17
Perkembangan teknologi membran sebagai pengolah limbah dewasa ini sangat pesat dan banyak digunakan dalam proses pemisahan. Salah satu membran yang paling umum digunakan untuk proses pemisahan suatu zat dalam fase gas atau cair adalah membran selulosa asetat. Membran selulosa asetat berdasarkan ukurannya dapat diaplikasikan sebagai membran ultrafiltrasi untuk memisahkan zat warna pada air limbah artifisial (Lindu, dkk., 2008) dan membran nanofiltrasi untuk desalinasi air garam. Membran selulosa asetat juga dapat digunakan untuk pemisahan gas. Rahmasari, (2011), Khoirunnisa’ (2012) dan Asri (2012) telah 2 membuat membran selulosa asetat yang diaplikasikan untuk memisahkan gas NOx dalam asap rokok dan pemisahan gas CO2 dan CH4 dalam biogas (Pabby, et al., 2009). Pembuatan membran selulosa asetat sudah banyak diteliti, antara lain Tresnawati (2006) yang meneliti membran selulosa asetat dengan bahan baku selulosa dari limbah nanas; Ulfa (2011) dengan bahan baku kapas; Winahyu (2011) mensintesis membran selulosa asetat dari Nata de Coco; Rahmasari (2011), Khoirunnisa’ (2012), dan Asri (2012) telah meneliti pembuatan membran selulosa asetat dari limbah kertas. Beberapa tahapan yang dilakukan untuk pembuatan membran selulosa asetat adalah tahap delignifikasi, asetilasi, hidrolisis, dan pencetakan membran selulosa asetat. Untuk menghasilkan bentuk membran yang optimal dilakukan beberapa modifikasi pada tahapan pembuatan membran. Penelitian oleh Asri (2012), modifikasi dilakukan pada tahap delignifikasi, sedangkan pada tahap asetilasi telah

Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

Perkembangan teknologi membran sebagai pengolah limbah dewasa ini sangat pesat dan banyak

digunakan dalam proses pemisahan. Salah satu membran yang paling umum digunakan untuk

proses pemisahan suatu zat dalam fase gas atau cair adalah membran selulosa asetat. Membran

selulosa asetat berdasarkan ukurannya dapat diaplikasikan sebagai membran ultrafiltrasi untuk

memisahkan zat warna pada air limbah artifisial (Lindu, dkk., 2008) dan membran nanofiltrasi

untuk desalinasi air garam. Membran selulosa asetat juga dapat digunakan untuk pemisahan gas.

Rahmasari, (2011), Khoirunnisa’ (2012) dan Asri (2012) telah

2

membuat membran selulosa asetat yang diaplikasikan untuk memisahkan gas NOx dalam asap

rokok dan pemisahan gas CO2 dan CH4 dalam biogas (Pabby, et al., 2009). Pembuatan

membran selulosa asetat sudah banyak diteliti, antara lain Tresnawati (2006) yang meneliti

membran selulosa asetat dengan bahan baku selulosa dari limbah nanas; Ulfa (2011) dengan

bahan baku kapas; Winahyu (2011) mensintesis membran selulosa asetat dari Nata de Coco;

Rahmasari (2011), Khoirunnisa’ (2012), dan Asri (2012) telah meneliti pembuatan membran

selulosa asetat dari limbah kertas. Beberapa tahapan yang dilakukan untuk pembuatan membran

selulosa asetat adalah tahap delignifikasi, asetilasi, hidrolisis, dan pencetakan membran selulosa

asetat. Untuk menghasilkan bentuk membran yang optimal dilakukan beberapa modifikasi pada

tahapan pembuatan membran. Penelitian oleh Asri (2012), modifikasi dilakukan pada tahap

delignifikasi, sedangkan pada tahap asetilasi telah dilakukan oleh Rahmasari (2011) dan

Khoirunnisa’ (2012). Faktor-faktor yang berpengaruh pada proses asetilasi antara lain temperatur

asetilasi, waktu asetilasi, kecepatan pengaduk, dan jumlah asam asetat (Savitry, dkk., 2004).

Khoirunnisa’(2012) telah melakukan penelitian tentang pengaruh temperatur dan waktu asetilasi

dalam pembuatan membran selulosa asetat dari limbah kertas. Membran yang dibuat oleh

Khoirunnisa’(2012) pada perbandingan selulosa dengan asam asetat glasial 1g :8 mL

menggunakan pelarut aseton, dihasilkan membran dengan permukaan yang kasar. Rahmasari

(2011) telah melakukan penelitian tentang pembuatan membran selulosa asetat perbandingan

massa selulosa dengan volume asam asetat glasial 1 g:4 mL dan 1 g:8 mL menggunakan pelarut

aseton. Membran selulosa asetat yang dihasilkan secara fisik berupa lembaran berwarna putih,

kering, mudah robek, dan rapuh. Berdasarkan penelitian Rahmasari (2011), perbandingan

selulosa dan asam asetat glasial yang digunakan belum menghasilkan bentuk membran yang

Page 2: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

baik. Pemilihan pelarut juga berpengaruh dalam pencetakan membran. Pelarut yang digunakan

Rahmasari belum memberikan bentuk membran yang baik. Saat ini modifikasi pencampuran

pelarut terhadap bahan dasar pembuatan membran semakin beragam. Pencampuran pelarut

dalam pembuatan membran selulosa asetat sudah banyak dilakukan, antara lain adalah Surgayani

(2008) telah melakukan penelitian tentang pembuatan membran komposit nanopori selulosa

asetat dengan pelarut campuran aseton, diklorometana, polistirena, dan PEG (polietilenaglikol).

Membran yang dihasilkan memiliki ukuran pori yang relatif seragam dan tekstur permukaan

yang halus. Berdasarkan uraian tersebut pada penelitian ini digunakan perbandingan massa

selulosa dan volume asam asetat glasial yaitu 1 g:16 mL dan 1 g:32 mL. Peningkatan jumlah

asam asetat glasial diharapkan dapat mempercepat proses asetilasi dan dapat mempengaruhi

bentuk atau struktur membran yang dihasilkan. Selain itu pelarut untuk pencetakan membran

juga dilakukan variasi dengan tujuan untuk meningkatkan kualitas membran selulosa asetat yang

dihasilkan. Oleh karena itu dilakukan penelitian tentang pengaruh perbandingan selulosa (dari

limbah kertas) dan asam asetat glasial terhadap karakterisasi dalam proses pembuatan membran

selulosa asetat, serta pengaruh jenis pelarut.

3

METODE Rancangan Penelitian Tahapan dalam penelitian terdiri dari tahap delignifikasi;

tahap asetilasi dan hidrolisis; penentuan karakterisasi meliputi kadar air, kadar asetil, analisis FT-

IR, dan SEM; variasi pelarut untuk pembentukan membran selulosa asetat; dan pencetakan

membran selulosa asetat. Bahan-bahan yang digunakan adalah asam asetat glasial, anhidrida

asetat, limbah kertas, asam sulfat pekat, aseton, diklorometana, dan PEG(400). Alat-alat yang

digunakan adalah pelat kaca, batang pengaduk, gelas beker, 1 set refluks, instrumen FT-IR merk

SHIMADZU type 8400S, dan instrumen SEM merk FEI type INSPECT S50.

Prosedur Kerja 1. Tahap Delignifikasi pada Pembuatan Membran Selulosa Asetat dari Limbah

Kertas Kertas HVS dipotong kecil-kecil, direndam dengan 500 mL air selama 24 jam.

Campuran disaring, ditambahkan 450 mL larutan NaOH 0,25 N selama 18 jam, setelah itu

disaring dan direfluks dengan etanol 20% dan H2SO4 1,5 N selama 8 jam. Kemudian disaring,

dicuci dengan aquades sampai filtrat tidak berwarna, dan dikeringkan dalam oven pada suhu

45⁰C selama 24 jam. 2. Tahap Asetilasi dan Hidrolisis pada Pembuatan Membran Selulosa

Asetat dari Limbah Kertas Variasi pada pembuatan selulosa asetat adalah perbandingan massa

Page 3: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

selulosa dan volume asam asetat glasial 1g:16 mL dan 1g:32 mL. Pembuatan selulosa asetat

dengan perbandingan 1g:16 mL dengan cara diambil sebanyak 3 g selulosa dari limbah kertas,

ditambahkan larutan asam asetat glasial 48 mL, kemudian ditambahkan H2SO4 pekat 3 mL,

diaduk selama 30 menit (35⁰C). Setelah itu, ditambahkan anhidrida asetat dan diaduk.

Selanjutnya adalah tahap hidrolisis, yaitu campuran dari hasil tahap asetilasi ditambahkan 20 mL

aquades, kemudian disaring, dicuci dengan aquades sampai filtrat tidak berwarna, dan

dikeringkan dalam oven. Pada pembuatan selulosa asetat dengan perbandingan 1g:32 mL sama,

namun penambahan asam asetat glasial sejumlah 96 mL. 3. Karakterisasi Selulosa dan Selulosa

Asetat Karakterisasi selulosa dan selulosa asetat meliputi kadar air, kadar asetil, analisis FT-IR,

dan analisis SEM. Penetapan kadar air dari selulosa (serbuk) dilakukan setelah tahap

delignifikasi, sedangkan untuk penetapan kadar asetil dan analisis FT-IR dilakukan pada serbuk

selulosa asetat yang diperoleh dari tahap asetilasi. Membran selulosa asetat yang berhasil

dicetak, dapat lepas dari cetakan, dan mempunyai sifat fisik yang baik, selanjutnya dianalisis

morfologi permukaannya dengan analisis SEM. a) Kadar Air Cawan petri kosong dikeringkan

selama 1 jam di dalam oven pada suhu 103⁰C, didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang

beratnya (W1). Setelah itu, ditambahkan 1 g selulosa (W2), dikeringkan lagi di dalam oven pada

suhu 103⁰C selama 2 jam, kemudian didinginkan kembali dalam desikator, setelah itu ditimbang

beratnya (W3). Perlakuan penetapan kadar air selulosa asetat dari limbah kertas dan selulosa

komersial sama dengan penetapan kadar air selulosa

4

(limbah kertas). Kadar air selulosa asetat hanya digunakan dalam perhitungan penentuan kadar

asetil selulosa asetat. b) Kadar Asetil Sebanyak 1 g serbuk selulosa asetat (hasil tahap

asetilasi) dimasukkan ke dalam erlenmeyer, setelah itu ditambahkan 40 mL etanol 75%,

dipanaskan dalam penangas air pada suhu 55⁰C selama 30 menit. Erlenmeyer dikeluarkan dari

penangas, ditambahkan 40 mL NaOH 0,5 N lalu dipanaskan kembali pada suhu dan waktu yang

sama, kemudian ditutup dengan aluminium foil, dibiarkan selama 72 jam. Setelah itu larutan

dititrasi dengan HCl 0,5 N, erlenmeyer ditutup kembali dengan aluminium foil, dibiarkan selama

24 jam, kemudian dititrasi dengan NaOH 0,5 N. Untuk blanko, perlakuannya sama tetapi tidak

ditambahkan serbuk selulosa asetat. c) Analisis FT-IR Analisis gugus fungsi pada selulosa

asetat menggunakan analisis FT-IR. Sampel (selulosa asetat dari limbah kertas dan komersial)

Page 4: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

yang digunakan dalam bentuk serbuk. Sampel dipreparasi dalam bentuk pellet kalium bromida.

Sampel yang siap diukur ditempatkan pada tempat sampel dari alat interferometer, kemudian

ditunggu spektra yang diperoleh pada layar komputer, sehingga diperoleh data analisis FT-IR. d)

Analisis SEM (Scanning Electron Microscopy) Analisis SEM hanya dilakukan pada membran

selulosa asetat yang berhasil dicetak dan bisa lepas dari cetakan dengan bahan baku selulosa dari

limbah kertas. e) Pengaruh Jenis Pelarut pada Pencetakan Membran Selulosa Asetat Proses

pembuatan membran selulosa asetat dilakukan dengan melarutkan serbuk selulosa asetat ke

dalam variasi jenis pelarut, dan untuk proses pencetakan membran selulosa asetat dilakukan

dengan cara menuangkan larutan di atas pelat kaca, kemudian diratakan dengan batang

pengaduk, dan dikeringkan. Variasi jenis pelarut yang digunakan adalah aseton, diklorometana,

campuran aseton- diklorometana, aseton–PEG, diklorometana–PEG, dan aseton–diklorometana-

PEG.

ANALISIS DATA Pada data hasil uji kadar air diperoleh berat kadar air selulosa, uji kadar

asetil diperoleh nilai kadar asetil yang digunakan untuk mengetahui pelarut yang sesuai dengan

kelarutan selulosa asetat. Pada analisis FT-IR hasil yang didapat berupa spektrum, dari hasil

tersebut diperoleh serapan gugus fungsi yang khas dari selulosa asetat, dan dari analisis SEM

hasil yang didapat menunjukkan morfologi permukaan membran.

HASIL 1. Tahapan dan Pembuatan Selulosa Asetat Tahap delignifikasi pada limbah kertas

diperoleh serbuk selulosa yang berwarna putih. Selanjutnya pada tahap asetilasi dan hidrolisis

dihasilkan larutan kental berwana putih kecoklatan. Hasil akhir dari tahap ini adalah serbuk

selulosa asetat berwarna putih kecoklatan yang digunakan untuk penentuan kadar asetil dan

analisis FT-IR.

5

2. Karakterisasi a) Penetapan Kadar Air dan Kadar Asetil Hasil kadar air selulosa dan kadar

asetil selulosa asetat dari limbah kertas dan komersial dengan perbandingan 1 g:16 mL dan 1

g:32 mL dapat dilihat pada Tabel 1

Tabel 1 Kadar Air Selulosa dan Kadar Asetil Selulosa Asetat dari Limbah Kertas dan Komersial

Perbandingan Selulosa

Page 5: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

Selulosa dari Limbah Kertas Selulosa Komersial Kadar Air (%) Kadar Asetil (%) Kadar Air (%)

Kadar Asetil (%) 1 g:16 mL 4,55 41,59 5,92 41,51 1 g:32 mL 6,27 48,59 2,24 44,98

b) Analisis FT-IR Hasil analisis FT-IR selulosa asetat dari limbah kertas dengan perbandingan 1

g:16 mL dan 1 g:32 mL dapat ditunjukkan pada Gambar 1 dan Gambar 2

Gambar 1 Hasil Analisis FT-IR Selulosa Asetat dari Limbah Kertas dengan Perbandingan 1

g:16 mL

Gambar 2 Hasil Analisis FT-IR Selulosa Asetat dari Limbah Kertas dengan Perbandingan 1

g:32 mL

6

Berdasarkan Gambar 1 dan 2 proses asetilasi dapat diidentifikasi dengan munculnya serapan

pada bilangan gelombang tertentu. Bilangan gelombang dan gugus fungsi selulosa asetat dari

limbah kertas dan selulosa komersial dapat ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2 Bilangan Gelombang Selulosa Asetat dari Limbah Kertas-Selulosa Komersial

Perbandingan 1 g:16 mL dan 1 g:32 mL

Gugus Fungsi

Bilangan Gelombang Selulosa Komersial (cm-1)

Bilangan Gelombang Selulosa Limbah Kertas (cm-1)

1 g:16 mL 1 g:32 mL 1 g:16 mL

1 g:32 mL

-OH 3444.63 3479.34 3542.99 3546.85 -CH3 asimetrik 2960.53 2962.42 2960.53 2962.46 -CH3

simetrik 2900.74 2898.91 2115.76 2898.88 -C=O ester 1751.74 1753.17 1755.10 1755.10 -C-O

asetil 1240.41 1238.31 1236.29 1234.36

c) Analisis SEM (Scanning Electron Microscopy) Hasil SEM membran selulosa asetat dari

limbah kertas dengan perbandingan sebesar 1 g:16 mL dan 1 g:32 mL dapat ditunjukkan pada

Gambar 3. Berdasarkan Gambar 5 dapat diketahui bahwa permukaan membran selulosa asetat

Page 6: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

dengan perbandingan 1 g:16 mL mempunyai pori lebih banyak dibandingkan perbandingan 1

g:32 mL.

(a) (b)

Gambar 3 Hasil SEM Membran Selulosa Asetat (Pelarut Diklorometana) dengan Pembesaran

5000x pada Perbandingan: (a) 1 g:16 mL dan (b) 1 g:32 mL

7

PEMBAHASAN A. Tahap Delignifikasi pada Pembuatan Membran Selulosa Asetat dari Limbah

Kertas Tahap delignifikasi berfungsi untuk menghilangkan lignin atau mereduksi jumlah

komponen selain selulosa. Tahap ini menghasilkan komponen utama selulosa yang akan

dimodifikasi menjadi selulosa asetat. Pada tahap delignifikasi, larutan NaOH 0,25 M bertujuan

untuk menyerang, merusak struktur lignin, menyebabkan penggembungan struktur selulosa, dan

dapat melarutkan lignin (Heradewi, 2007). Campuran direfluks dengan menggunakan campuran

asam sulfat 1,5 M dan etanol 20% (v/v). Etanol berfungsi untuk mempercepat proses penetrasi

larutan pemasak ke dalam serpihan kertas, selain itu juga dapat mengurangi tegangan permukaan

larutan pemasak pada suhu tinggi (Heradewi, 2007). Kertas hasil refluks dicuci dengan aquades,

kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 45⁰C, hal ini dimaksudkan untuk menjaga serat-

serat selulosa tidak putus. B. Tahap Asetilasi dan Hidrolisis Proses asetilasi diawali dengan

melakukan tahap aktivasi yang bertujuan untuk menarik air yang masih tersisa di dalam selulosa

dan dapat menggembungkan serat-serat selulosa sehingga dapat meningkatkan reaktivitas

selulosa (Desiyarni, 2006). Pada penelitian ini dilakukan variasi volume asam asetat glasial yaitu

16 mL dan 32 mL, dimaksudkan dapat mempengaruhi kecepatan reaksi asetilasi yang

berlangsung dan bentuk dari pencetakan membran selulosa asetat. Penambahan katalis H2SO4

bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi antara gugus hidroksil pada selulosa. Reaksi

asetilasi bersifat eksoterm, sehingga suhu yang digunakan tidak boleh lebih dari 50⁰C dan

penambahan anhidrida asetat dilakukan tetes demi tetes. Tahap akhir dari proses asetilasi adalah

tahap hidrolisis, yang bertujuan untuk menghilangkan sebagian gugus asetil dari selulosa. Pada

tahap ini selulosa asetat mengalami penggumpalan. Pengeringan padatan selulosa asetat

dilakukan pada suhu 45⁰C bertujuan untuk menjaga serat-serat selulosa asetat agar tidak

Page 7: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

terdegradasi pada suhu tinggi. C. Karakterisasi Selulosa dan Selulosa Asetat a) Penetapan Kadar

Air Selulosa dengan Perbandingan Massa Selulosa dan Volume Asam Asetat Glasial 1 g:16 mL

dan 1 g:32 mL Penetapan kadar air dilakukan pada serbuk selulosa dengan sumber selulosa dari

limbah kertas dan selulosa komersial. Tujuan penetapan kadar air untuk mengetahui kandungan

air dalam selulosa. Menurut Ullman’s Ensiklopedia (1999) kadar air selulosa yang baik berkisar

antara 4-7%. Nilai kadar air selulosa dari limbah kertas (Tabel 1) dengan perbandingan 1 g:32

mL lebih besar daripada perbandingan 1 g:16 mL, sedangkan untuk selulosa dari selulosa

komersial pada perbandingan 1g:16 mL nilai kadar air lebih besar daripada perbandingan 1g :32

mL. Hal ini mungkin disebabkan pada proses pengeringan selulosa di dalam oven kurang

maksimal, tetapi nilai ini sudah menunjukkan kadar air yang baik kecuali nilai kadar air selulosa

dari selulosa komersial perbandingan 1 g:32 mL. Penetapan kadar air pada selulosa asetat juga

dilakukan, selulosa asetat yang digunakan dalam bentuk serbuk berwarna putih kecoklatan.

Perbandingan yang

8

digunakan juga sama yaitu 1g:16 mL dan 1g:32 mL. Penetapan kadar air pada selulosa asetat ini

digunakan dalam perhitungan penentuan kadar asetil selulosa asetat. b) Penetapan Kadar Asetil

Selulosa Asetat dengan Perbandingan Massa Selulosa dan Asam Asetat Glasial 1 g:16 mL dan 1

g:32 mL Penetapan kadar asetil selulosa asetat bertujuan untuk mengetahui pelarut yang cocok

untuk melarutkan selulosa asetat. Kadar asetil berpengaruh terhadap pelarut yang digunakan

untuk proses pembuatan membran selulosa asetat. Kadar asetil selulosa asetat dari limbah kertas

dan selulosa komersial (Tabel 1) dengan perbandingan 1 g:16 mL pelarut yang sesuai adalah

aseton, sedangkan pada perbandingan 1 g:32 mL pelarut yang sesuai adalah diklorometana. c)

Analisis FT-IR (Fourier Transformation Infra Red) Selulosa Asetat Hasil Sintesis Analisis FT-IR

(Fourier Transformation Infra Red) mampu mengidentifikasi serapan-serapan khas untuk

masing-masing gugus fungsi yang terkandung di dalam sampel. Berdasarkan Gambar 1 dan 2

adanya puncak-puncak pada bilangan gelombang tersebut, reaksi asetilasi telah berhasil

dilakukan yaitu dengan munculnya pita serapan gugus –C=O pada ester dan asetil. Selain kedua

gugus tersebut, puncak pada bilangan gelombang tertentu juga menunjukkan pita serapan pada

gugus –OH, dengan adanya gugus –OH tersebut menunjukkan dalam selulosa asetat masih

banyak gugus –OH yang belum terasetilasi. Pada perbandingan 1 g:16 mL pita serapan pada

Page 8: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

gugus –OH lebih kuat dan besar dibandingkan perbandingan 1 g:32 mL, hal ini dikarenakan pada

waktu proses pengeringan belum maksimal, sehingga masih ada kandungan air dalam selulosa

asetat tersebut. Berdasarkan Gambar 1 adanya puncak-puncak pada bilangan gelombang

tersebut, proses asetilasi selulosa asetat telah berhasil. Gugus –C=O pada ester dan gugus asetil

yang dihasilkan pada perbandingan 1 g:32 mL menunjukkan puncak lebih kuat pita serapannya

dibandingkan dengan perbandingan 1 g:16 mL, tetapi dilihat dari gugus –OH (Gambar 1 dan 2)

pada perbandingan 1 g:16 mL menunjukkan puncak lebih kuat pita serapannya dibandingkan

dengan perbandingan 1 g:32 mL, hal ini menunjukkan bahwa masih banyak gugus hidroksil

yang belum terasetilasi. d) Analisis SEM (Scanning Electron Microscopy) Membran Selulosa

Asetat Analisis SEM merupakan salah satu analisis untuk mengetahui karakteristik permukaan

dari suatu membran, dan dengan SEM dapat diketahui pori-pori yang terdapat pada membran

selulosa asetat yang dihasilkan. Analisis SEM pada penelitian ini dilakukan pada membran

selulosa asetat dari limbah kertas yang berhasil dicetak dan dapat lepas dari cetakan. Membran

tersebut menggunakan pelarut diklorometana. Hasil SEM membran selulosa asetat dari limbah

kertas dengan perbandingan sebesar 1g:16 mL dan 1g:32 mL ditunjukkan pada Gambar 3.

Berdasarkan hasil SEM pada Gambar 3, membran selulosa asetat memperlihatkan struktur

permukaan pori-pori yang tidak seragam tetapi rapat. Membran selulosa asetat dengan

perbandingan 1 g:16 mL menunjukkan jumlah pori yang banyak, sedangkan untuk membran

dengan perbandingan 1 g:32 mL memperlihatkan jumlah pori yang sedikit dan besar. Perbedaan

hasil SEM pada kedua perbandingan tersebut disebabkan pada waktu proses pemerataan

membran

9

diatas pelat kaca yang tidak rata dan penguapan pelarut yang cepat akan membentuk pori yang

besar. Selain itu suhu ruang yang tidak stabil akan membentuk pori yang tidak merata, karena

suhu ruang juga berpengaruh pada proses penguapan (Tresnawati,2006). Sebagai pembanding,

pada penelitian Rahmasari (2011) tentang membran selulosa asetat (pelarut aseton) dari limbah

kertas dengan perbandingan 1g:4 mL dan 1g:8 mL. Hasil SEM diperbesar sampai 1000x yang

ditunjukkan pada Gambar 4.

(a) (b)

Page 9: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

Gambar 4 Hasil SEM Membran Selulosa Asetat (Pelarut Aseton) dengan Pembesaran 1000x

pada Perbandingan: (a) 1 g:4 mL dan (b) 1 g:8 mL (Sumber: Rahmasari, 2011)

Berdasarkan Gambar 4 hasil SEM membran selulosa asetat (pelarut aseton) dengan

perbandingan 1g:4 mL dan 1g:8 mL memperlihatkan serat-serat kertas yang masih tampak. Hal

ini dikarenakan lembaran yang dihasilkan sebenarnya belum terbentuk sebagai suatu membran.

Membran selulosa asetat dengan perbandingan 1g:16 mL dan 1g:32 mL memberikan hasil yang

berbeda jika dibandingkan dengan membran hasil sintesis oleh Rahmasari (2011). Membran

hasil penelitian ini sudah tidak terlihat serat dari kertas (hasil analisis SEM), kering, tidak rapuh,

dan mudah dilepas. Hal ini disebabkan pengaruh perbandingan massa selulosa dan volume asam

asetat glasial yang digunakan, serta jenis pelarut untuk pencetakan membran. e) Pengaruh Jenis

Pelarut pada Pencetakan Membran Selulosa Asetat Berdasarkan nilai kadar asetil yang

diperoleh serbuk selulosa asetat yang dihasilkan dapat larut dalam aseton atau diklorometana.

Dalam pelarut aseton, hasil membran selulosa asetat (1 g:16 mL dan 1 g:32 mL) yang diperoleh

sama dengan hasil penelitian Rahmasari (2011) yaitu berupa lembaran berwarna putih, kering,

dan retak. Hal ini dikarenakan pembentukan matriks membran tidak mempunyai kekuatan yang

cukup. Untuk pelarut diklorometana, membran selulosa asetat (1 g:16 mL dan 1 g:32 mL) yang

dihasilkan berupa lembaran menyerupai plastik berwarna putih, tipis, tidak rata, dan kering.

Membran dengan pelarut diklorometana digunakan untuk analisis SEM. Selain aseton dan

diklorometana, variasi pelarut yang lain ditujukan untuk memperoleh membran dengan kualitas

baik. Dalam penelitian ini

10

membran dengan variasi pelarut (campuran aseton dan diklorometana) tidak memberikan hasil

membran yang cukup bagus, hal ini dikarenakan kelarutan selulosa asetat dalam campuran

pelarut aseton dan diklorometana kurang homogen. Selain dilakukan variasi pelarut juga

ditambahkan dengan PEG sebagai pendukung pembentukan membran dan penyeragam pori-pori.

Dari keseluruhan membran selulosa asetat yang dihasilkan, secara fisik perbedaan membran

belum terlihat secara jelas, hanya dengan analisis SEM perbedaan membran dapat dilihat

terutama pori-pori membran. Membran yang kering dan retak disebabkan waktu pemerataan

membran selulosa asetat di atas pelat kaca, masih banyak gelembung yang terperangkap di

dalamnya. Membran selulosa asetat (pelarut diklorometana) pada penelitian ini memberikan

Page 10: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

hasil secara fisik yang cukup baik yaitu berbentuk lembaran putih menyerupai plastik, kering,

dapat lepas dari kaca, tidak retak, dan tidak rapuh. Selain itu dilihat dari analisis SEM

menunjukkan adanya pori-pori dan serat dari kertas yang sudah tidak terlihat. Hasil penelitian ini

menunjukkan pembuatan membran selulosa asetat dari limbah kertas telah memperbaiki

membran yang dimodifikasi oleh Rahmasari (2011).

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Pengaruh perbandingan selulosa dan asam asetat

glasial yaitu 1 g:16 mL dan 1 g:32 mL terhadap karakterisasi meliputi kadar air selulosa masing-

masing sebesar 4,55% dan 6,27%; dan kadar asetil dari selulosa asetat masing-masing sebesar

41,59% dan 48,59%. Analisis FT-IR pada kedua perbandingan muncul pita serapan khas dari

gugus C=O pada ester dan gugus asetil. Analisis SEM dari membran selulosa asetat (pelarut

diklorometana) menunjukkan serat dari kertas sudah tidak terlihat. Membran dengan

perbandingan 1 g:16 mL pori-pori terlihat lebih banyak dibandingkan dengan perbandingan 1

g:32 mL. Membran selulosa asetat dari limbah kertas pada kedua perbandingan menggunakan

variasi pelarut menghasilkan membran yang kering, tidak rapuh, dan dalam proses

pengeringannya membutuhkan waktu yang tidak sama.

Saran Pembuatan atau pencetakan membran selulosa asetat dari limbah kertas sebaiknya

menggunakan pelarut diklorometana. Dan perlu ditentukan kadar lignin dan selulosa.

DAFTAR RUJUKAN

Asri, A. 2012. Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Waktu Delignifikasi Pembuatan Membran

Selulosa Asetat dari Limbah Kertas untuk Pemisahan Gas NOx Asap Rokok. Skripsi tidak

diterbitkan. Malang: FMIPA UM Desiyarni. 2006. Perancangan Proses Pembuatan Selulosa

Asetat dari Selulosa Mikrobial untuk Membran Ultrafiltrasi. Disertasi tidak diterbitkan. Bogor:

IPB. Fahmi, M.S., Amin, F., & Cahyani, R.D. 2009. Modifikasi Limbah Kertas sebagai Bahan

Baku Membran Alternatif dalam Mengatasi Dampak Krisis Ekonomi Global. PKM-GT. Bogor:

Institut Pertanian Bogor.

11

Fengel, d & Wegener, g. 1983. Kayu: kimia, ultrastruktur, reaksi-reaksi. Terjemahan

Sastrohamidjojo, h. 1995. Yogyakarta: gadjah mada university press. Heradewi. 2007. Isolasi

Lignin dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit

Page 11: Perkembangan Teknologi Membran Sebagai Pengolah Limbah Dewasa Ini Sangat Pesat Dan Banyak Digunakan Dalam Proses Pemisahan

(TKKS). Skripsi tidak diterbitkan. Bogor: Fakultas Teknik Pertanian IPB. Khoirunnisa’, W.J.

2012. Pengaruh Temperatur dan Waktu Asetilasi dalam Pembuatan Selulosa Asetat dari Limbah

Kertas sebagai Membran Pemisah Gas NOx Asap Rokok. Skripsi tidak diterbitkan. Malang:

FMIPA UM. Lindu, M., Puspitasari, T., & Ismi, E. 2008. Sintesis dan Uji Kemampuan

Membran Selulosa Asetat dari Nata de Coco sebagai Membran Ultrafiltrasi untuk Menyisihkan

Zat Warna pada Air Limbah Artifisal. 4(4): 107-112. Rahmasari, M. 2011. Studi Awal

Pemanfaatan Limbah Kertas sebagai Membran Selulosa Asetat dalam Pemisahan Gas NOx dari

Asap Rokok. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: FMIPA UM. Surgayani, R. U. 2008.

Peningkatan Mutu Membran Komposit Nanopori Selulosa Asetat-Polistirena Menggunakan

Poli(etilena glikol)-200. Skripsi tidak diterbitkan. Bogor: FMIPA IPB. Tresnawati, A. 2006.

Kajian Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier dan Mikroskop Susuran Elektron

Membran Selulosa Asetat dari Limbah Nanas. Skripsi tidak diterbitkan. Bogor: FMIPA IPB.

Ulfa, M. 2011. Studi Awal Pembuatan Membran Selulosa Asetat dari Kapas dengan Variasi

Volume Reaktan untuk Menurunkan Kadar Gas NOx pada Asap Rokok. Skripsi tidak

diterbitkan. Malang: FMIPA UM. Winahyu, T.K. 2011. Pembuatan Membran Selulosa Asetat

dari Nata De Coco untuk Memisahkan Gas NOx pada Asap Rokok. Skripsi tidak diterbitkan.

Malang: FMIPA UM.