Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 11, No. 2, Desember 2021: 73-80 e-ISSN: 2715-9116 DOI: 10.37209/jtbbt.v11i2
* Corresponding author : 73 Email: feerzet.achmad@tk.itera.ac.id DOI: http://dx.doi.org/10.37209/jtbbt.v11i2.282

## PEMBUATAN KITOSAN DARI LIMBAH KULIT UDANG DAN PEMANFAATANNYA SEBAGAI KOAGULAN ALAMI PADA PENJERNIHAN AIR

## PRODUCTION OF CHITOSAN FROM SHRIMP SHELL WASTE AND ITS UTILIZATION AS A NATURAL COAGULANT FOR WATER PURIFICATION
Feerzet Achmad 1* , Mutiara Fajar 2 , Irene Seventina Lubis 2 , Suhartono 3 , Suharto 4
1 Teknik Kimia. Institut Teknologi Sumatera, Lampung 35365, Indonesia
2 Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sumatera, Lampung 35365, Indonesia
3 Teknik Kimia, Universitas Jenderal Achmad Yani, Cimahi 40533, Indonesia
4 BRIN Tanjung Bintang, Lampung 35361, Indonesia
Diterima: 17 September 2021  Direvisi: 18 Oktober 2021 Disetujui: 12 November 2021

## ABSTRAK
Limbah kulit  udang menjadi  sampah yang  pemanfaatannya kurang maksimal  jika tidak diolah dengan baik. Kandungan kitin yang tinggi pada kulit udang bisa diolah menjadi kitosan dengan proses deasetilasi. Kitosan adalah senyawa  turunan  dari  kitin  yang  bisa  dijadikan  sebagai  koagulan  dalam  proses  penjernihan  air.  Tujuan  dari penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh variasi dosis koagulan kitosan dalam menjernihkan air. Parameter percobaan  ini  adalah  kekeruhan  dan  TSS.  Percobaan  ini  menggunakan  kitosan  dari  kulit  udang  sebagai  koagulan alami  dan hasil pengujiannya akan dibandingkan  dengan koagulan sintetik PAC. Sampel air yang digunakan pada percobaan  ini  diambil  dari  Sungai  Belawan,  Medan,  Sumatera  Utara.  Air  baku  ini  memiliki  kekeruhan  70,7  NTU dan total suspended solid 60,0 mg/L. Variasi dosis yang digunakan adalah 1, 2, 3, 4, 5, dan 6 ppm. Berdasarkan uji FTIR,  nilai  derajat  deasetilasi  kitosan  1  (hasil  penelitian)  mirip  dengan  kitosan  2  (komersial).  Kitosan  1  memiliki derajat deasetilasi  82,69% dan kitosan 2   memiliki  derajat asetilasi  83,43%. Persen penurunan kekeruhan tertinggi yaitu  kitosan  1  pada  dosis  1  ppm  dengan  penurunan  mencapai  92%  dan  kekeruhan  sebesar  4,08  NTU.  Kitosan  2 dapat  menurunkan  kekeruhan  hingga  3,72  NTU  dengan  penurunan  94%.  Sedangkan  PAC  dapat  menurunkan kekeruhan sampai dengan 16,3 NTU dengan persen penurunan 78%, pada dosis 6 ppm.
Kata kunci : kulit udang, kitosan, koagulan, derajat deasetilasi, jar test .

## ABSTRACT
Shrimp shells become waste whose utilization is not optimal if not processed properly. Shrimp shell contains 25-40%  protein,  45-50%  calcium  carbonate,  and  15-20%  chitin.  The  high  chitin  content  in  shrimp  shells  can  be processed into chitosan by deacylation process. Chitosan is a derivative of chitin which can be used as a coagulant in  the  water  purification  process.  The  purpose  of  this  study  was  to  analyze  the  effect  of  variations  in  the concentration of chitosan coagulant in water purification. The parameters of this experiment are turbidity and TSS. This experiment uses chitosan from shrimp shells as a natural coagulant and the test results will be compared with synthetic coagulant PAC. The water samples used in  this experiment  were taken from the Belawan River, Medan, North Sumatra. The raw water had a turbidity of 70.7 NTU and the total suspended solid of 60 mg/L. Based on the FTIR analysis, the value of the deacetylation degree of chitosan 1 (this research) is more or less the same as that of chitosan 2 (commercial product). Chitosan 1 has a degree of deacetylation of 82.69% and chitosan 2 has a degree of  deacetylation  of  83.43%.  The  decrease  in  turbidity  in  water  treatment  using  chitosan  1  at  a  concentration  of  1 ppm  was  92%  with  the  final  turbidity  of  4.08  NTU.  Using  chitosan  2,  the  decrease  in  turbidity  was  down  to  3.72 NTU  or  a  decrease  of  94%.  The  use  PAC  reduced  turbidity  to  16.3  NTU  or  percentage  of  78%,  at  a  dosage  of 6 ppm.
Keywords: shrimp shell, chitosan, coagulants, degree of deacetylation, jar test.

## PENDAHULUAN
Koagulan  yang  sering  digunakan  dalam berbagai industri penjernihan air atau limbah cair antara lain adalah alum/tawas (Al 2 (SO 4 ) 3 , Sodium Aluminat (NaAlO 2 ), dan Poly Aluminum Chloride (Al 2 (OH) 6n Cl n .xH 2 O, PAC) [1]. Sebagai contoh  PDAM  (Perusahaan  Daerah  Air  Minum) Tirtanadi  Sunggal,  Medan,  Sumatera  Utara menggunakan PAC.
Dalam  penggunaannya  sebagai  penjernih air  minum,  koagulan  dari  bahan  kimia  memiliki dampak  negatif  bagi  lingkungan,  salah  satunya adalah timbulnya limbah lumpur yang sulit untuk terdegradasi,  dan  juga  dapat  menimbulkan berbagai  macam  gangguan  kesehatan.  Beberapa studi  melaporkan  bahwa  senyawa  alum  dapat memicu  penyakit Alzheimer dan  juga  memiliki sifat neurotoksisitas [2].  Karena  itu,  diperlukan suatu  koagulan  ramah  lingkungan  dan  tidak berdampak negatif bagi kesehatan. Salah satunya adalah  koagulan  dari  bahan  alami.  Koagulan alami ini mengandung polimer organik atau biasa disebut  biopolimer  yang  diproduksi  dari  bagian hewan, jaringan tanaman atau mikroorganisme.
Kulit  udang,  limbah  yang  pemanfaatannya kurang,  mengandung  kira-kira:  25-40  %  protein, 45-50  %  kalsium  karbonat,  dan  15-20%  kitin. Kandungan  kitin  dalam  kulit  udang  ini  dapat diubah menjadi kitosan dengan proses deasetilasi. Selanjutnya  kitosan  dapat  dijadikan  koagulan alami  penjernih  air  pengganti  koagulan  sintetik. Kitosan  sebagai  koagulan  alternatif  memiliki beberapa  keunggulan,  misalnya  tidak  beracun, dan  mudah  terdegradasi.  Dengan  demikian produksi  kitosan  dari  kulit  udang  juga  dapat meningkatkan nilai ekonomis limbah ini [3].
Penelitian  ini  ditujukan  untuk  membuat kitosan  dari  kulit  udang,  kemudian  hasilnya digunakan  untuk  penjernihan  air  baku.  Pada penjernihan air baku, dilakukan analisis pengaruh dosis  koagulan  alami  kitosan  dari  limbah  kulit udang vename terhadap  hasil  penjernihan  yang dinyatakan dalam parameter kekeruhan dan Total Suspended Solid (TSS).
Karakterisasi  kitosan  hasil  penelitian  ini ( kitosan  1 )  dibandingkan  terhadap  kitosan komersial  ( kitosan  2 ).  Hasil  penjernihan  kedua macam  kitosan  ini  dibandingkan  terhadap  hasil penjernihan  dengan  PAC.  Karakterisasi  meliputi kandungan  gugus  fungsi  dan  derajat  deasetilasi (DD),  yang  dianalisis  dengan  FTIR (Fourier Transform Infra Red) .

## BAHAN DAN METODE
Alat-alat  yang  dipakai  pada  penelitian  ini diantaranya: labu ukur 100 mL, gelas beker 1000 mL, ball  mill ,  pipet  ukur  10  mL,  spatula, timbangan  analitik,  kuvet,  kertas  lakmus, termometer,  ayakan 100-mesh , turbidity  meter , unir Jar  Test ,  corong  kaca,  kertas  saring, aluminium foil , desikator, oven, dan hot plate . Bahan  penelitian  ini  adalah:  limbah  kulit udang vename yang didapatkan dari pedagang di pasar  tradisional  di  Medan,  akuades,  larutan NaOH 6 % dan 50 %, HCl 1 N, asam asetat 1%. Larutan  PAC  1%,  yang  digunakan  sebagai pembanding.  Sampel  air  berasal  dari  air  baku PDAM  Tirtanadi  Sunggal,  Medan,  Sumatera Utara. Air baku diambil dari Sungai Belawan.
Penelitian  terdiri  dari  tahapan  utama: pembuatan  kitosan  dari  kulit  udang,  pelarutan kitosan, karakterisasi kitosan, pengambilan sampel air, dan uji penjernihan.

## a. Pembuatan Kitosan
Pembuatan kitosan dari limbah kulit udang adalah  proses  demineralisasi,  deproteinasi  dan deasetilasi.  Demineralisasi  dilakukan  dengan perendaman  kulit  udang  dalam  HCl  1  N.  Rasio kulit  udang/HCL  adalah  1:10  (b/v).  Rendaman ini  dipanaskan  pada  temperatur  80 ° C  selama  1 jam sambil diaduk.
Deproteinasi dilakukan dengan perendaman  kulit  udang  hasil  demineralisasi dalam  NaOH  6%  dan  dilanjutkan  dalam  NaOH 50%  dengan  rasio  1:10  (b/v).  Rendaman  ini dipanaskan pada temperatur 100 o C selama 2 jam sambil diaduk.
Deasetilasi (perubahan kitin menjadi kitosan)  terjadi  pada  perendaman  kulit  udang hasil  deproteinasi  dalam  asam  asetat,  dengan rasio  1:10  (b/v).  Rendaman  ini  dipanaskan  pada temperatur 110 ° C selama 2 jam terus diaduk. Setelah setiap akhir tahapan proses di atas, rendaman didinginkan selama 30 menit, kemudian  disaring.  Padatan  di  atas  kain penyaring  dicuci  dengan  akuades  sampai  pH netral.  Kemudian  kulit  udang  dikeringkan  di dalam oven pada temperatur 80 o C selama 12 jam dan ditimbang [14].

## b. Larutan Kitosan
Serbuk kitosan dari kulit udang sebanyak 1 gram  lalu  dilarutkan  ke  dalam  100  mL  asam asetat  1%  untuk  membuat  larutan  kitosan  1%. Selanjutnya  larutan  kitosan  digunakan  untuk
penjernihan  1000  mL  air  sampel.  Dosis  kitosan pada  penjernihan  divariasikan:  1  ppm,  2  ppm,  3 ppm, 4 ppm, 5 ppm, dan 6 ppm.

## c. Karakterisasi Kitosan dengan FTIR
Karakterisasi kitosan menggunakan spektrometer FTIR merek Shimadzu.
Derajat  deasetilasi  (DD)  menunjukkan banyaknya gugus  amino  bebas  pada  polisakarida kitosan.  Nilai  DD  kitosan  dilihat  dari  spektrum FTIR dengan menghitung persen transmitan pada bilangan  gelombang  tertentu.  DD  ditentukan untuk  mengetahui  seberapa  besar  kitin  yang sudah  berubah  menjadi  kitosan.  Perhitungan  DD mengikuti persamaan (1) berikut ini.
% DD = (1 − A1655 A3450 ) × 100% (1) dengan: DD =  Derajat Deasetilasi (%) (A1665) Amida =  %T  pada  1655  cm -1 pada pita amida (A3450) Hidroksil =  %T  pada  3450  cm -1 pada pita hidroksil

## d. Sampel Air
Sampel  air  diambil  dari  Sungai  Belawan sebanyak  60  L  (3  ember  @  20  L).  Pengambilan sampel air mengikuti metode purposive sampling yang  berpedoman  pada  SNI  7828:2012  tentang Kualitas air, Bagian 5: Pengambilan Contoh Air Minum dari Instalasi Pengolahan Air dan Sistem Jaringan Distribusi Perpipaan .
e. Pengujian Kekeruhan dengan Jar Test
Uji Jar  test ditujukan  untuk  menentukan dosis  koagulan  yang  tepat.  Proses  uji Jar  Test dilakukan berdasarkan panduan tata cara Jar Test yang  dipakai  di  PDAM  Tirtanadi  Sunggal. Percobaan Jar test dilakukan dengan variasi dosis kitosan 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm, 4 ppm, 5 ppm, dan 6  ppm.  Air  baku  sebanyak  1000  mL  diisi  pada masing-masing gelas beker.
Alat Jar  Test dioperasikan  dengan putaran 140 rpm selama 5 menit (pengadukan cepat), lalu dilanjutkan  dengan  putaran  30  rpm  selama  10 menit  (pengadukan  lambat).  Alat Jar  Test lalu didiamkan  selama  20  menit  untuk  proses flokulasi.  Kekeruhan  sebelum  dan  sesudah Jar Test diukur dengan Turbidity Meter .
Dosis  koagulan  dan  persentase  penurunan kekeruhan  dihitung  dari  persentase  penurunan kekeruhan yang dihitung menggunakan persamaan (2) dan persamaan (3) .
Dosis = Kons. k oagulan (ppm) × Vol. sampel (mL) 1000 mg/L (2)
Persentase Penurunan Kekeruhan = A − B A × 100% (3) dengan:
A  =  Nilai  kekeruhan  awal  sebelum  penambahan koagulan
B  =  Nilai  kekeruhan  akhir  setelah  penambahan koagulan.

## f. Pengukuran TSS
Analisis nilai TSS (Total Suspended Solid) menggunakan  metode  gravimetri  berdasarkan SNI  6989.3:2019  tentang  cara  uji  padatan tersuspensi  TSS  secara  gravimetri.  Perhitungan nilai TSS menggunakan persamaan (4) .
TSS (mg/L) = (B − A) × 1000 Volume sampel (mL) (4)
dengan:
A =  Berat kertas saring + residu kering (mg) B =  Berat kertas saring (mg)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## a. Hasil Produksi Kitosan
Setelah pengeringan, kulit udang sebanyak 500  g  dihaluskan  menggunakan ball  mill ,  lalu diayak  menggunakan  ayakan  100- mesh .  Operasi ini  mengkibatkan  penurunan  massa,  dari  500  g kulit udang asal, menjadi 18,17 gram serbuk kulit udang.  Proses  demineralisasi  dan  deproteinasi menghasilkan  68%  kitin  sebanyak  8,71  gram. Proses  selanjutnya,  deasetilasi  menghasilkan kitosan  sebanyak  5,80  gram.  Hasil  neraca  massa penelitian  ini  dibandingkan  terhadap  data pustaka, dan disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 . Perbandingan Hasil Pengolahan Kulit Udang menjadi Kitosan
Jika  dihitung  mulai  dari  serbuk  kulit udang, yield penelitian  ini  sedikit  lebih  besar daripada penelitian lain. Perbedaan yield mungkin  disebabkan  karena  penggunaan  bahan baku  kulit  udang  yang  berupa  serbuk  yang memberi perpindahan massa lebih baik.
No. Kulit Udang (g) Kitin (g) Kitosan (g) Yield (%) Ref. 1 50,00 14,20 11,25 22,50 [14] 2 50,00 15,23 13,74 27,48 [15] 3 18,17 (hasil ayakan) 8,71 5,80 31,90 peneli- tian ini
Perbedaan  jenis  udang,  dan  perbedaan  proses pembuatan  kitosan  juga  dapat  mempengaruhi nilai yield pada  kitosan  [6].  Kehilangan  bahan juga bisa terjadi akibat kehilangan massa polimer saat  deasetilasi,  dan  hilangnya  partikel  kitosan saat pencucian [22].

## b. Karakterisasi Kitosan menggunakan FTIR
Hasil  spektrum  FTIR kitosan  1  (penelitian ini)  dan  kitosan  2  (komersial)  disajikan  pada Gambar  1. Kitosan  hasil  penelitian  ini  mirip dengan kitosan komersial 2. Keduanya mengandung  gugus  hidroksil  (O-H)  pada bilangan  gelombang  3392  cm -1 ,  alkana  (C-H) pada  bilangan  gelombang  2882  cm -1 ,  amina (NH 2 )  pada  bilangan  gelombang  1627  cm -1 ,  dan C-O  pada  bilangan  gelombang  1151  cm -1 .  Hasil karakterisasi  juga  disajikan  Tabel  2. Struktur molekul kitosan dan posisi masing-masing gugus fungsi [7] ditampilkan pada Gambar 2.
Gambar 1 . Hasil Uji FTIR untuk Kitosan 1 (Garis Hitam) dan Kitosan 2 (Garis Biru)
Tabel 2. Hasil Karakterisasi FTIR
No. Ikatan Gugus Fungsi %T (cm -1 ) Kitosan 1 Kitosan 2 1 O-H Hidroksil 3392 3439 2 C-H Alkana 2885 2874 3 NH 2 Amina 1627 1579 4 C-O C-O 1151 1141
Gambar 2. Struktur Molekul Kitosan dan Posisi Gugus Fungsinya [7]
c. Perbandingan DD Kitosan 1 dan Kitosan 2
Derajat  deasetilasi  (DD)  didefinisikan sebagai  suatu  parameter  lepasnya  gugus  asetil dari kitin. Derajat deasetilasi merupakan parameter  penting  yang  mempengaruhi  sifat kitosan  seperti  kelarutan,  reaktivitas  kimia,  dan kemudahan biodegradasi.
Perbandingan  karakteristik  kitosan  1  dan kitosan  2  disajikan  pada  Tabel  3. Kedua  kitosan menunjukkan nilai DD hampir sama: larut dalam asam  asetat,  tekstur  berbentuk  serbuk,  tidak mempunyai bau.
Tabel 3 . Sifat Fisik Kitosan 1 dan Kitosan 2
Parameter Kitosan 1 (penelitian ini) Kitosan 2 (komersiil) Kelarutan dlm. asam asetat Larut Larut Tekstur Serbuk Serbuk Warna Putih Putih Bau Tidak Berbau Tidak Berbau Derajat Deasetilasi 82,69% 83,43% Serbuk 100- mesh 50- mesh

## Penampakan fisik
Derajat deasetilasi pada kitosan 1 (83,63%) sedikit  berbeda  terhadap  kitosan  2  (82,69%). Ukuran partikel bahan baku mungkin mengakibatkan  perbedaan  derajat  deasetilasi [19].
Nilai  derajat  deasetilasi  kitosan  ditentukan oleh  beberapa  faktor  yaitu  konsentrasi  NaOH, temperatur  dan  lama  proses  deasetilasinya  [7, 14].  Konsentrasi  NaOH  yang  tinggi  akan mengakibatkan  laju  reaksi  semakin  cepat sehingga  akan  menghasilkan  gugus  OH - yang tinggi  dan  pelepasan  gugus  CH 3 COO – yang makin  tinggi.  Akhirnya  gugus  amida  pada kitosan semakin banyak.
Waktu reaksi juga menyebabkan terjadinya degradasi kitosan yang ditandai dengan menurunnya  viskositas.  Semakin  tinggi  derajat deasetilasinya  maka  semakin  banyak  gugus amino  pada  rantai  molekul  kitosan  sehingga kitosan akan semakin reaktif [1].

## d. Karakteristik Air Sungai Belawan
Sampel  air  yang  dipakai  adalah  air  baku yang  akan  diolah  pada  pengolahan  air  minum PDAM  Tirtanadi  Sunggal  dari  Sungai  Belawan,
Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 11, No. 2, Desember 2021: 73-80 e-ISSN: 2715-9116 DOI: 10.37209/jtbbt
Sumatera  Utara.  Kekeruhan  dan  nilai  TSS  air baku  disajikan  pada  Tabel  4.  Jelas  air  baku  dari Sungai Belawan tidak layak sebagai air minum.
Tabel 4 . Hasil Uji Awal Kekeruhan dan TSS
Parameter Satuan Hasil Pemeriksaan Baku Mutu Kekeruhan NTU 70,7 5 * TSS mg/L 60,0 50 ** * PerMenKes No. 492/ MENKES/PER/IV/2010
** PP. No 82 tahun 2001

## e. Penurunan Kekeruhan
Dari  nilai  awal  kekeruhan  air  baku  70,7 NTU  (Tabel  4),  koagulasi  dengan  kitosan  1  dan kitosan  2  dapat  menurunkan  kekeruhan  secara nyata (Gambar 3). Cukup dengan dosis kitosan 1 ppm,  kekeruhan  air  dapat  mencapai  baku  mutu PerMenKes  no. 492,  tahun 2010 . Kitosan 1 dan kitosan  2  memberi  efek  yang  sama  pada penurunan  kekeruhan.  Yang  mengherankan penambahan  dosis  kitosan  dari  1  ppm  ke  atas, kekeruhan  kembali  bertambah.  Kemungkinan kenaikan  kekeruhan  pada  kenaikan  dosis  ini diakibatkan  hilangnya  kestabilan  gaya  tarik menarik flok [8-10].
Gambar 3 . Pengaruh dosis koagulan terhadap
(a) nilai kekeruhan
(b) persen penurunan kekeruhan
Penggunaan PAC, yang biasa digunakan di PDAM,  memberi  kecenderungan  sebaliknya, yaitu kenaikan dosis PAC menurunkan kekeruhan. Penggunaan PAC di PDAM, biasanya pada  dosis  20  ppm  untuk  mencapai  kekeruhan yang  sesuai  baku  mutu menurut  PerMenKes  No. 492  tahun  2010.  Konsentrasi  PAC  optimal  yang diperoleh peneliti lain adalah 10-20 ppm [11, 12]. Pembentukan  flok  yang  padat  mulai  pada konsentrasi  PAC  di  atas  10  ppm  [12].  Pada penelitian  ini,  dosis  koagulan  hanya  diamati sampai dengan 6 ppm.
Sewajarnya, persen  penurunan kekeruhan mengikuti  kebalikan nilai  kekeruhan : kekeruhan makin turun , persen penurunan kekeruhan makin tinggi (Gambar 3 (a) dan (b)).

## f. Penurunan TSS
Nilai  TSS  pada  air  baku  sebelum penambahan  koagulan  adalah  sebesar  60  mg/L (Tabel  4). Penambahan  kitosan-1  dengan  dosis  1 sampai dengan 6 ppm mengakibatkan penurunan TSS.  Penambahan  kitosan  dengan  dosis  hanya  1 ppm, nilai TSS turun sampai dengan 8 mg/L jauh di  bawah    baku  mutu  20  mg/L.  Penambahan dosis  kitosan  lebih  lanjut  ternyata  menaikkan kembali  nilai  TSS  (Gambar  4),  atau  terjadi deflokulasi.
Gambar 4 . Pengaruh Dosis Koagulan terhadap (a) TSS (b) persen penurunan TSS
0 5 10 15 20 25 30 0 1 2 3 4 5 6 K ek eru h an (N T U ) Dosis Koagulan (ppm) Kitosan 1 Kitosan 2 PAC (a) 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 Pe rs en Pe n
u ru n an (% ) Dosis Koagulan (ppm) Kitosan 1 Kitosan 2 PAC (b) 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 T SS (m g /L ) Dosis Koagulan (ppm) Kitosan 1 Kitosan 2 PAC (a) 0 20 40 60 80 100 1 2 3 4 5 6 Pe n u ru n an T SS ( % ) Dosis Koagulan (ppm) Kitosan 1 Kitosan 2 PAC (b)
Pengamatan  lebih  lanjut  menunjukkan bahwa  peningkatan  dosis  PAC  mengakibatkan penurunan  nilai  PAC.  Tetapi  untuk  mencapai baku  mutu  nilai  TSS,  dosis  PAC  cukup  2  ppm saja.
Keefektifan  koagulan  kitosan  kulit  udang dalam penurunan konsentrasi TSS juga didukung oleh  penelitian  Pratama,  dkk.  [18].  Pada penelitian  tersebut,  bio-koagulan  berasal  dari pengolahan  cangkang  kerang.  Dosis  yang diperlukan  relatif  tinggi:  penurunan    nilai  TSS dari  212  mg/L  menjadi  55  mg/L  memerlukan doses  koagulan  dari  cangkang  kerang 250  mg/L. Persen  penurunan  nilai  TSS  dengan  koagulan berbahan  baku  cangkang  kepiting  tersebut  kira- kira  78%,  penurunan  nilai  TSS  hasil  penelitian ini mencapai 87%.
Secara  mendasar,  penambahan  koagulan harus tepat. Kelebihan koagulan dapat mengakibatkan  kelebihan  ion  positif  dari  bio- koagulan.  Hal  ini,  selanjutnya  mengakibatkan terjadinya  deflokulasi.  Dosis  optimum  berbeda antara  satu  koagulan  dengan  lainnya.  Proses koagulasi  dan  flokulasi  juga  sangat  dipengaruhi oleh  kecepatan  pengadukan  yang  pada  akhirnya mempengaruhi  ukuran  dan  keseragaman  ukuran partikel flok [8] .
g. Analisis Biaya Pengolahan Air Minum
Hasil-hasil  percobaan  (Tabel  1)  dapat diekstrapolasi:  10  kg  kulit  udang vaneme dapat diolah menjadi 3,19 kg kitosan. Berdasarkan data BPS  tahun  2019,  produksi  udang  dalam ton/tahun:  (i)  Provinsi  Jawa  Barat  12.843,  (ii) Provinsi  Lampung  1.898,  dan  (iii)  Provinsi Sumatera  Utara  13.953.  Total  potensi  teoritik ketersediaan  kulit  udang  dapat  mencapai  11.478 ton/tahun,  atau  40%  dari  produksi  udang  28.940 ton/tahun [15]. Artinya terdapat potensi produksi kitosan  sebanyak  (ton/tahun):  Jawa  Barat  1.638, Lampung 242, dan Sumatera Utara 1.780. Upaya pemanfaatan kulit udang ini juga akan membantu pengurangan masalah limbah.
Dengan  basis  10  kg  kulit  udang, harganya dapat diasumsikan sebesar Rp 20.000. Pengolahannya  menjadi  kitosan  memerlukan  (i)
3,65 L HCl  1N  (harga  Rp  100.000/L)  dan  30  kg NaOH  (harga  Rp  50.000/kg)  [20].  Dengan demikian secara sederhana, harga kitosan 1 (hasil penelitian  ini)  adalah  Rp  590.409/kg,  sedangkan harga kitosan 2 (komersiil) adalah Rp 625.000/kg [20].  Biaya  produksi  kitosan  1  sedikit  lebih murah  daripada  harga  kitosan  2.  Analisis  biaya bahan penjernihan air disajikan pada Tabel 5.
Perbandingan  biaya  pengadaan  koagulan kitosan  1,  kitosan  2  dan  PAC  disusun  untuk kapasitas  pengolahan  air  baku  144.000  L/jam [21]. Tingginya biaya produksi kitosan disebabkan  penggunaan  bahan  kimia  dalam penelitian  di  laboratorium.  Tetapi  perlu  diingat bahwa  kitosan  tidak  beracun  dan  dapat membantu  penyelesaian  masalah  limbah,  serta peningkatan  nilai  tambah  kulit  udang  maupun cangkang kepiting [3].
Biaya operasi produksi kitosan 1, mungkin dapat  diturunkan  dengan  pengembangan  proses berikut ini.
1. Penggunaan  bahan  kimia  altiernatif.  Bahan kimia  HCl  pada  proses  demineralisasi  (harga Rp 100.000/L) dapat  digantikan dengan  asam asetat  (harga  Rp  58.000/L)  dan  sedangkan bahan  kimia  NaOH  pada  proses  deproteinasi (harga  Rp  50.000/kg)    dapat  digantikan dengan  Ca(OH) 2 (harga  Rp  10.000/kg)  [20]. Penggantian  bahan  kimia  yang  digunakan disebabkan karena mempunyai sifat asam atau basa  yang  hampir  sama.  Namun  penggantian bahan  kimia  ini  dapat  mengakibatkan  proses pengolahan menjadi lebih lama dan yield yang dihasilkan lebih rendah [1].
2. Penggilingan kulit udang menjadi serbuk yang lebih  halus  sehingga  proses  demineralisasi, deproteinasi dan deasetilasi dapat berlangsung lebih  cepat,  homogen  dan  efisien.  Kitosan dalam  bentuk  serbuk  yang  halus  juga  akan membantu kecepatan proses pengeringan, dan luas permukaan kontak makin besar. Sehingga proses-proses  dalam  pembuatan  kitosan  akan semakin baik juga [8, 13, 22].
Tabel 5. Perbandingan Biaya Koagulan, Basis Air Baku 144.000 L/jam [21]
No. Jenis Koagulan Kons. (mg/L) Konsumsi (kg/jam) Kebutuhan (kg/bulan) Harga, (Rp/kg) Biaya Koagulan (Rp/bulan) Ref. 1. PAC 20 2.880 2.073.600 16.000 33.177.600.000 [10] 2. Kitosan 1 1 144 103.680 590.409   61.213.580.828   Penelitian ini 3. Kitosan 2 1 144 103.680 625.000   64.800.000.000
Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 11, No. 2, Desember 2021: 73-80 e-ISSN: 2715-9116 DOI: 10.37209/jtbbt
Konsentrasi  bahan  kimia  yang  digunakan pada  kondisi  optimal  sehingga  pemakaian  bahan kimia  lebih  tepat  dan  efisien.  Pengurangan  atau penambahan  konsentrasi  dan  atau  volume  bahan kimia yang dipakai pada proses pembuatan kitosan ini merupakan solusi lain dalam menurunkan biaya produksi namun  diperkirakan yield yang  diperoleh lebih  sedikit.  Menurut  Hossain,  2014,  bahwa kenaikan  konsentrasi  HCl  dari  2  N  menjadi  6  N dapat mengakibatkan penurunan yield [22].

## KESIMPULAN DAN SARAN
Koagulan  kitosan  hasil  penelitian  ini  teruji memiliki  karakteristik  sama  dengan  kitosan komersial,  dalam  hal  komposisi  gugus  fungsi  dan derajat  deasetilasi.  Penggunaan  kitosan  hasil penelitian ini dapat menjernihkan dan menurunkan kadar  TSS  air  baku  dengan  dosis  hanya  pada kisaran  1-2  ppm.  Sedangkan  penggunaan  PAC sebagai pembanding dalam penelitian ini, memerlukan dosis yang lebih tinggi.
Biaya  produksi  bio-koagulan,  kitosan  dari kulit  udang,  sangat  tinggi  karena  penggunaan bahan  kimia  dan  prosedur  standar  laboratorium. Proses  produksi  bio-koagulan  dari  kulit  udang perlu    dikembangkan  agar  biaya  produksi  bio- koagulan dapat turun.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  diucapkan  kepada  PDAM Tirtanadi  Sunggal,  Medan,  Sumatera  Utara  atas fasilitas  yang  diberikan  dalam  penelitian  ini  dan Institut  Teknologi  Sumatera  atas  bantuan  dana penelitian nomor 134g/IT9.C1/PP/2018.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Cahyono,  E.    “Karakteristik  Kitosan  Dari Limbah  Cangkang  Udang  Windu”, Jurnal Akuatika  Indonesia ,  vol.  3.  No.  2,  pp.  96- 102, 2018.
[2] D,  Ariyanto,  “Analisis  Kebutuhan  Air
Bersih  dan  Ketersediaan  Air  Bersih  di  IPA Sumur  Dalam  Banjar  Sari  PDAM  Kota Surakarta  Terhadap  Jumlah  Pelanggan”, 2007. http://digilib.unhas.ac.id/uploaded_files/tem porary/DigitalCollection/MjNhYTdmM2Fh
MDQ4MjQ5NTRjZGZmMTI0YTY3YjJiM 2MxYjI1YjEwNg==.pdf
[3] D, Gaib, “Perencanaan Peningkatan
Kapasitas  Produksi  Air  Bersih  Ibu  Kota Kecamatan  Nuangan”, Jurnal  Sipil  Statik , vol. 1-24, No.8, pp. 481-490. 2016.
[4] S,  Katayon,  “Effect  of  Natural  Coagulan Application  on  Microfiltration  Performance in  Treatment  on  Secondary  Oxidation  Pond Effluent”, Desanilation ,  vol.  204,  pp.  204  – 212, 2007.
[5] E,  Aulia.  “Pemanfaatan  Limbah  Cangkang
Kepiting sebagai Biokoagulan untuk Menurunkan  Parameter  Pencemar  COD  dan TSS  pada  Limbah  Industri  Tahu”, Jurnal Teknik Lingkungan , vol. 5, pp. 1-10, 2016. [6] A, Davidson,. “Pemanfaatan  Limbah Cangkang Kerang Lokan sebagai
Biokoagulan untuk Menurunkan Fosfat pada Limbah  Cair  Laundry”, Jurnal  Online Mahasiwa , vol. 5, no.1, pp. 1-5, 2018.
[7] Hendrawati.    “Penggunaan  Kitosan  sebagai Koagulan  Alami  dalam  Perbaikan  Kualitas Air Danau”, Jurnal Kimia VALENSI , vol. 1, no.  1,  pp.  54-57,      2015.  http://dx.doi.org /10.15408/jkv.v0i0.3148.
[8] Lia,
Hanayani, “Utilization and
Characterization of Oyster Shell as Chitosan and  Nanochitosan”, Jurnal  Kimia Sains  dan Aplikasi ,  vol.  21,  no.4,  pp.  224-231,  2018. https://doi.org?10.14710/jksa.21.4.
[9] Mulkan,  Hambali.  “Pembuatan  Kitosan  dan Pemanfaatannya  sebagai  Agen  Koagulasi dan  Flokulasi”, Jurnal  Teknik  Kimia ,  vol.
23, no. 2, 2017.
[10] Mary, Selintung. “Studi Efektivitas Penggunaan  PAC  dan  Kitosan  dalam Pengolahan  Air  Baku  Sungai  Jeneberang”,
Jurnal Teknik Lingkungan , vol 1, no.4, pp.5- 8, 2017. [11] Shabriyani, Hatma. “Optimalisasi Penggunaan  Kitosan  Limbah  Kulit  Udang Vannamei sebagai Koagulan dalam Perbaikan  Kualitas  Air  Danau”, Jurnal Indonesia  Sosial  Sains ,  vol.2,  No.2.  2021.
http://jiss.publikasiindonesia.id. [12] Mardiyah, Kurniasih, “Sintesis dan Karakterisasi  Fisika  Kimia  Kitosan”, Jurnal Inovasi , vol. 5 No.1, pp. 42-48. 2011.
[13] Bhari,  Syaiful.  “Derajat  Deasetilasi  Kitosan dari  Cangkang  Kerang  Darah  dengan Penambahan NaOH secara Bertahap”, Jurnal Riset Kimia , vol. 1, pp. 36-42. 2015.
[14] M,  Manuntun.  “Potensi  Khitin/Kitosan  dari Kulit  Udang  sebagai  Biokoagulan  Penjernih Air”, Jurnal  Kimia ,  vol.  5,  pp.  182-188.
2011.
[15] Mustafiah.  “Pemanfaatan  Kitosan  dari Limbah  Kulit  Udang  sebagai  Koagulan Penjernih  Air”, Jurnal  Teknik  Kimia ,  vol.
03. No.01, pp 27-32. 2018.
[16] Cecilia, Triastiningrum. “Perbandingan
Kemampuan  Kitosan  dari  Limbah  Kulit Udang  dengan  Aluminium  Sulfat  untuk Menurunkan Kekeruhan Air dari Outlet Bak Prasedimentasi  IPAM  Ngagel  II”,  Jurnal Teknik ITS, Vol.1, No.2, 2016.
[17] A,  Zidni.  “Pembuatan  dan  Karakterisasi Kitosan  Kulit  Udang  Galah”, Jurnal  Kimia ,
vol. 2, No.1, pp. 10-16. 2019.
[18] E,  J,  Dompeipen.  “Isolasi  dan  Identifikasi Kitin  dan  Kitosan  dari  Kulit  Udang  Windu dengan  Spektroskopi  Inframerah”, Majalah
Biam , vol. 1, pp. 31-41, 2017.
[19] Pratama,  Aditya.  “Penggunaan  Cangkang Udang sebagai Biokoagulan untuk Menurunkan  Kadar  TSS,  Kekeruhan,  dan Fosfat  pada  Air  Limbah  Usaha  Laundry”,
Jurnal Teknik Lingkungan , Vol. 5, No.2, pp. 4-8, 2016.
[20] https://shopee.co.id/product/12464814/9770 6442?smtt=0.223626381-1658117207.9
[21] PDAM  Tirtanadi,  Medan,  Sumatera  Utara. Website: https://pdamtirtanadi.co.id/
[22] Hossain,  M.  S.  and  Iqbal,  A. “ Production and characterization of chitosan from shrimp waste”, J.  Bangladesh  Agril.  Univ .  Vol.  12, No.1, pp. 153–160. 2014