PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM TESIS.

Transkripsi

1 PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM TESIS Oleh LODDEN SILITONGA /KIM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

2 PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM T E S I S Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Oleh LODDEN SILITONGA /KIM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

3 Judul Tesis : PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM Nama Mahasiswa : LODDEN SILITONGA Nomor Pokok : Program studi : Ilmu Kimia Menyetujui Komisi Pembimbing, Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D Ketua Dr. Yugia Muis, M.Si Anggota Ketua Program Studi, Dekan, Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D Dr. Sutarman, M. Sc Tanggal lulus : 21 juni 2011

4 PERNYATAAN ORISINALITAS PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM T E S I S Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar. Medan, 21 Juni 2011 Penulis, LODDEN SILITONGA NIM

5 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Lodden Silitonga Nomor Pokok : Program Studi : Magister Kimia Jenis karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu penetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Hak Bebas Rotalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul : PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif ini, berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian ppernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 21 Juni 2011 Lodden Silitonga

6 Telah diuji pada Tanggal : 21 Juni 2011 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D Anggota : 1. Dr. Yugia Muis, M.Si 2. Prof. Dr. Harlem Marpaung 3. Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Si. M.Phil 4. Dr. Marpongahtun, M.Si 5. Prof. Dr. Yunazar Manjang

7 PEMBUATAN MATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH AIR KELAPA DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BUAH NANAS MENGGUNAKAN ACETOBACTER XYLINUM ABSTRAK Salah satu manfaat air kelapa adalah untuk pembuatan material selulosa bakteri. Dengan penambahan modifikasi ekstrak buah nanas akan diperoleh polimer material selulosa bakteri ananas yang dapat digunakan untuk keperluan pelapis elektronika. Penelitian dilakukan dengan menggunakan campuran 100 g air kelapa, 10 g sukrosa, 0,5 g urea, kemudian dipanaskan sambil diaduk hingga mendidih. Selanjutnya ditambahkan asam asetat 25 % hingga mencapai ph = 4. Selanjutnya ditambahkan sari buah nanas dengan variasi massa 0 g, 10 g, 20 g, 30 g, 40 g, 50 g. Setelah dingin kedalam campuran ditambahkan 10 ml acetobacter xylinum kemudian di fermentasi selama 7 hari. Material selulosa bakteri yang diperoleh berupa lapisan pelikel yang mengambang pada permukaan media, kemudian lapisan material selulosa bakteri ananas dikeringkan hingga terbentuk lapisan tipis. Kemudian hasil yang diperoleh dilakukan pengujian dengan analisa FT-IR dan Uji tarik. Dari hasil penelitian ini dapat diperoleh hasil yang paling baik adalah dengan variasi 30 g ekstrak buah nanas dengan 70 g limbah air kelapa karena memiliki kekuatan tarik 14,95 MPa dan kemuluran 14,80 %. Kata Kunci : nata de coco, selulosa bakteri, nanas, dan acetobacter xylinum. i

8 BACTERIA FROM MAKING MATERIAL CELLULOSE WITH ADDITION COCONUT WATER WASTE PINEAPPLE FRUIT EXTRACT USING ACETOBACTER XYLINUM ABSTARCT On of the coconut liquid uses is for making material bacterial cellulose. By the modification of both pineaple and strach, that is, they can be used for medical elktonic. This experiment is performed by mixing 100 ml coconut liquid with 10 gr of sucrose, 0,5 gr of fertilizer then, the mixture is stirred and added with 25 % of viniger acid. The mixture will be come ph = 4. The following steps is with massa variation 0 gr, 10 gr, 20 gr, 30 gr, 40 gr, 50 gr. 10 ml of Acetobecter Xylinum is the added o the mixture, nex fermented for 7 days. It resulted in floating pellicle fiberon the media. After the pellicle layers is dried, athin layer is formed. By the FT-IR, and tensile strength analysis test. The best result is found that is, the variation of 30 gr of pineapple with 70 g coconut liquid has the smoothest serface and the higher tensile strength as 14,95 MPa and engolation is 14,80 %. Keywords : nata de coco, bacterial cellulose, ananas, and, Acetobacter xylinum ii

9 KATA PENGANTAR Puji Syukur ke hadirat Tuhan Maha Kuasa yang telah memberikan rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis penelitian yang berjudul Pembuatan Material Selulosa Bakteri dari Limbah Air Kelapa Dengan Penambahan Ekstrak Buah Nanas Menggunakan Aacetobacter Xylinum. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Gubernur Sumatera Utara, H Gatot Pudjonogroho ST c.q. Ketua Bappeda Provinsi Sumatera Utara memberikan beasiswa kepada penulis Sekolah Pascasarjana. sebagai mahasiswa 2. Bapak Rektor, Prof.Dr. dr. Syahril Pasaribu, DT & H.MScz(CTM), Sp.A(K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk memperoleh pendidikan. 3. Ketua Program Studi Kimia Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr Hamonangan Nainggolan selaku Sekretaris Prodi Kimia yang senantiasa memberikan bimbingan dalam perkuliahan. 4. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, selaku Pembimbing Utama dan Ibu Dr. Yugia Muis, M.S, selaku anggota komisi pembimbing tesis yang setiap saat dengan penuh perhatian selalu memberikan bimbingan dan saran dalam penyusunan tesis ini. 5. Rekan- rekan mahasiswa Program Studi Kimia Sekolah Pascasarjana USU angkatan 2009 yang telah banyak membantu penulis selama menjalani perkuliahan dan penelitian. 6. Kepada keluarga, yaitu Istri dan anak-anakku Tersanyang, yang memberikan semangat dengan penuh perhatian, doa restu serta dorongan moril sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Sekolah Pascasarjana USU Medan. Semoga Tuhan selalu menyertai dan melimpahkan berkat dan rahmatnya kepada kita semua dan tesis ini dapat bermanfaat. Medan, Juni 2011 Penulis Lodden Silitonga iii

10 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR i ABSTRAK iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI v DAFTAR GAMBAR vii DAFTAR TABEL vii DAFTAR LAMPIRAN BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Lokasi Penelitian 5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Kelapa Buah Nanas Fermentasi Selulosa Selulosa bakteri Spektrofotometer Fourier Transform Inframerah( FTIR) 12 vii

11 2.7 Kegunaan FTIR Syarat-syarat FTIR 14 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Alat-alat Bahan Prosedur Penelitian Persiapan Substat iv Penyapan Starter Pembuatan selulosa Bakteri Pembuatan Material Selulosa Bakteri dengan Variasi Sari Buah Nanas ,5 Analisis FTIR Uji Tarik Bagan Penelitian sintesa selulosa Bakteri Bagan Pembuatan Selulosa Bakteri Sari Buah Nanas dengan A.Xylinum 20 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisa Spektroskopi Inframerah (FTIR) Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri Tanpa Penambahan Ekstrak Buah Nanas Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 30 ml Ekstrak Buah Nanas Uji Tarik 24 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 31 DAFTAR PUSTAKA 32 LAMPIRAN

12 DAFTAR GAMBAR No. J u d u l Halaman v 1 Struktur kimia Selulosa Uju kekuatan tarik ASTM-D Spektrum FT-IR Material Selulosa Bakteri Tanpa Penambahan Ekstrak Buah Nanas Spektrum FT-IR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 30 ml Ekstrak Buah Nanas Grafik Linier Stroke dan Regangan Grafik Kemuluran dan Kekuatan tarik 28 vi

13 DAFTAR TABEL No. J u d u l Halaman 1 Komposisi Kimia Air Kelapa 7 2 Data pengukuran Sampel Pengujian Tarik 25 3 Data Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran 28 vii

14 DAFTAR LAMPIRAN Nomor J u d u l Halaman 1 Perhitungan kemuluran ( ε ) dan Perhitungan kekuatan tarik ( σ ) L-1 2 Gambar Universal Testing Machine (UTM) adalah Uji Tarik (tensile test) dan Uji Lentur (bending/flexural test) L-2 3 Gambar Buah Nanas yang Sudah Matang L-3 4. Gambar Selulosa Bakteri Setelah Fermentasi L-4 5. Gambar Selulosa Bakteri Sebelum Dikeringkan L-5 6. Gambar Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 10 ml Ekstrak Buah Nanas L-6 7. Gambar Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 20 ml Ekstrak Buah Nanas L-7 8. Gambar Spektrum FTIR Material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 40 ml Ekstrak Buah Nanas L-8 9. Gambar Spektrum FTIR material Selulosa Bakteri dengan Penambahan 50 ml Ekstrak Buah Nanas L-9 viii