Viskositas Teknik Kimia

16
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Dasar Teori II.1.1. Kekentalan Dinamik dan Kekentalan Kinematik Kekentalan zat cair dapat dibedakan menjadi dua yaitu kekentalan dinamik (μ) atau kekentalan absolute dan kekentalan kinematis (n). Kekentalan dinamik adalah sifat fluida yang menghubungkan tegangan geser dengan gerakan fluida. Kekentalan kinematik adalah perbandingan antara kekentalan atau kekentalan dinamik dengan densitas massa. Kekentalan kinematik dapat terlihat ketika fluida tersebut bergerak karena pergerakkan tersebut membuat fluida mampu mengalirkan energi karena kekentalan kinematik merupakan difusi momentum. Dalam beberapa masalah mengenai gerak zat cair, kekentalan dinamik dihubungkan dengan kekentalan kinematik sebagai berikut: ……………………………….( 2.1 ) Dimana: ν = kekentalan kinematic (Stokes, S) ρ = rapat massa (gram/cm 3 ) Kekentalan kinematik besarnya dipengaruhi oleh temperatur (T), pada temperatur yang tinggi kekentalan kenematik zat cair akan relatif kecil dan dapat diabaikan. Dalam industri perminyakan khususnya minyak pelumas dikenal istilah kekentalan, karena kekentalan merupakan sifat paling penting bagi minyak pelumas khususnya dan bahan pelumas umumnya, karena sifat ini menunjukkan kemampuan untuk melumasi sesuatu dan kemampuan suatu fluida untuk mengalir. Pada gambar 1 menunjukkan pendefenisian kekentalan dinamik menurut Hukum Newton tentang aliran viskos. Suatu permukaan bergerak relatif dengan kecepatan u terhadap permukaan lain dimana diantara kedua permukaan ditempatkan suatu lapisan tipis fluida. Kekentalan didefenisikan sebagai besarnya tahanan fluida untuk mengalir di bawah pengaruh tekanan yang dikenakan dan besarnya harga kekentalan merupakan perbandingan antara tegangan geser yang bekerja dengan kadar geseran (rate of shear). II-1

Transcript of Viskositas Teknik Kimia

Page 1: Viskositas Teknik Kimia

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Dasar Teori

II.1.1. Kekentalan Dinamik dan Kekentalan Kinematik

Kekentalan zat cair dapat dibedakan menjadi dua yaitu kekentalan dinamik (μ) atau

kekentalan absolute dan kekentalan kinematis (n). Kekentalan dinamik adalah sifat fluida yang

menghubungkan tegangan geser dengan gerakan fluida. Kekentalan kinematik adalah

perbandingan antara kekentalan atau kekentalan dinamik dengan densitas massa. Kekentalan

kinematik dapat terlihat ketika fluida tersebut bergerak karena pergerakkan tersebut membuat

fluida mampu mengalirkan energi karena kekentalan kinematik merupakan difusi momentum.

Dalam beberapa masalah mengenai gerak zat cair, kekentalan dinamik dihubungkan dengan

kekentalan kinematik sebagai berikut:

……………………………….( 2.1 )

Dimana:

ν = kekentalan kinematic (Stokes, S)

ρ = rapat massa (gram/cm3)

Kekentalan kinematik besarnya dipengaruhi oleh temperatur (T), pada temperatur yang

tinggi kekentalan kenematik zat cair akan relatif kecil dan dapat diabaikan.

Dalam industri perminyakan khususnya minyak pelumas dikenal istilah kekentalan,

karena kekentalan merupakan sifat paling penting bagi minyak pelumas khususnya dan bahan

pelumas umumnya, karena sifat ini menunjukkan kemampuan untuk melumasi sesuatu dan

kemampuan suatu fluida untuk mengalir. Pada gambar 1 menunjukkan pendefenisian

kekentalan dinamik menurut Hukum Newton tentang aliran viskos. Suatu permukaan bergerak

relatif dengan kecepatan u terhadap permukaan lain dimana diantara kedua permukaan

ditempatkan

suatu lapisan tipis fluida. Kekentalan didefenisikan sebagai besarnya tahanan fluida untuk

mengalir di bawah pengaruh tekanan yang dikenakan dan besarnya harga kekentalan merupakan

perbandingan antara tegangan geser yang bekerja dengan kadar geseran (rate of shear).

II-1

Page 2: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

Gambar II.1 Bidang paralel yang menggambarkan aliran viskos dari Fluida Newtonian.

Dari gambar 1 secara matematis dapat ditulis:

…………………………….( 2.2 )

Dimana:

τ = tegangan geser fluida (N/m)

π = kekentalan dinamik (Poise, P)

u = kecepatan relatif permukaan (m/det)

h = tebal lapisan pelumasan (m)

Sehingga kekentalan dinamik dapat ditulis:

………………………………..( 2.3 )

Kekentalan dinamik disebut juga dengan kekentalan absolut, sementara kadar geseran

adalah du/dy. Jika kekentalan dinamik dibagi dengan rapat massa pada temperatur yang sama

hasilnya disebut kekentalan kinematik.

Formula untuk pengukuran viskositas menurut Hoeppler adalah :

..……………...........…. ( 2.4 )

Dimana:

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS SURABAYA

II-2

Page 3: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

µ = kekentalan dinamik (cP)

ρ1 = massa jenis bola uji (gram/cm3)

ρ1 = massa jenis fluida (gram/cm3)

K = Konstanta bola uji (mPa.s. cm3/gr.s)

Berdasarkan postulat Newton:

……………….………….. ( 2.5 )

Catatan: ηo merupakan konstanta proporsional, disebut juga kekentalan absolut(μ)

Dimana:

A = luas area, 2πrola

u = kecepatan, ro.ω

……………………...…… ( 2.6 )

Maka torsi yang terjadi pada silinder bagian dalam adalah:

………………….. ( 2.7 )

Didapat kekentalan dinamik/absolut:

…………………………..( 2.8)

Dalam satuan cgs, tegangan geser adalah dalam dyne/cm2 dan kadar geseran dalam det-1,

maka satuan kekentalan dinamik adalah poise disingkat P. Sedangkan satuan rapat massa

gram/cm3 sehingga satuan kekentalan kinematik adalah stokes disingkat St. Satuan yang paling

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA

II-3

Page 4: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

umum dalam industri perminyakan adalah centipoise disingkat cP dan centistoke disingkat cSt,

dimana 1 P = 100 cP dan 1 St =100 cSt. Dalam satuan SI, untuk kekentalan dinamis adalah N

det/m2 atau kg/m det dan satuan kekentalan kinematik adalah m2/det. Dengan demikian

diperoleh hubungan satuan-satuan:

1 P = 10-1 N det/m2

1 cP = 10-3 N det/m2

1 St = 10-4 m2/detik

1 cST = 10-6 m2/detik

Dalam satuan British untuk kekentalan dinamik dikenal satuan lbf.s/in2 (pound-force

second per square inch) yang disebut juga dengan reyn, yang diberikan untuk penghormatan

terhadap Sir Osborne Reynolds. Hubungan antara reyn dan centipoise:

1 reyn = 1 lbf.s/in2 = 7,03 kgf.s/m2

1 reyn = 6,9 . 106 cP

Kekentalan juga dapat/pernah dinyatakan dengan unit sebagai berikut:

• Kekentalan Redwood

Secara teknis Redwood viscosity bukanlah satuan untuk kekentalan melainkan waktu alir.

Itu adalah jumlah waktu yang diperlukan 50 ml minyak untuk mengalir melalui cerobong

saluran berbentuk mangkuk (cup-shaped funnel) akibat gaya beratnya sendiri.

• Kekentalan Saybolt (Saybolt viscosity)

Saybolt viscosity secara teknis adalah waktu alir dan hal tersebut juga bukan satuan

kekentalan, karena memiliki cara yang sama dalam pengukurannya dengan Redwood

viscosity. Metode ini pernah menjadi metode standar pada ASTM.

• Kekentalan Engler (Engler viscosity)

Engler viscosity juga merupakan waktu alir dengan metode hampir sama dengan Redwood

viscosity, tetapi hasilnya dinyatakan dengan derajat, waktu alir sampel minyak terhadap

yang diukur air pada temperatur yang sama. Hal ini diterapkan hanya di hampir seluruh

Eropa, tetapi secara berangsur-angsur mulai ditinggalkan.

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS SURABAYA

II-4

Page 5: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

II.1.2. Contoh klasifikasi viskositas pada minyak pelumas.

1. Klasifikasi Kekentalan Menurut ISO

Sistem klasifikasi kekentalan minyak pelumas menurut ISO (International Standard

Organization) adalah berdasarkan kekentalan kinematik, dalam satuan centistokes (cSt), pada

daerah (range) kekentalan pada temperatur 40. Setiap daerah kekentalan diidentifikasi dengan

angka ISO VG (Viscosity Grade) atau derajat kekentalan ISO, dimana kekentalan tersebut

merupakan kekentalan kinematik rata-rata pada daerah tersebut (midpoint kinematic viscosity).

Untuk mendapatkan nilai kekentalannya , harus dihitung 10% dari nilai rata-rata kekentalan

kinematiknya. Misalnya ISO VG 100 mempunyai kekentalan rata-rata 100 cSt, dimana batas

kekentalannya adalah 90 cSt untuk minimum dan 110 cSt untuk maksimum. Nilai kekentalan

menurut ISO untuk minyak pelumas dapat dilihat pada gambar grafik dan tabel berikut, yang

dikutip dari dokumen ISO 3448 ”Industrial Liquid Lubricants – ISO Viscosity Classification”.

Gambar II.2 Kekentalan minyak pelumas menurut dokumen ISO 3448 pada tekanan atmosfer.

(sumber: Lubrication and Reliability Handbook, by M.J.Neale)

Nilai kekentalan pada gambar diatas dapat dilihat pada tabel di bawah, untuk nilai kekentalan

pada suhu 40 °C. Nilai untuk harga kekentalan kinematik minyak pelumas pada 40 °C menurut

dokumen ISO 3448.

Tabel II.1. Klasifikasi kekentalan ISO minyak pelumas pada suhu 40 °C

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA

II-5

Page 6: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

Angka derajat

kekentalan ISO

Harga tengah kekentalan,

cSt pada 40°C

Batas kekentalan kinematik, cSt

pada 40°CMinimum Maksimum

ISO VG2 2,2 1,98 2,42ISO VG3 3,2 2,88 3,52ISO VG5 4,6 4,14 5,06ISO VG7 6,8 6,12 7,48ISO VG10 10 9 11ISO VG15 15 13,5 16,5ISO VG22 22 19,8 24,2ISO VG32 32 28,8 35,2ISO VG46 46 41,4 50,6ISO VG68 68 61,2 74,8ISO VG100 100 90 110ISO VG150 150 135 165ISO VG220 220 198 242ISO VG320 320 288 352ISO VG460 460 4174 506ISO VG680 680 612 748ISO VG1000 1000 900 1100ISO VG1500 1500 1350 1650

(sumber: Prinsip pelumasan dan minyak pelumas mineral, A. Halim Nasution)

2. Klasifikasi Kekentalan Menurut SAE

Sistem klasifikasi ini disusun oleh SAE (Society of Automotive Engineers), dalam SAE

J300 SEP80 pertama kali dilaporkan Divisi Anekaragam (Miscellaneous Division), disetujui

pada Juni 1911, dan direvisi kembali oleh suatu komite pada September 1980. Walaupun sistem

kekentalan ini disusun oleh SAE, klasifikasi kekentalan minyak pelumas bukan hanya untuk

otomotif, melainkan semua tipe penggunaan minyak pelumas termasuk industri, kapal laut dan

pesawat udara. Klasifikasi SAE merupakan klasifikasi untuk minyak pelumas mesin-mesin

secara rheologi saja. Karakteristik lain dari minyak pelumas tidak termasuk. Praktek yang

dianjurkan ini ditujukan untuk penggunaan oleh pabrik pembuat mesin-mesin dalam

menentukan derajat kekentalan minyak pelumas yang akan direkomendasikan untuk

penggunaan mesin-mesin yang diproduksi, dan oleh perusahaan minyak dalam merumuskan

dan memberi label produksi mereka.

II.1.3 Bahan yang digunakan

1. MESRAN SUPER SAE 20W-50

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS SURABAYA

II-6

Page 7: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

MESRAN SUPER SAE 20W-50 adalah pelumas mesin bensin yang diproduksi dari

bahan dasar pelumas berkualitas tinggi. Mengandung aditif detergent dispersant, anti

oksidasi, anti aus dan mempunyai sifat-sifat melindungi dan memelihara kebersihan

torak,mencegah terbentuknya sludge (endapan lumpur), mampu mengurangi keausan pada

bagian-bagian yang bergerak terutama pada katup dengan baik. MESRAN SUPER SAE

20W-50 mengandung bahan aditif khusus sehingga memiliki kekentalan ganda (multigrade),

menjadikan pelumas ini mudah bersirkulasi. Mesin mudah dihidupkan pada waktu mesin

dingin dan suhu rendah serta tetap mempunyai kekentalan yang sangat baik saat

pengoperasian pada suhu dan kecepatan tinggi.

• TINGKATAN MUTU

MESRAN SUPER SAE 20W-50 memenuhi persyaratan API SG/CD dan JASO

MA.

• KEMAMPUAN KERJA

Keistimewaan Mesran Super ini ditunjukkan dengan kemampuan kerjanya

yang telah memenuhi persyaratan API Service SG/CDdan tidak perlu tambahan aditif.

• PENGGUNAAN

MESRAN SUPER SAE 20W-50 ini dianjurkan dipakai pada mesin kendaraan

dan sepeda motor yang diproduksi dalam tahun 90an yang membutuhkan pelumas

dengan kualifikasi kinerja yang tinggi. Pelumas ini juga cocok untuk melumasi sistem

transmisi sepeda motor 2 Tak.

• Mesran Super memiliki keunggulan-keunggulan :

• Memiliki kekentalan ganda, mantap pada suhu tinggi dan rendah sehingga mesin

mudah dihidupkan pada suhu rendah dan pelumasan yang baik pada suhu tinggi.

• Mampu mengurangi keausan pada bagian-bagian yang bergerak terutama pada

katup dengan baik.

• Mempunyai sifat-sifat melindungi dan memelihara kebersihan torak, mencegah

terbentuknya sludge(endapan lumpur).

• Memberikan perlindungan terhadap pembentukan endapan.

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA

II-7

Page 8: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

• Memiliki ketahanan terhadap degradasi.

• Mempunyai karakteristik tingkat penguapan yang sangat kecil sehingga

konsumsi pelumasnya lebih hemat.

Tabel II.2 Karakteristik Mesran Super

Characteristics Test MethodMESRAN SUPER SAE

20W-50SAE Viscosity Grade

Density at 15°C, kg/l

Kinematic Viscosity :

- at 40°C, cSt

- at 100°°C, cSt

Viscosity index

ASTM Colour

Flash Point (COC), °C

Pour Point, °C

Total Base Number,

mgKOH/g

ASTM D – 4052

ASTM D – 445

ASTM D – 445

ASTM D – 2270

ASTM D – 1500

ASTM D – 92

ASTM D – 5950

ASTM D - 2896

20W – 50

0.8896

158.4

17.58

122

L 3.0

240

-18

7.25

(http://www.pertamina.com/download/lubricants/Passenger%20Car%20Motor%20Oils/MESRAN

%20SUPER%20SAE%2020W-50.pdf)

II.1.4 Indeks Viskositas

Kepekaan suhu terhadap viskositas merupakan hal yang sangat penting. Kenaikan suhu

atau penurunan tekanan akan berakibat melemahkan ikatan molekul fluida serta menurunkan

viskositasnya. Untuk `menerangkan hubungan ini biasanya digunakan angka empiris yang

dinamakan indeks viskositas atau IV. Angka tersebut menunjukkan bahwa bertambah besarnya

angka IV akan bertambah kecil perubahan viskositasnya terhadap perubahan suhu.

Pada mulanya penentuan indeks viskositas ini dilakukan oleh Dean dan Davis pada

tahun 1929 di Amerika Serikat. Caranya ialah dengan mengambil 2 grup minyak bumi yaitu

jenis Pennsylvania dan jenis Gulf Coast. Jenis Pennsylvania merupakan jenis yang kecil

perubahan viskositasnya terhadap perubahan suhu dan jenis ini ditentukan sebagai grup

pembanding yang IV-nya = 100. Sedangkan untuk Gulf Coast yang sangat besar perubahan

viskositasnya terhadap perubahan suhu sebagai grup pembanding yang terkecil yaitu dengan IV

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS SURABAYA

II-8

Page 9: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

= 0. Kemudian IV dihitung dari ketiga minyak ini dengan harga viskositas pada 400C dengan

persamaan :

)(H-LH-U

100=IV ………………………………. ( 2.4 )

)(DH-U

100=IV .............................................. ( 2.5 )

Dimana :

IV = Indeks Viskositas

U = Viskositas kinematika (cST) pada 40oC dari minyak yang dicari IV-nya

L = Viskositas kinematika (cST) pada 40oC dari minyak yang IV = 0, yang mempunyai

viskositas pada 100oC dengan minyak yang IV-nya dicari

H = Viskositas kinematika (cST) pada 40oC dari minyak yang IV = 100, yang

mempunyai viskositas pada 100oC dengan minyak yang IV-nya dicari

D = L-H

• Metode dan Peralatan Uji Viskositas

1. Viskometer Bola Jatuh Menurut Hoeppler

Gambar II.3 Viskometer bola jatuh menurut Hoeppler

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA

II-9

Page 10: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

Viskometer bola jatuh menurut Hoeppler dapat dilihat pada gambar diatas. Salah satu

keuntungan viskometer bola jatuh menurut Hoeppler dibandingkan dengan menurut hukum

Stokes adalah peralatan yang relatif lebih kecil dan adanya kontrol temperatur, artinya

pengukuran dapat dilakukan dengan temperatur yang bervariasi.

2. Viskometer Rotasional

Viskometer rotasional (Rotational Cylindrical Viscometer) terdiri dari dua silinder konsentris

dengan fluida yang terdapat diantara keduanya. Silinder terluar diputar dan torsi diukur pada

silinder yang terdapat di dalam.

Gambar II.4 Viskometer Rotasional

3. Viskometer Pipa Kapiler

Pengukuran kekentalan pada viskometer pipa kapiler Capillary Viscometers) didasarkan

pada pengukuran rata-rata aliran fluida melalui tabung berdiameter kecil/pipa kapiler. Ada

banyak tipe/varian viscometer yang menggunakan prinsip aliran fluida melalui pipa kapiler,

dan viskometer pipa kapiler merupakan viskometer yang memiliki varian paling banyak

dibandingkan dengan tipe viskometer yang lain. Beberapa diantaranya dapat dilihat seperti

pada gambar di bawah.

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS SURABAYA

II-10

Page 11: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

Gambar II.5 Beberapa jenis tipe viscometer pipa kapiler.

Gambar II.6 Penampang pipa kapiler.

4. Viskometer tipe lain

Selain dari viscometer diatas, masih banyak lagi viscometer tipe lain, beberapa diantaranya

dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar II.7 Stormers Viskometer.

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA

II-11

Page 12: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

Alat stormer viskometer banyak digunakan untuk mengukur viskositas susu kental manis,

produk tomat dan lainnya. Prinsip alat ini berdasarkan atas waktu yang diperlukan. Air

merupakan komponen penting dalam bahan makanan karena air dapat mempengaruhi

penampakan, tekstur serta cita rasa makanan. Viskositas air adalah 8.90 × 10−4 Pa•s atau

8.90 × 10−3 dyn•s/cm² pada suhu sekitar 25 °C

Gambar II.8 MacMichael Viscometers.

II.2 Aplikasi Industri

VISKOSITAS DAN BERAT MOLEKUL KITOSAN HASIL REAKSI ENZIMATIS

KITIN DEASETILASE ISOLAT

Penelitian ini bertujuan menganalisis viskositas dan berat molekul kitosan yang

dideasetilasi oleh enzim kitin deasetilase termostabil isolat Bacillus papandayan K29-14 hasil

presipitasi ammonium sulfat 80% jenuh dengan aktivator MgCl 1 mM. Larutan kitosan 1%

diinkubasi dengan kitin deasetilase berkekuatan 0.04 U/mg pada 55oC selama 1 jam. Viskositas

kitosan diukur dengan viskometer Ubbelohde, dan berat molekul berdasarkan persamaan

MarkHouwink.

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS SURABAYA

II-12

Page 13: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

Hasil penelitian menyimpulkan bahwa deasetilasi enzimatis dapat meningkatkan derajat

deasetilasi lebih dari 90% jika derajat easetilasi awalnya lebih dari 70%. Namun, deasetilasi

enzimatis menurunkan viskositas intrinsic dan berat molekul kitosan dari 6.93 ml/g menjadi

4,87 ml/g dan dari 6.06 x 103 menjadi 4.13 x 103.

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia PP Bioteknologi

Institut Pertanian Bogor mulai bulan Januari sampai dengan Desember 2004.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: kitin dari limbah pengolahan

rajungan asal Cirebon. Untuk produksi kitosan digunakan bahan NaOH, HCl, Na-bikarbonat,

asam asetat. Bahan lainnya adalah isolat Bacillus papandayan K29-14 hasil skrining koleksi

Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia PAU Institut Pertanian Bogor, akuades, buffer borat

pH 8, Nabikarbonat 2%, 1 mM EDTA, K2HPO4, NaCl, (NH4)2SO4, MgS, ekstrak kamir, bacto

tripton, bacto agar, glikol kitosan, dan kitin komersial. Untuk pengukuran aktivitas enzim

digunakan glikol kitin sebagai substrat, buffer dengan

pH optimum, NaNO 5%, asam asetat 33%, amonium sulfamat 12.5%, HCI 5%, Indol 0,1%,

etanol absolut, glukosamin standar. Alat yang digunakan adalah inkubator goyang, centrifuge,

pH-meter, alat timbang, pipet mikro, bulb, peralatan gelas, evendorph, fraction collector, kolom

kromatografi DEAE Sephadex A-50, spektrofotometer FDUV, oven, desikator, viskometer

Ubbelohde.

Penelitian pendahuluan dimaksudkan untuk menentukan kondisi optimum proses

deasetilasi yang menghasilkan kitosan dengan derajat deasetilasi minimal 50% dengan

perlakuan perendaman kitin dalam larutan NaOH 50% pada suhu dan waktu perendaman yang

bervariasi yaitu perendaman pada suhu 60°C selama 0,5; 1, 3, dan 24 jam, serta suhu 80°C

selama 0,25; 1, 2, 3 jam. Kitin yang telah direndam dibilas dengan air sampai pH netral dan

dikeringkan kemudian ditentukan derajat deasetilasinya.

Kultur Bacillus papandayan K29-14 diinkubasi dalam media termus pada 55oC selama

dua hari, hasilnya dipanen dengan disentrifugasi 10.000 rpm selama 20 menit. Filtrat bebas sel

diuji unit aktivitas CDA dengan metode Tokuyasu et al. 1996 dan kadar protein dengan metode

Bradford 1976.

Amonium sulfat ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam ekstrak kasar enzim sambil

distirrer sampai kejenuhan 80% (konsentrasi 50-60% b/v). Campuran diendapkan semalam

pada suhu 4oC lalu disentrifugasi pada 8000 rpm selama 15 menit. Pellet yang diperoleh

dilarutkan dalam 0.02 M buffer borat sesuai pH optimum enzim lalu disimpan pada suhu 4°C.

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA

II-13

Page 14: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

Deasetilasi enzimatis menggunakan enzim hasil presipitasi amonium sulfat 80%.

Sebanyak 1 ml soluble kitosan 1% diinkubasi dengan enzim sebanyak 0.005 U/ml dengan

kekuatan 0.04 U/mg kitosan lalu diinkubasi pada 55°C selama

24 jam.

Viskositas kitosan diukur menggunakan Ubbelohde dilution viscometer. Viskositas

terbagi tiga jenis yaitu viskositas spesifik, kinematik, dan intrinsik. Viskositas spesifik dihitung

berdasarkan perbandingan antara kecepatan aliran suatu larutan dengan pelarutnya. Caranya

dengan membuat variasi konsentrasi mulai 20-100% dalam pelarut asam asetat aqueous 0.1 M

dan sodium klorida 0.2 M lalu dimasukkan ke dalam viskometer. Waktu yang dibutuhkan

sampel untuk mengalir antara dua level dalam viskometer dicatat. Sebagai blanko, digunakan

pelarut asam asetat aqueous 0.1 M dan sodium klorida 0.2 M dengan cara yang sama.

Viskositas kinematik diperoleh dengan mempertimbangkan densitas larutan. Viskositas

spesifik dan kinematik dipengaruhi oleh konsentrasi larutan. Viskositas intrinsik dihitung dari

perbandingan antara viskositas spesifik dengan konsentrasi larutan yang diekstrapolasi sehingga

nilai konsentrasi larutan mendekati nol. Dengan demikian nilai kelarutan tidak berpengaruh

terhadap viskositas intrinsik.

Berat molekul kitosan diukur berdasarkan viskositas instrinsik. Larutan kitosan dibuat

dalam variasi konsentrasi 20-100% dalam pelarut asam asetat aqueous 0.1 M dan sodium

klorida 0.2 M lalu dimasukkan ke dalam viskometer.

Data yang diperoleh dipetakan pada grafik terhadap C. Viskositas intrinsic adalah titik pada

grafik yang menunjukkan nilai C=0. Berat molekul ditentukan berdasarkan persamaan Mark-

Houwink (Hwang et al, 1997) yaitu:

[_] = kM

Keterangan:

[_] = viskositas intrinsik

k = konstanta pelarut

_ = konstanta

M = berat molekul

Viskositas intrinsik kitosan menurun dari 6.93 sampai 4.87 ml/g, demikian pula berat

molekul kitosan dari 6.05 sampai 4.13 x 103 karena deasetilasi enzimatis oleh kitin deasetilase

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS SURABAYA

II-14

Page 15: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

berkekuatan 0,04 U/mg isolat Bacillus papandayan K29-14. Deasetilasi enzimatis dapat

meningkatkan derajat deasetilasi di atas 90% apabila derajat deasetilasi awal di atas 70%.

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA

II-15

Page 16: Viskositas Teknik Kimia

BAB II Tinjauan Pustaka

Halama ini sengaja dikosongkan

LABORATORIUM TEKNIK PEMBAKARANPROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA

FTI-ITS SURABAYA

II-16