobater xylinum, NaCl dan MgCl2. Peralatan yang
digunakan adalah blender TRISONIC, heater, chamber kaca, power supply,
LCRmeter HIOKI 3532-50 LCR HITESTER, penjepit kertas, wadah plastik 500 ml dan 1000 ml, gelas ukur 300 ml, gelas piala 250 ml, pengaduk, neraca ohaus dan plat PCB 3 x 3.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahapan yaitu pembuatan membran selulosa dari limbah kulit pisang dan karakterisasi sifat kelistrikan membran selulosa sebelum dan sesudah diinteraksikan dengan ion logam.
Pembuatan Membran Selulosa dari Limbah Kulit Pisang Kepok
Kulit pisang kepok yang masih segar dicuci bersih, kemudian dipotong kecil-kecil untuk diblender. Kulit pisang yang telah diblender kemudian disaring untuk diambil cairan konsentratnya. Konsentratnya dipanaskan hingga suhu 100°C selama 15 menit, kemudian ditambahkan gula pasir 10% dan (NH4)2SO4
akan dihasilkan nata de banana skin, nata yang terbentuk dicuci dengan air lalu direndam dengan NaOH 2% selama 24 jam, setelah itu dicuci lagi hingga pH netral. Nata de banana skin yang diperoleh dicetak dalam bentuk lapisan (film) menggunakan hidrolik press.19
Karakterisasi Sifat Kelistrikan Membran Selulosa
Uji Sifat Listrik Membran Selulosa
Sifat listrik membran selulosa yang diuji adalah impedansi, resistansi, reaktansi dan kapasitansi. Pengujian membran dilakukan menggunakan LCR Hitester dan dua buah pelat kapasitor. Membran diletakkan diantara kedua pelat kemudian kabel pada sisi pelat dihubungkan dengan penjepit pada LCR. Selanjutnya mengatur dan menentukan parameter listrik yang diinginkan pada layar LCR. Pilih G untuk konduktansi, Cs untuk kapasitansi, Z untuk impedansi dan H untuk induktansi. LCRmeter akan memberikan hasil pengukuran secara langsung setelah menunggu beberapa menit dan data dengan nilai konstan yang akan diambil sebagai hasil pengukuran. Skema pengukuran sifat listrik dengan LCRmeter dilakukan seperti Gambar 3.
Gambar 3 Skema pengukuran sifat listrik dengan LCRmeter 20 Uji Sifat Listrik Membran Selulosa Saat Interaksi dengan Ion Logam
Membran selulosa yang terbentuk diuji sifat permeabilitasnya terhadap ion logam Na dan Mg menggunakan metode spektroskopi impedansi. Metode ini menggunakan dua buah elektroda dan LCR Hitester yang dihubungkan pada komputer dengan pengukuran dalam selang frekuensi 100 Hz – 1 MHz. Larutan yang digunakan adalah NaCl dan MgCl2 dengan variasi konsentrasi
masing-masing larutan 1 M, 0.5 M, 0.1 M dan 0.05 M. Membran selulosa yang diuji dipotong berukuran 3 x 3 cm. Kemudian diletakkan di antara dua chamber dari kaca yang sisinya diberi celah dengan ukuran sekitar 3 x 3 cm. Kedua chamber
diisi dengan aquades, kemudian salah satu chamber diisi larutan uji. Elektroda yang dihubungkan dengan sistem spektroskopi impedansi dimasukkan ke dalam
Gambar 4 Skema pengujian interaksi membran selulosa dengan larutan elektrolit yang mengandung ion logam
Uji Sifat Listrik Membran Setelah Interaksi dengan Ion Logam
Pengujian membran dilakukan menggunakan LCR Hitester dan dua buah pelat kapasitor. Membran diletakkan diantara kedua pelat kemudian kabel pada sisi pelat dihubungkan dengan penjepit pada LCR. Selanjutnya mengatur dan menentukan parameter listrik yang diinginkan pada layar LCR. Pilih G untuk konduktansi, Cs untuk kapasitansi, Z untuk impedansi dan H untuk induktansi. LCRmeter akan memberikan hasil pengukuran secara langsung setelah menunggu beberapa menit dan data dengan nilai konstan yang akan diambil sebagai hasil pengukuran. Skema pengukuran sifat listrik dengan LCRmeter dilakukan seperti Gambar 3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Listrik Membran Selulosa Mikrobial
Karakteristik Impedansi Membran
Membran Sebelum Interaksi dengan Larutan Elekrolit
Kemampuan suatu material menghalangi aliran arus pada rangkaian arus bolak-balik ditunjukkan melalui sifat impedansinya. Impedansi menggambarkan rasio tegangan yang melintasi elemen rangkaian terhadap arus yang mengalir pada rangkaian. Impedansi pada rangkaian keping kapasitor dipengaruhi frekuensi, resistansi dan reaktansi total.13 Impedansi pada keping sejajar berperan sebagai perintang medan listrik yang diberikan pada keping.
(a) (b) (c)
(c) (d) (e)
(g) (h)
Gambar 5 Hubungan antara frekuensi dan impedansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl (a,b,c,d) dan MgCl2 (e,f,g,h) untuk variasi hari
fermentasi nata. 6 hari, 8 hari, 10 hari, 12 hari. Ketebalan suatu bahan dapat menentukan besar kecilnya hambatan listrik bahan tersebut. Semakin tebal suatu bahan, atom-atom dalam bahan akan menghalangi gerakan elektron bebas sehingga arus listrik yang dialirkan berkurang.21 Lama fermentasi nata mempengaruhi ketebalan lapisan nata dan kandungan selulosa yang terbentuk. Waktu fermentasi nata yang lama akan membentuk lapisan nata yang semakin tebal dan kandungan selulosa yang semakin banyak.19 Proses fermentasi nata sangat rentan terhadap kontaminasi sehingga dapat mempengaruhi ketebalan lapisan nata yang terbentuk. Ketebalan membran selulosa pada penelitian ini tidak seragam karena proses penge-press-an
nata yang manual sehingga nilai impedansi membran selulosa pada waktu fermentasi nata yang sama juga terlihat variatif.
Membran Setelah Interaksi dengan Larutan Elektrolit Pengaruh Hari Fermentasi Nata
Proses polimerisasi bakteri saat pembentukan selulosa mikrobial dipengaruhi oleh hari fermentasi atau waktu inkubasi nata.2 Waktu fermentasi
nata yang semakin lama akan membentuk rantai selulosa yang semakin banyak, jika tidak terjadi kontaminasi. Selulosa yang terbentuk akan mempengaruhi interaksi membran dengan larutan elekrolit, berarti semakin banyak selulosa yang terbentuk kemungkinan pengikatan ion pada membran akan meningkat. Peningkatan jumlah ion yang terikat pada selulosa dapat mempermudah aliran arus melewati membran sehingga mempengaruhi nilai impedansi membran.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 6 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan impedansi setelah membran berinteraksi dengan larutan NaCl 1 M (a), 0.5 M (b), 0.1 M (c) dan 0.05 M (d). 6 hari, 8 hari, 10 hari,
12 hari.
Gambar 6 memperlihatkan impedansi membran pada variasi frekuensi setelah berinteraksi dengan larutan NaCl. Nilai impedansi setiap membran mengalami penurunan seiring pertambahan frekuensi. Nilai impedansi membran setelah berinteraksi dengan larutan elektrolit mengalami penurunan dibandingkan impedansi sebelum berinteraksi. Penurunan nilai impedansi ini kemungkinan dikarenakan molekul-molekul air atau ion-ion larutan yang terikat pada membran. Molekul air atau ion larutan ini merupakan molekul polar yang dapat menghantarkan listrik sehingga molekul yang terikat pada membran mempermudah aliran arus dan memperkecil impedansi membran. Impedansi membran setelah berinteraksi dengan larutan NaCl berkisar antara 25-200 Ohm dengan kecenderungan membran 8 hari yang memiliki impedansi besar.
Membran 8 hari memiliki impedansi lebih besar pada larutan NaCl konsentrasi 0.5 M dan 0.05 M dibandingkan konsentrasi lainnya. Impedansi membran 12 hari tetap besar pada larutan NaCl 1 M sedangkan membran 10 hari impedansinya besar pada larutan NaCl 0.1 M. Membran 6 hari memiliki nilai impedansi paling kecil setelah diinteraksikan dengan NaCl 1 M dan 0.1 M. Lama waktu fermentasi nata tidak selalu memperbesar kemungkinan pengikatan ion larutan atau molekul aquades yang dapat menurunkan impedansi membran. Kejenuhan membran dalam berinteraksi dengan larutan yang berbeda konsentrasi kemungkinan dapat menyebabkan beragamnya nilai impedansi membran. Konsentrasi yang besar dapat memperkecil impedansi membran karena kemungkinan pengikatan ion pada selulosa semakin besar, namun pengikatan yang berlebihan akan mengakibatkan terjadinya fouling. Fouling menyebabkan penyumbatan pada pori-pori membran yang dapat menghalangi aliran arus melewati membran.
Penyimpangan hasil yang terjadi dapat dikarenakan adanya kesalahan sistem kerja yang dilakukan seperti lama perendaman yang tidak diperhitungkan dan kekonsistensian tegangan dari LCRmeter.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 7 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan impedansi setelah membran berinteraksi dengan larutan MgCl2 1 M (a), 0.5 M
(b), 0.1 M (c) dan 0.05 M (d). 6 hari, 8 hari, 10 hari, 12 hari.
Pada larutan MgCl2 impedansi membran juga mengalami penurunan pada
pertambahan frekuensi yang diberikan yang ditunjukkan pada Gambar 7. Impedansi membran ini berkisar antara 10-200 Ohm. Membran 8 hari memiliki nilai impedansi terbesar pada larutan MgCl2 konsentrasi tinggi sedangkan
membran 12 hari impedansinya terkecil pada konsentrasi tersebut. Penyimpangan terjadi pada MgCl2 0.05 M dimana impedansi membran 8 hari memiliki nilai
terkecil sedangkan impedansi membran 6 hari besar.
Impedansi membran selulosa setelah interaksi dengan larutan elektrolit mengalami penurunan nilai dibandingkan sebelum berinteraksi. Penurunan impedansi menunjukkan terjadinya pengikatan ion larutan elektrolit atau molekul air dengan selulosa pada membran. Pengikatan molekul air atau ion larutan elektrolit kemungkinan mempermudah aliran arus melewati membran sehingga memperkecil impedansi membran. Membran 8 hari cenderung tetap memiliki impedansi yang besar kecuali pada NaCl 1 M dan MgCl2 0.05 M. Membran 6 hari
dan 12 hari memiliki impedansi kecil pada MgCl2 konsentrasi tinggi dan NaCl
konsentrasi rendah. Membran 10 hari cenderung memiliki nilai impedansi besar pada konsentrasi NaCl dan MgCl2 yang kecil.
Pengaruh Konsentrasi Larutan
Nilai impedansi membran dapat dipengaruhi oleh konsentrasi larutan. Konsentrasi larutan menggambarkan banyaknya ion di dalam suatu larutan. Semakin banyak jumlah larutan yang terkandung di dalam larutan maka semakin banyak ion yang dapat berikatan dengan selulosa.
(a) (b)
(c) (d)
Ion-ion yang berikatan dengan selulosa pada membran dapat memperkecil impedansi membran namun pengikatan ion yang berlebihan akan memperbesar impedansi membran karena terjadinya fouling.
Gambar 8 memperlihatkan nilai impedansi keempat membran pada konsentrasi NaCl berbeda. Respon membran terhadap konsentrasi larutan berbeda-beda. Konsentrasi larutan NaCl yang rendah cenderung menyebabkan nilai impedansi membran fermentasi 6 hari, 8 hari dan 10 hari besar sebaliknya impedansi membran fermentasi 12 hari menjadi kecil. Interaksi membran 6 hari dan 8 hari dengan NaCl 0.1 memberikan nilai impedansi terkecil. Konsentrasi NaCl 1 M memiliki impedansi paling kecil pada membran 10 hari.
Konsentrasi larutan NaCl yang besar menyebabkan impedansi membran mengalami penurunan sebaliknya konsentrasi yang kecil masih memberikan impedansi yang besar. Penumpukan ion yang terikat dapat mempermudah aliran arus tetapi penumpukan yang berlebihan dapat menghambat aliran arus. Lama perendaman yang tidak diperhitungkan dan kekonsistenan tegangan dari LCRmeter dapat mempengaruhi penyimpangan yang terjadi.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 9 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan impedansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d) berinteraksi dengan larutan MgCl2. 1 M, 0.5 M, 0.1 M,
0.05 M.
Gambar 9 menunjukkan nilai impedansi membran pada pertambahan frekuensi yang diperlakukan pada larutan MgCl2 variasi konsentrasi. Nilai
impedansi keempat membran mengalami penurunan pada pertambahan frekuensi. Larutan MgCl2 konsentrasi rendah menyebabkan impedansi membran cenderung
besar setelah diinteraksikan dengan MgCl2 0.1 M dan impedansinya kecil pada
larutan MgCl2 0.05 M. Konsentrasi MgCl2 yang besar memberikan impedansi
membran yang kecil sebaliknya konsentrasi kecil memberikan impedansi yang lebih besar. Namun pengikatan ion yang berlebihan dapat memperbesar impedansi membran karena terjadi fouling pada permukaan membran.
Larutan NaCl dan MgCl2 termasuk elektrolit kuat yang jika dilarutkan dapat
terionisasi. Dalam satu proses disosiasi MgCl2 melepaskan dua buah ion Cl
-sedangkan NaCl melepaskan satu ion. Semakin besar suatu larutan melepaskan elektron berarti semakin banyak energi yang dibebaskan ion untuk dapat melewati membran. Elektron yang dilepaskan mempermudah aliran arus yang melewati membran.14 Konsentrasi rendah pada larutan NaCl dan MgCl2
cenderung menyebabkan nilai impedansi membran besar kecuali membran 12 hari pada larutan NaCl dan membran 8 hari pada larutan MgCl2. Membran 12 hari dan
8 hari memiliki nilai impedansi besar pada larutan MgCl2 dan NaCl konsentrasi
tinggi.
Karakteristik Kapasitansi Membran
Membran Sebelum Interaksi dengan Larutan NaCl dan MgCl2
Kapasitansi menggambarkan kemampuan suatu material untuk menyimpan muatan. Kapasitansi menghubungkan perbandingan antara jumlah muatan dengan jumlah arus listrik yang diberikan.. Kapasitansi membran mengalami penurunan selama pertambahan frekuensi dan meningkat perlahan setelah frekuensi 100 kHz yang membentuk pola parabola terbalik. Gambar 10 menunjukkan grafik hubungan kapasitansi membran terhadap variasi frekuensi.
Frekuensi berpengaruh pada bahan dielektik rangkaian kapasitor keping sejajar. Frekuensi yang diberikan akan mempengaruhi transmisi gelombang pada membran. Transmisi gelombang akan semakin bertambah tiap detiknya pada peningkatan frekuensi. Sebelum kapasitor terisi penuh, arah arus listrik sudah berbalik sehingga terjadi pengosongan muatan pada plat kapasitor dengan cepat. Hal ini menyebabkan muatan dalam kapasitor semakin berkurang dan kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan semakin kecil.15
Membran selulosa ini memiliki nilai kapasitansi yang kecil berkisar antara 0.1 x 10-8 hingga 1 x 10-8 Farad. Membran 10 hari memiliki nilai kapasitansi yang cenderung lebih besar dibandingkan membran lain sedangkan membran 8 hari nilai kapasitansinya paling kecil. Nilai kapasitansi membran 6 hari berkisar 0.35 x 10-8 hingga 0.60 x 10-8 Farad sedangkan membran 12 hari berkisar antara 0.3 x 10
-8
hingga 0.5 x 10-8 Farad. Secara umum membran 10 hari cenderung memiliki kapasitas penyimpanan elektrik yang besar dibandingkan membran lainnya sedangkan membran 8 hari kapasitansinya yang paling kecil.
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
Gambar 10 Hubungan frekuensi dan kapasitansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl (a,b,c,d) dan MgCl2 (e,f,g,h) untuk variasi hari
Membran Setelah Interaksi dengan Larutan Elektrolit Pengaruh Hari Fermentasi Nata
Gambar 11 memperlihatkan hubungan frekuensi dan kapasitansi membran pada hari fermentasi nata yang berbeda setelah diinteraksikan dengan larutan NaCl. Nilai kapasitansi membran selulosa ini mengalami penurunan pada pertambahan frekuensi. Frekuensi besar akan meningkatkan transmisi gelombang tiap detiknya yang akan mempercepat pengisian muatan pada kapasitor. Arah arus listrik sudah berbalik sebelum kapasitor terisi penuh sehingga terjadi pengosongan dengan cepat dan menyebabkan muatan dalam kapasitor berkurang.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 11 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan kapasitansi setelah membran berinteraksi dengan larutan NaCl 1 M (a), 0.5 M (b), 0.1 M (c) dan 0.05 M (d). 6 hari, 8 hari, 10 hari,
12 hari.
Nilai kapasitansi membran setelah interaksi dengan larutan elektrolit mengalami peningkatan dibandingkan sebelum interaksi. Nilai kapasitansi membran untuk setiap lama fermentasi dan konsentrasi larutan mengindikasikan nilai yang berbeda, berarti respon kapasitif membran pada setiap konsentrasi larutan elektrolit tidak sama. Membran 6 hari nilai kapasitansinya besar pada larutan NaCl 1 M dan 0.1 M sedangkan membran 12 hari pada konsentrasi 0.5 M dan 0.05 M. Membran 12 hari memiliki kapasitansi terbesar dan membran 8 hari memiliki kapasitansi terkecil pada larutan 0.5 M dan 0.05 M. Membran 10 hari kapasitansinya semakin bertambah pada konsentrasi larutan yang besar walaupun kapasitansinya lebih kecil dibandingkan dengan membran 6 hari.
Gambar 12 menunjukkan nilai kapasitansi membran setelah berinteraksi dengan MgCl2 variasi konsentrasi. Membran 12 hari memiliki nilai kapasitansi
lebih besar dibandingkan membran lainnya pada MgCl2 konsentrasi besar. Pada
MgCl2 0.05 M membran 8 hari tetap memiliki nilai kapasitansi besar tetapi nilai
kapasitansinya kecil pada konsentrasi MgCl2 yang lain. Kapasitansi membran 6
hari pada MgCl2 1 M, 0.5 M dan 0.1 M memiliki nilai yang besar. Setiap
membran memiliki kandungan selulosa dan jumlah pori-pori yang berbeda sehingga respon kapasitif setiap membran tidak sama.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 12 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan kapasitansi setelah membran berinteraksi dengan larutan MgCl2 1 M (a), 0.5 M
(b), 0.1 M (c) dan 0.05 M (d). 6 hari, 8 hari, 10 hari, 12 hari.
Nilai kapasitansi membran selulosa cenderung meningkat setelah diinteraksikan dengan larutan MgCl2 dibandingkan NaCl. Hal tersebut
kemungkinan dikarenakan lebih banyak ion MgCl2 yang terikat pada selulosa.
Larutan MgCl2 memiliki valensi ion dan energi yang besar untuk melewati
membran sehingga kemungkinan ion-ion terikat pada pori-pori membran semakin besar.
Kapasitansi pada kapasitor keping sejajar dipengaruhi oleh luas penampang bahan, sifat bahan dielektrik dan jarak antar keping. Nilai kapasitansi akan sebanding dengan konstanta dielektrik bahan.13 Bahan dielektrik yang dihubungkan dengan beda potensial akan memunculkan muatan-muatan yang akan terpolarisasi menimbulkan medan listrik internal dalam bahan. Peningkatan kapasitansi membran setelah interaksi dengan larutan elektrolit kemungkinan dikarenakan ion larutan elektrolit yang terikat pada pori-pori membran dapat meningkatkan medan listrik internal membran. Nilai kapasitansi membran yang
bervariasi pada masing-masing membran dipengaruhi oleh pori-pori membran. Karakteristik membran lebih dipengaruhi oleh bagaimana pori-pori membran tersusun.23
Pengaruh konsentrasi larutan
Kapasitansi membran menggambarkan perbandingan muatan dengan beda potensial yang melintasi membran. Nilai kapasitansi membran mengalami penurunan seiring pertambahan frekuensi. Frekuensi yang besar akan meningkatkan transmisi gelombang tiap detiknya yang akan mempercepat pengisian muatan pada kapasitor. Arah arus listrik sudah berbalik sebelum kapasitor terisi penuh sehingga terjadi pengosongan dengan cepat dan menyebabkan muatan dalam kapasitor berkurang.
Membran memiliki respon berbeda pada variasi konsentrasi larutan NaCl. Larutan NaCl 0.05 M pada membran 6 hari, 8 hari dan 10 hari memiliki kapasitansi lebih kecil dibandingkan impedansi membran 12 hari. Larutan NaCl 1 M pada membran 8 hari memiliki nilai kapasitansi besar namun penurunannya lebih kecil dari NaCl 0.1 M. Pada membran 12 hari dengan larutan NaCl 1 M nilai kapasitansinya paling kecil dan larutan NaCl 0.05 M kapasitansinya paling besar.
(a) (b)
(c) (d)
Pada larutan NaCl konsentrasi besar nilai kapasitansi membran juga besar kecuali pada membran 12 hari. Setiap membran memiliki kapasitas penyimpanan yang berbeda. Membran 6 hari, 8 hari dan 10 hari memiliki kapasitas penyimpanan besar pada larutan NaCl 1 M dan 0.5 M sedangkan membran 12 hari kapasitas penyimpanannya besar setelah berinteraksi dengan NaCl 0.05 M.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 14 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan kapasitansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d) berinteraksi dengan larutan MgCl2. 1 M, 0.5 M,
0.1 M, 0.05 M.
Semua variasi konsentrasi MgCl2 secara umum memberikan nilai
kapasitansi yang menurun pada pertambahan frekuensi. Larutan MgCl2 0.5 M
memberikan nilai kapasitansi yang lebih besar pada membran 6 hari, 10 hari dan 12 hari dibandingkan pada membran 8 hari. Pada membran 8 hari larutan MgCl2
0.05 M memiliki kapasitansi paling besar sedangkan pada larutan MgCl2 0.1 M
kapasitansinya paling kecil. Konsentrasi larutan mempengaruhi kapasitansi membran. Kapasitansi membran semakin besar pada konsentrasi larutan yang juga besar kecuali penyimpangan kapasitansi membran 8 hari pada larutan MgCl2 0.05
M. Setiap membran memiliki kapasitas pengikatan ion yang berbeda-beda bergantung pada pori-pori membran.
Nilai kapasitansi membran pada larutan MgCl2 lebih besar dibandingkan
pada larutan NaCl. Konsentrasi larutan MgCl2 dan NaCl yang tinggi cenderung
kapasitansi dialami oleh membran 12 hari dan 8 hari yang memiliki kapasitansi terbesar pada konsentrasi larutan 0.05 M.
Konsentrasi ion menentukan banyaknya ion yang ada pada larutan tapi tidak selalu berbanding lurus dengan besar konduktansi membran karena membran memiliki karakter yang khas diantaranya dapat mempertahankan perbedaan konsentrasi ion larutan elektrolit dan juga mampu mempertahankan beda potensial antara lingkungan di kedua sisinya.24
Karakteristik Reaktansi Membran
Membran Sebelum Interaksi dengan Larutan Elektrolit
Gambar 15 menunjukkan grafik eksperimen nilai reaktansi membran berbeda hari fermentasi sebelum diinteraksikan dengan larutan NaCl dan MgCl2
berbeda konsentrasi.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
(g) (h)
Data tersebut memperlihatkan hubungan reaktansi membran dengan pengaruh perubahan frekuensi. Nilai reaktansi membran mengalami penurunan pada pertambahan frekuensi. Penurunan nilai reaktansi membran membentuk pola sinusoidal.
Membran 8 hari nilai reaktansinya lebih besar dibandingkan membran lainnya sedangkan membran 10 hari reaktansinya kecil. Membran 8 hari memiliki nilai reaktansi sekitar 6–20 kOhm. Reaktansi setiap membran berbeda-beda walaupun berasal dari membran dengan hari fermentasi sama. Reaktansi membran 6 hari sekitar 5–12 kOhm yang pada beberapa membran penurunan nilainya menjadi lebih kecil dari membran lainnya. Reaktansi membran 10 hari dan membran 12 hari hampir sama sekitar 1–5 kOhm tetapi membran 10 hari reaktansinya cenderung lebih kecil dari membran 12 hari.
Reaktansi merupakan respon tahanan suatu bahan terhadap tegangan bolak balik. Sebuah kapasitor yang diberikan tegangan bolak-balik akan memberikan respon yang sesuai dengan nilai kapasitansi dan frekuensi tegangannya. Bahan akan memberikan respon perlawanan yang serupa dengan resistor dan akan berubah seiring perubahan frekuensi. Reaktansi kapasitif akan melemah seiring dengan meingkatnya frekuensi.16 Membran selulosa bertindak sebagai bahan dielektrik kapasitif yang memiliki sifat reaktansi yang menurun seiring pertambahan frekuensi. Reaktansi membran bergantung pada nilai kapasitansi dan juga frekuensi tegangan yang diberikan.
Membran Setelah Interaksi dengan Larutan NaCl dan MgCl2
Pengaruh Hari Fermentasi Nata
Membran menunjukkan reaksi yang berbeda-beda pada perlakuan larutan NaCl dan MgCl2. Nilai reaktansi membran selulosa ini mengalami penurunan
pada pertambahan frekuensi. Reaktansi kapasitif membran akan melemah pada pertambahan frekuensi
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 16 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan reaktansi setelah membran berinteraksi dengan larutan NaCl 1 M (a), 0.5 M 9 (b), 0.1 M (c) dan 0.05 M (d). 6 hari, 8 hari, 10 hari,
12 hari.
Nilai reaktansi membran setelah diperlakukan pada larutan MgCl2 terlihat
pada Gambar 17. Membran 8 hari memiliki reaktansi besar pada larutan MgCl2
yang tinggi. Membran 10 hari memiliki reaktansi lebih besar dibandingkan membran 12 hari. Reaktansi membran 6 hari lebih besar dibandingkan membran 10 hari pada larutan MgCl2 0.05 M. Membran 6 hari memiliki nilai reaktansi
terbesar pada konsentrasi 0.05 M yang pada frekuensi awal hingga frekuensi sekitar 1.8 kHz mengalami kenaikan. Pada MgCl2 0.1 M membran 8 hari juga
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 17 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan reaktansi setelah membran berinteraksi dengan larutan MgCl2 1 M (a), 0.5 M
(b), 0.1 M (c) dan 0.05 M (d). 6 hari, 8 hari, 10 hari, 12 hari.
Interaksi membran dengan larutan elektrolit menyebabkan nilai reaktansi membran mengalami penurunan. Membran 8 hari cenderung tetap memiliki reaktansi paling besar tetapi reaktansi membran 12 hari menjadi lebih kecil. Membran 8 hari memiliki reaktansi lebih besar dibandingkan membran lainnya pada konsentrasi 0.5 M dan 0.05 M. Membran 12 hari reaktansinya lebih kecil pada NaCl 0.5 M dan 0.05 M. Pada larutan MgCl2 konsentrasi besar reaktansi
membran 8 hari lebih besar dan membran 12 hari kecil. Pada larutan MgCl2 0.05
M membran 6 hari reaktansinya lebih besar dibandingkan membran 8 hari. Pengaruh konsentrasi larutan
Hubungan frekuensi dengan reaktansi membran dalam pengaruh konsentrasi larutan NaCl terlihat pada Gambar 18. Reaktansi membran pada pengaruh konsentrasi NaCl mengalami penurunan setiap pertambahan frekuensi namun mengalami kenaikan nilai setelah frekuensi 100 kHz. Nilai reaktansi membran pada larutan NaCl berada pada rentang 10 – 100 Ohm. Pada lautan NaCl 0.05 M reaktansi membran 6 hari, 8 hari dan 10 hari memiliki nilai paling besar tetapi membran 12 hari reaktansinya paling kecil.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 18 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan reaktansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari 9 (d) berinteraksi dengan larutan NaCl. 1 M, 0.5 M, 0.1 M,
0.05 M.
Konsentrasi NaCl yang kecil cenderung memberikan nilai reaktansi yang besar pada membran 6 hari, 8 hari dan 10 hari. Konsentrasi NaCl yang besar hanya memberikan reaktansi yang besar pada membran 12 hari.
Gambar 19 memperlihatkan grafik hubungan frekuensi dan reaktansi dalam pengaruh konsentrasi MgCl2. Reaktansi membran mengalami penurunan pada
pertambahan frekuensi walaupun setelah frekuensi 100 kHz reaktansinya meningkat. Konsentrasi larutan MgCl2 yang rendah cenderung menyebabkan
reaktansi semua membran lebih besar kecuali membran 8 hari. Membran 8 hari memiliki reaktansi paling besar pada MgCl2 0.1 M sedangkan reaktansinya kecil
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 19 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan reaktansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d) berinteraksi dengan larutan MgCl2. 1 M, 0.5 M, 0.1 M,
0.05 M.
Reaktansi membran setelah diuji pad larutan NaCl dan MgCl2 lebih kecil
dibandingkan sebelum diuji. Hal tersebut dapat dikarenakan larutan MgCl2 lebih
banyak terikat pada membran dibandingkan NaCl. Konsentrasi larutan NaCl dan MgCl2 yang tinggi cenderung menyebabkan nilai reaktansi membran semakin
kecil tetapi NaCl konsentrasi tinggi memberikan membran 12 hari reaktansi besar dan MgCl2 konsentrasi tinggi memberikan membran 8 hari reaktansi yang besar.
Karakteristik Resistansi Membran
Membran Sebelum Interaksi dengan Larutan NaCl dan MgCl2
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
Gambar 20 Hubungan frekuensi dan resistansi membran sebelum interaksi dengan larutan NaCl (a,b,c,d) dan MgCl2 (e,f,g,h) untuk variasi hari
Nilai resistansi membran selulosa ini berkisar antara 10–1000 kOhm. Resistansi keempat membran mengalami penurunan pada pertambahan frekuensi dimana pada frekuensi 100 kHz terbentuk puncak resistansi. Pada frekuensi 100kHz tersebut kemungkinan resistansi membran selulosa ini mencapai nilai puncak ketahanannya terhadap aliran arus. Perbedaannya terletak pada puncak resistansi yang terbentuk. Membran 8 hari memiliki puncak nilai resistansi yang lebih besar dibandingkan membran lainnya walaupun ada membran 10 hari yang puncak resistansinya lebih tinggi.
Perbedaan puncak resistansi kemungkinan dikarenakan ketebalan dan banyaknya kandungan selulosa dalam membran yang berbeda. Resistansi berhubungan dengan atom-atom bahan yang menghalangi aliran elektron yang mengalir. Atom-atom bahan yang terikat kuat akan mengurangi kecepatan elektron yang mengalir sehingga secara otomatis arus yang mengalir juga berkurang. Selulosa termasuk bahan isolator karena mengandung polimer glukosa dengan ikatan hidrogen diantara hidroksil-hidroksil pada rantai yang bersebelahan. Membran Setelah Interaksi dengan Larutan Elektrolit
Pengaruh hari fermentasi nata
(a) (b)
(c) (b)
Nilai resistansi membran selulosa setelah interaksi dengan larutan elektrolit berkisar 10-5000 Ohm. Nilai ini mengalami penurunan dibandingkan dengan resistansi sebelum membran berinteraksi dengan larutan NaCl dan MgCl2 dengan
terbentuk puncak pada satu frekuensi. Pada frekuensi-frekuensi tertentu, setiap membran akan memperlihatkan kenaikan nilai resistansi yang signifikan sebelum mengalami penurunan. Nilai resistansi akan mengalami kenaikan pada pertambahan frekuensi setelah frekuensi puncak resistansi.
Resistansi membran setelah diinteraksikan dengan NaCl terlihat pada Gambar 21. Puncak nilai resistansi setiap membran mengalami pergeseran. Larutan NaCl 0.05 M menyebabkan frekuensi puncak resistansi lebih besar yaitu frekuensi 500 kHz. Membran 6 hari memiliki puncak resistansi yang kecil pada konsentrasi kecil sedangkan membran 8 hari memiliki puncak resistansi tertinggi pada NaCl 0.5 M. Interaksi selulosa dengan ion dan molekul air pada larutan elektrolit memperkecil nilai resistansi membran dan menggeser frekuensi puncak resistansi. Hal tersebut kemungkinan dikarenakan selulosa yang berikatan dengan ion atau molekul air mempermudah aliran elektron saat pengukuran dilakukan.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 22 Pengaruh hari fermentasi pada hubungan frekuensi dan resistansi setelah membran berinteraksi dengan larutan MgCl2 1 M (a), 0.5
(b), 0.1 M (c) dan 0.05 M (d). 6 hari, 8 hari, 10 hari, 12 hari.
Resitansi membran setelah berinteraksi dengan larutan MgCl2 terlihat pada
Gambar 22. Resitansi membran berkisar antara 50-500 Ohm. Puncak resistansi setiap membran juga mengalami pergeseran pada pengaruh konsentrasi larutan.
Hal tersebut dimungkinkan karena pengikatan selulosa terhadap ion atau molekul air larutan yang berbeda-beda pada setiap membran. Pengikatan ion oleh selulosa yang melebihi titik jenuh membran dapat mengakibatkan fouling pada membran yang akan memperbesar hambatan bahan.
Membran 8 hari memiliki resistansi yang besar pada konsentrasi MgCl2
yang besar sebaliknya membran 12 hari memiliki resistansi kecil pada MgCl2
yang besar. Puncak nilai resistansi membran paling besar cenderung terjadi pada membran 10 hari kecuali pada MgCl2 0.1 M puncak paling besar terjadi pada
membran 8 hari. Puncak resistansi ini menggambarkan bahwa pada frekuensi tertentu membran akan mencapai resistansi terbesarnya.
Pengaruh konsentrasi larutan
Resistansi membran pada konsentrasi NaCl berbeda diperlihatkan pada Gambar 23. Pola resistansi membran membentuk puncak nilai pada titik frekuensi tertentu. Puncak-puncak nilai resistansi yang terbentuk terjadi hampir pada frekuensi yang sama kecuali resistansi membran pada konsentrasi NaCl 0.05 M. Pada semua membran puncak nilai resistansi NaCl 0.05 M terjadi pada frekuensi yang lebih besar daripada resistansi konsentrasi NaCl yang lainnya.
(a) (b)
(c) (d)
Puncak resistansi NaCl 0.05 M pada membran 6 hari dan 8 hari terjadi pada frekuensi sekitar 600 kHz sedangkan pada membran 10 hari dan 12 hari puncaknya terbentuk pada frekuensi sekitar 300 kHz. Puncak nilai resistansi NaCl 1 M maksimal mencapai 1 kOhm dan puuncak resistansi NaCl 0.1 M dapat mencapai 100 kOhm. Resistansi membran lebih besar pada larutan NaCl konsentrasi 0.05 M dibandingkan konsentrasi lainnya.
Gambar 24 memperlihatkan resistansi membran pada pertambahan frekuensi dalam pengaruh konsentrasi MgCl2. Puncak nilai resistansi MgCl2 pada
setiap membran terjadi pada frekuensi di bawah 500 kHz kecuali resistansi MgCl2
0.05 M pada membran 10 hari. Puncak resistansi setiap konsentrasi juga paling besar mencapai nilai 10 kOhm. Membran 6 hari, 10 hari dan 12 hari memiliki resistansi yang besar pada MgCl2 konsentrasi 0.05 M sedangkan membran 8 hari
resistansinya besar pada MgCl2 konsentrasi 1 M. Resistansi membran 12 hari pada
larutan MgCl2 konsentrasi 0.05 M dan 1 M memiliki nilai yang hampir sama.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 24 Pengaruh variasi konsentrasi pada hubungan frekuensi dan resistansi setelah membran 6 hari (a), 8 hari (b), 10 hari (c) dan 12 hari (d) berinteraksi dengan larutan MgCl2. 1 M, 0.5 M, 0.1 M,
0.05 M.
Pada larutan NaCl resistansi semua membran menjadi lebih besar pada konsentrasi larutan yang rendah. Puncak resistansi 6 hari dan 8 hari yang terbentuk terjadi pada frekuensi yang sama sekitar 600 kHz sedangkan membran 10 dan 12 hari terjadi pada frekuensi sekitar 300 kHz. Pada larutan MgCl2
kecil kecuali pada membran 8 hari. Membran 8 hari memiliki resistansi besar pada larutan MgCl2 konsentrasi 1 M. Pada membran 12 hari resistansi MgCl2
konsentrasi 0.05 M dan 1 M hampir sama besar.
Membran yang berkualitas ditunjukkan melalui beberapa sifat yang baik yaitu selektifitas terhadap jenis ion tinggi, tahanan arus listrik rendah dan stabil terhadap kimia, mekanik maupun panas. Sifat-sifat membran tersebut ditentukan oleh pemilihan jenis bahan (dukung dan polimer) sehingga jenis bahan tersebut perlu dijadikan parameter dalam pembuatannya.25 Membran selulosa mikrobial yang memiliki tahanan listrik tinggi memerlukan doping atau penambahan unsur tertentu agar menurunkan nilai tahanan listriknya jika akan dimanfaatkan sebagai komponen elektrik.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Membran selulosa mikrobial disintesis dari nata de banana skin yang telah mengalami pemurnian dan peng-press-an. Karakterisasi sifat listrik membran selulosa dapat diketahui melalui pengukuran impedansi, kapasitansi, reaktansi dan resistansi. Karakteristik sifat listrik membran sebelum dan setelah berinteraksi dengan larutan elektrolit dilakukan dalam pengaruh konsentrasi larutan, hari fermentasi nata dan frekuensi. Peningkatan frekuensi menyebabkan nilai impedansi, kapasitansi, reaktansi dan resistansi mengalami penurunan. Membran 8 hari memiliki ketahanan listrik yang lebih besar dibandingkan membran lainnya. Interaksi membran dengan larutan elektrolit NaCl dan MgCl2 menyebabkan nilai
impedansi, reaktansi dan resistansi membran mengalami penurunan sedangkan kapasitansi membran mengalami peningkatan. Ketahanan listrik membran seperti impedansi, reaktansi dan resisitansi cenderung lebih besar pada larutan NaCl dan MgCl2 konsentrasi rendah sedangkan kapasitansi membran cenderung lebih besar
pada konsentrasi elektrolit tinggi. Membran 8 hari memiliki ketahanan listrik yang besar setelah berinteraksi dengan larutan MgCl2 konsentrasi tinggi sedangkan
kapasitansinya besar pada konsentrasi MgCl2 yang rendah. Membran 12 hari
memiliki ketahanan listrik yang besar setelah berinteraksi dengan larutan NaCl konsentrasi tinggi sedangkan kapasitansi membrannya besar pada konsentrasi NaCl yang kecil.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
1 Prashant RC, Bajaj IB, Survase SA, Singhal RS. 2009. Microbial Cellulose: Fermentative Production of Microbial Cellulose and Application. Food Technol. Biotechnol. 47 (2) 107-124.
2 Nurlaily E. 2009. Analisis Sifat Konduktivitas Listrik Selulosa Mikrobial dari Limbah Tahu (Whey) dengan Doping Kalium (K) [skripsi]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
3 Retno DT, Nuri W. 2011. Pembuatan bioetanol dari kulit pisang. Prosiding
Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” Pengembangan Teknologi
Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia [Internet]. 2011 Feb 22; Yogyakarta, Indonesia. Yogyakarta (ID): UPN Veteran; [diunduh 2014 Feb 21]. Tersedia pada: http://repository.upnyk.ac.id/352/1/ Pembuatan_ Bioetanol_ dari_Kulit_Pisang.pdf
4 Setiawati DR, Sinaga AR, Dewi TK. 2013. Proses Pembuatan Bioetanol dari Kulit Pisang Kepok. Jurnal Teknik Kimia [Internet]. 2014 Okt 20; Vol. 19:9-15: http://jtk.unsri.ac.id/index.php/jtk/article/viewFile/123/121.
5 Mulyono T, Asnawati, Noviandri I, Buchari. 2007. Potensi Membran Nata De Coco Sebagai Material Biosensor (The Use of Nata de Coco Membrane as Biosensor Material). Jurnal ILMU DASAR [Internet]. 2014 Okt 23; Vol. 8 No. 2:128-134: http://jurnal.unej.ac.id/index.php/JID/article/viewFile/178 /145
6 Firmansyah I. 2011. Penentuan Ukuran dan Benih Pisang Kepok (Musa sp. ABB Group) dari Bonggol [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. 7 Buanarinda TP, Rahmawati N, Ainun I, Arysta, Hidayah R. Pembuatan
biosorben berbahan dasar dampah kulit pisang kepok (Musa acuminate) yang dikemas seperti seh celup. Prosiding Seminar Nasional Kimia [Internet]. 2014 Sept 20; Surabaya, Indonesia. Surabaya (ID): UNESA; [diunduh 2015 Apr 21]. Tersedia pada: http://fmipa.unesa.ac.id/kimia/wp-content/ uploads/ 2013/ 11/61-63-Tiara-Puspa-Buanarinda.pdf
8 Sulistiyana, Ulfin I. Studi Pendahuluan Adsorpsi Kation Ca dan Mg (Penyebab Kesadahan) Menggunakan Selulosa Bakterial Nata De Coco dengan Metode Batch. Prosiding Kimia ITS [Internet]. 2011; Surabaya, Indonesia. Surabaya (ID): Institut Teknologi Sepuluh November; [diunduh 2014 Apr 17]. Tersedia pada: http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate- 16619-1407100003-Paper.pdf.
9 Meshitsuka G, Isogai A. 1996. Chemical Structures of Cellulose, Hemicellulose and Lignin. Hon DNS, editor. New York (US): Marcel Dekker, Inc.
10 Asni N. 2006. Pembuatan Bahan Semikonduktor dari Selulosa Mikrobial Menggunakan Media Produksi Limbah Tahu [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
11 Syam RS. 2006. Kajian Pengaruh Konsentrasi Larutan dan Valensi Ion Terhadap Energi Aktivasi Ion Ketika Melalui Membran Selulosa Asetat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
20; Vol.1 No.1: http://portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/ 953/1/Jurnal%20Limit%27s%20Vol.%205%20No.%201.pdf.
13 Nuwair. 2009. Kajian Impedansi dan Kapasitansi Listrik pada Membran Telur Ayam Ras [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
14 Maulina W. 2010. Kajian Mekanisme Transport Ion pada Membran Telur Ayam Ras Melalui Pengukuran Listrik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
15 Sulastri EJ. 2006. Kajian Sifat Listrik dan Fisik Daging Ayam Broiler Giling selama Proses Penyimpanan dan Pemanasan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor
16 Tooley M. 2003. Rangkaian Elektronik: Prinsip dan Aplikasi. Harmein I, penerjemah; Simarmata L, editor. Jakarta (ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Electronic Circuits. Ed ke-2.
17 Giancoli DC. 1991. Fisika Jilid 1. Hanum Y, penerjemah; Wibi H, editor. Jakarta (ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Physic: Principles with applications. Ed ke-5.
18 Rahmat M. 2000. Penentuan Impedansi Membran Pada Berbagai Konsentrasi Larutan Eksternal Dengan Metode Spektroskopi Impedansi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
19 Siswarni MZ. 2007. Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang Sebagai Membran Selulosa. Jurnal Teknologi Proses [Internet]. 2014 Februari 27; 6(1):49-51: http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/18113/1/tkp-jan20076%20 %289%29.pdf.
20 Apipah ER. 2012. Sintesis dan karakteristik Membran Nilon yang Berasal dari Limbah Benang [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
21 Arahman N. 2012. Konsep Dasar Proses Pembuatan Membran Berpori dengan Metode Non-Solvent Induced Phase Separation-Penentuan cloud point dan diagram tiga phasa. Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan [Internet]. 2015 Mei 19; Vol 9 No 2. 2012 : 68-73: http://jurnal.unsyiah.ac.id/RKL/article/download/257.243.
22 Indarti D, Asnawati. 2011. Karakterisasi Film Nata De Coco-Benedict secara Adsorpsi untuk Sensor Glukosa dalam Urine. Jurnal ILMU DASAR [Internet]. 2014 Nov 03; Vol. 12 No. 2. 2011 : 200 – 209: http:// jurnal. unej. ac.id /index.php/JID/article/viewFile/68/45.
23 Rohman, Taufiq. 2009. Pengaruh Konsentrasi Kitosan Terhadap Karakter Membran Kitosan. Jurnal Sains dan Terapan Kimia Vol. 2 No. 1 (1 Januari 2009): 14-24.
24 Yustina N. 2001. Pengaruh Konsentrasi dan Valensi Ion Larutan Elektrolit Eksternal Terhadap Konduktans Membran Millipore pada Berbagai Suhu [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Lampiran 1 Diagram pembuatan membran
Selesai
Karakterisasi sifat listrik membran setelah diinteraksikan dengan larutan eleltrolit
Membran dikeringkan dengan tisu
Karakterisasi listrik membran dengan larutan elektrolik NaCl dan MgCl2 dengan variasi konsentrasi (1 M, 0.5 M, 0.1 M dan 0.05 M)
Karakterisasi sifat listrik membran selulosa
Dikeringkan dalam inkubator dengan suhu sekitar 50 oC selama 12 jam Penge-press-an nata dengan hydrolic press
Variasi fermentasi nata : 6 hari, 8 hari, 10 hari dan 12 hari
