Jurnal Teknologi Proses
Media Publikasi Karya Ilmiah Teknik Kimia
6(1) Januari 2007: 49 – 51 ISSN 1412-7814
Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang sebagai Membran Selulosa
Siswarni M.Z.
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan 20155
Abstrak
Membran selulosa merupakan produk fermentasi konsentrat kulit pisang oleh kerja Asetobacter xylinum sebagai starter. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh jumlah starter dan waktu fermentasi terhadap sifat mekanis produk membran di antaranya ketahanan sobek (tearing resistance), kekuatan tarik (tensile strength), dan permeabilitas.
Kata kunci:membran selulosa, jumlah starter, dan waktu fermentasi.
Pendahuluan
Kulit buah pisang merupakan bagian dari buah pisang yang umumnya dibuang sebagai sampah. Hal ini berdampak terhadap meningkatnya limbah padat yang dibuang ke lingkungan. Salah satu upaya mengatasinya adalah memanfaatkan kulit pisang dengan cara fermentasi menghasilkan nata de banana skin.
Selama ini ada beberapa nata yang dikenal masyarakat, seperti nata de coco diperoleh dari air kelapa, nata de pina diperoleh dari air nenas
dan nata debanana skin dari kulit pisang.
Dalam upaya meningkatkan nilai tambah
nata de banana skin, maka dikembangkan
pemanfaatannya untuk keperluan membrane. Membran adalah suatu lapisan pembatas di antara dua fluida bersifat osmosa balik dan permeabel terhadap pelarut (cairan murni) dan tidak permeabel terhadap padatan terlarut.
Teknologi membran sebagai bidang teknologi yang berkinerja tinggi, dan sudah berkembang penggunaannya di berbagai negara
maju, sedangkan di Indonesia masih terbatas pada proses osmosa balik untuk pengolahan air laut atau air payau menjadi air bersih dan air minum.
Metodologi Penelitian
Bahan dan peralatan
Bahan: Limbah kulit pisang yang masih segar, (NH4)2SO4, NaOH
Peralatan: blender, penangas, hidrolik press
Pembuatan spesimen membran
Kulit pisang yang sudah dicuci bersih, di potong kecil-kecil kemudian diblender, disaring untuk diambil cairan konsentratnya. Konsentratnya dipanaskan hingga suhu 100°C selama 15 menit, kemudian ditambahkan gula pasir 10% dan (NH4)2SO4 0,5% diaduk lalu
Siswarni M.Z. / Jurnal Teknologi Proses 6(1) Januari 2007: 49 – 51
50
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.
Metode Analisa
Sifat spesimen yang dihasilkan dapat dipengaruhi oleh jumlah starter dan waktu fermentasi. Untuk itu dilakukan variabel jumlah
starter adalah 50 ml, 100 ml, 150 ml, dan 200
ml masing-masing dalam volume 250 ml media, sedangkan waktu fermentasi 7 hari, 9 hari, 11 hari, dan 13 hari.
Hasil dan Pembahasan
Spesimen membran yang diperoleh dilakukan pengujian terhadap sifat mekanis yaitu: ketahanan sobek, kekuatan tarik, dan permeabilitas.
Ketahanan Sobek
Ketahanan sobek suatu bahan tergantung kepada serat yang menyusun bahan. Dari Gambar 1 terlihat ada hubungan pengaruh lama waktu fermentasi dengan jumlah starter, yaitu nilai ketahanan sobek yang tinggi diperoleh pada pada waktu fermentasi berlangsung hingga 13 hari. Hal ini berarti bahwa semakin lama waktu fermentasi maka kandungan selulosa yang terbentuk dalam suatu membran selulosa menjadi lebih banyak dan membran menjadi lebih tebal dan liat. Semakin liat bahan membran maka semakin besar kekuatan yang diperlukan untuk memutuskan bahan dan membran semakin mulur yang berarti membran memiliki ketahanan sobek yang lebih tinggi.
Pada Gambar 2 spesimen membran terlibat dengan serat yang lebih banyak, dan pori-pori lebih rapat dan. spesimen membran bersifat impermeabel. Sedangkan Gambar 3 menunjukkan spesimen membran dengan serat sedikit dan pori lebih banyak dan jelas yang berarti membran bersifat permeabel. Jadi waktu fermentasi signifikan terhadap ketahanan sobek membran.
GAMBAR 1: Grafik hubungan jumlah starter dan waktu fermentasi terhadap ketahanan sobek
GAMBAR 2: Foto spesimen membran dalam waktu fermentasi selama 13 hari
GAMBAR 3: Foto spesimen membran dalam waktu fermentasi kurang dari 13 hari
Kekuatan Tarik
Dari hasil yang diperoleh terlihat pada Gambar 4, bahwa jumlah starter dan waktu fermentasi juga berpengaruh terhadap kekuatan tarik.
0 5 10 15 20 25 30 35
5 7 9 11 13 15
Lam a Ferm entasi (hari)
K
e
ta
ha
na
n S
o
be
k
(
c
U
)
Siswarni M.Z. / Jurnal Teknologi Proses 6(1) Januari 2007: 49 – 51 51
Nilai kekuatan tarik tertinggi adalah pada waktu fermentasi 13 hari dan jumlah starter 200 ml. Ini berarti bahwa aktivitas bakteri sangat berpengaruh terhadap spesimen membran yang dihasilkan
GAMBAR 4: Grafik hubungan jumlah starter dan waktu fermentasi terhadap kekuatan tarik
Dari hasil yang diperoleh, semakin lama waktu fermentasi menyebabkan proses pembentukan serat selulosa berjalan dengan sempurna sehingga serat yang dihasilkan semakin banyak dan pori yang bersifat permeabel semakin jelas. Faktor ini menyebabkan ketahanan tarik dan ketahanan sobek membran yang dihasilkan sangat baik.
Permeabilitas
Permeabilitas adalah suatu parameter yang didefinisikan sebagai fluks per satuan gaya pendorong lintas membran per unit tebal membran.
Metode permeabilitas digunakan untuk membran ultrafiltrasi dengan cara kerja yang sederhana khususnya jika digunakan cairan atau larutan.
Dari hasil yang diperoleh pada Gambar 5 menunjukkan bahwa semakin lama waktu fermentasi maka nilai permeabilitas akan semakin menurun. Menurut Wardono (1981) semakin lama fermentasi suatu lapisan akan terbentuk pada permukaan media yang
menyebabkan lapisan nata de banana skin
semakin tebal yang mengakibatkan nilai permeabilitas akan menurun.
GAMBAR 5: Grafik hubungan jumlah starter dan waktu fermentasi terhadap permeabilitas
Kesimpulan
Dari hasil analisa dan pembahasan penelitian dapat disimpulkan bahwa terdapat hubungan yang signifikan antara jumlah starter dan lama fermentasi terhadap ketahanan sobek, kekuatan tarik, dan permeabilitas. Jumlah starter yang optimal adalah 200 ml – 250 ml media dan waktu fermentasi 13 hari diperoleh ketahanan sobek, kekuatan tarik, dan permeabilitas dengan nilai standar.
Dari hasil yang diperoleh berarti limbah kulit pisang dapat dimanfaatkan sebagai sumber membran selulosa alternatif.
Ucapan Terima Kasih
Kepada Mira Asmira, Nur Verayani T. dan Ella Rosida, yang ikut membantu pelaksanaan penelitian ini.
Daftar Pustaka
Belfort, G., 1984, Synthetic Membrane Processes, Academic Press, New York.
Balai Penelitian dan Pengembangan Kalimantan Barat, 2001, Pembuatan membran Transduser dari Fermentasi Air Kelapa. (www.balitbang.kalbar.go.id)
Iguchi, M. And S. Yamanaka, 1996, Industrial Use of Bacterial Cellulose – A Review, di dalam Proceedings of The International Workshop on Green Polymers, IPA and IRDCLI, Bogor. Pambayun, R., 2002, Teknologi Pengolahan Nata de
Coco, Kanisius, Yogyakarta.
Surdia, N.M., N. Hayati dan W. Master, 2002, Pembuatan dan Karakterisasi Film Selulosa dari Air Buah-buahan, di dalam Prosiding Seminar Kimia Bersama UKM-ITB Ke-5, Universitas Kebangsaan Selangor, Malaysia. 0
Lam a Ferm entasi (hari)
K
Lam a Ferm entasi (hari)
