## PENDAYAGUNAAN KITOSAN DARI KULIT UDANG SEBAGAI ADSORBEN GAS BUANG KENDARAAN BERMOTOR
Dina Mariana 1) , Sri Rachmawati 1) , Irfan Purnawan 2)
Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta irfan.purnawan@umj.ac.id
ABSTRAK . Kegiatan  industri,  transportasi  dan  pembusukan  sampah  merupakan  sumber dari polusi udara. Polusi udara memberikan kontribusi yang besar bagi bertambahnya tingkat kematian  yang  terjadi  di  seluruh  dunia.  Kitosan  telah  banyak  digunakan  sebagai  adsorben zat dan senyawa berbahaya seperti logam berat, zat warna remazol yellow, logam nikel dari limbah katalis proses pengolahan minyak bumi, ion Cadmium, timbal, tembaga. Kitin dapat diisolasi  dan  ditransformasi  menjadi  kitosan  melalui  proses  deasetilasi.  Kitin  merupakan polisakarida  utama  yang  terdapat pada  kulit  udang,  cangkang kepiting, fungi dan  kerangka luar  serangga.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kemampuan  kitosan  untuk menjerap  gas  buang  kendaraan  bermotor.  Metode  Penelitian  meliputi:  pembuatan  kitosan (berupa  serbuk  dan  membran),  uji  emisi  gas  buang  kendaraan  bermotor,  pembuatan rekayasa  knalpot  sebagai  media  uji  dan  terakhir  adalah  uji  emisi  gas  buang  kendaraan bermotor menggunakan kitosan dengan variasi massa (serbuk) dan variasi jumlah lembaran (membran).  Pada  pengujian  pertama  tahap  ke-1  untuk  serbuk  kitosan  terjadi  penurunan Hidrokarbon  35,82%;  Karbon  monoksida  20%;  Karbon  dioksida  38,27%.  Untuk  membran kitosan  kenaikan  Hidrokarbon  8.96%;  karbon  monoksida  20%;  karbon  dioksida  18,52%, oksigen 0.048%. Saat pengujian pertama tahap ke-2 untuk serbuk kitosan terjadi penurunan Hidrokarbon  15,71%;  Karbon  monoksida  25,92%;  kenaikan  oksigen 2,56%;  CO 2 75%. Namun seiring bertambahnya waktu kontak, justru emisi yang dihasilkan jauh lebih tinggi.
Kata kunci : kitosan, gas buang kendaraan bermotor, adsorpsi, uji emisi

## PENDAHULUAN
Polusi  merupakan  problema  utama  yang tidak bisa dipisahkan dari kota-kota besar, baik  di  negara  berkembang  ataupun  di negara  maju.  Perkembangan  teknologi modern  disamping  dapat  meningkatkan kualitas  hidup  manusia  nyatanya  juga memberikan dampak negatif, diantaranya adalah kerusakan lingkungan yang merupakan ancaman bagi keberlangsungan  hidup  manusia  dan makhluk hidup lainnya. Sumber pencemar di udara  dapat digolongkan  menjadi  2,  yaitu  kegiatan yang bersifat alami (natural) dan kegiatan antropogenik. Contoh sumber alami adalah  akibat  letusan  gunung  berapi, kebakaran  hutan,  dekomposisi  biotik, debu, spora tumbuhan, dan lain sebagainya. Sedangkan pencemaran antropogenik  banyak  dihasilkan  dari aktivitas  transportasi,  industri,  rokok,  dari persampahan,  baik  akibat  dekomposisi ataupun pembakaran, dan rumah tangga.
Penelitian  yang  dilakukan  oleh  David Pimentel,  seorang  pakar  ekologi  dari University  Cornell  di  Amerika  Serikat pada  tahun  2010  memaparkan  bahwa selain  polusi  air  dan  tanah,  polusi  udara memberikan  konttribusi  yang  besar  bagi bertambahnya  tingkat  kematian  yang terjadi diseluruh dunia. Sedikitnya 62 juta jiwa  di  seluruh  dunia  (sekitar  40%  dari total  kematian)  meregang  nyawa  akibat terjadinya polusi udara.
Tingkat polusi di kota-kota besar (khususnya  Jakarta)  dari  tahun  ke  tahun semakin meningkat, bahkan sudah melampaui ambang batas. Polutan udara yang utama adalah gas buang kendaraan bermotor.  Pembakaran  bahan  bakar minyak  pada  kendaraan  bermotor  yang tidak  sempurna  akan  menghasilkan  gas- gas yang berbahaya bagi makhluk hidup. Gas  tersebut  antara  lain  CO  (Karbon Monoksida),  HC  (Hidro  Karbon),  NOx (oksida Nitrogen), partikulat (partikel debu yang  sangat  kecil  ±  0.  01µm  yang terbentuk  dari  senyawa-senyawa  carbon
dan  bahan  kimia  lain),  SO 2 (Sulfur Dioksida),  Pb  (timah  hitam)  (Suharto., 2010).
Salah  satu  cara  yang  dapat  digunakan untuk mengurangi zat pencemar (polutan)
pada lingkungan adalah dengan menggunakan  kitosan  sebagai  adsorben. Kitosan  merupakan  polimer  polisakarida, secara  luas  terdistribusi  di  alam  sebagai material eksokeleton pada udang, kepiting,  lobster,  dan  serangga  serta jumlahnya berlimpah kedua setelah selulosa.
Udang  merupakan  salah  satu  komoditi ekspor  terbaik  Indonesia.  Pada  tahun 2010, Indonesia mengekspor  62. 384 ton udang  ke  Amerika  Serikat,  Jepang,  Uni Eropa  dan  Cina.  Sedangkan  di  tahun 2011  mengekspor  50.  313  ton  udang hanya untuk Amerika Serikat dan Jepang. Untuk  keperluan  eksport,  udang  dalam keadaan  beku atau  berada dalam kemasan kaleng. Sebelumnya kulit udang,  kepala  dan  buntutnya  harus dikupas terlebih dahulu. Hal ini menyebabkan  jumlah  limbah  kulit  udang sangat melimpah.
Kitin merupakan polisakarida utama yang terdapat  pada  kulit  udang,  cangkang kepiting, fungi dan kerangka luar serangga.  Kitin  dapat  diisolasi  dan ditransformasi  menjadi  kitosan  melalui proses deasetilasi.
Kitin  dan  kitosan  dapat  diaplikasikan dalam bidang industri maupun kesehatan, antara  lain  industri  tekstil,  fotografi, kedokteran, fungisida,
kosmetika, pengolahan  pangan  dan  penanganan limbah.  Kitosan  juga  merupakan  bahan baku  pembuatan  membran,  yang  banyak digunakan  untuk  berbagai  kebutuhan filtrasi  atau  separasi.  Selain  itu  kitosan berfungsi sebagai koagulan yang aplikasinya  banyak  digunakan  dalam penanganan limbah. Kitosan ((1, 4)-2-amino-2-Deoksi- β-D-
Glukosa) adalah senyawa turunan kitin
yang hanya dibedakan oleh gugus radikal CH 3 CO- pada struktur polimernya. Dibuat dengan  proses  deasetilasi  menggunakan larutan  basa  kuat.  Kitosan  telah  banyak digunakan  dalam  proses  penyerapan logam berat pada limbah cair.
Lingkungan  sangat  berpotensi  tercemar zat  organik,  anorganik,  maupun  logam berat.  Keberadaan  zat –zat  pencemar tersebut  akan  mengganggu  ekosistem yang  ada,  termasuk  juga  manusia.  Oleh sebab  itu  kelestarian  lingkungan  dari  zat pencemar harus dijaga dan terus mendapatkan  perhatian  dari  masyarakat sekitar,  yang  merupakan  elemen  dari lingkungan  hidup  itu  sendiri.  Salah  satu cara yang dapat digunakan untuk mengurangi zat pencemar pada lingkungan adalah  dengan  menggunakan kitosan sebagai adsorben.
Kitosan  telah  diketahui  dapat  berfungsi sebagai  adsorben  zat  warna  remazol yellow,  logam  nikel  dari  limbah  katalis proses  pengolahan  minyak  bumi,  ion Cadmium,  timbal,  tembaga.  Kemampuan kitosan tersebut disebabkan karena
adanya sifat-sifat kitosan yang dihubungkan  dengan  gugus  amina  dan hidroksil yang terikat, sehingga
menyebabkan
kitosan
mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi dan menyebabkan  sifat  polielektrolit  kation. Akibatnya kitosan dapat berperan sebagai adsorben terhadap logam berat dalam air limbah.
Berdasarkan  uraian  di  atas,  peneliti  ingin menganalisa apakah kitosan dapat menyerap gas hasil pembakaran kendaraan bermotor dengan variasi waktu,  massa  dan  bentuk  kitosan  dan dilakukan  uji  emisi.  Pada  penelitian  ini akan dibuat dua macam bentuk adsorben, yaitu membran dan serbuk kitosan.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Pemurnian kitin dari cangkang udang
Kitin  merupakan  senyawa  karbohidrat yang termasuk dalam polisakarida,
tersusun  atas  monomer-monomer  asetil glukosamin yang saling berikatan dengan ikatan  1,4  beta  membentuk  suatu  unit polimer  linier  yaitu  beta-(1,4)-N-asetil- glukosamin (Pujiastuti, 2001). Kitin merupakan bahan organik utama terdapat pada kelompok hewan seperti, crustaceae, insekta , mollusca dan arthropoda . Kitin diperoleh dengan melakukan  sejumlah  proses  pemurnian.
Proses  isolasi  kitin  terdiri  dari  dua  tahap utama yaitu deproteinasi dan demineralisasi yang bertujuan
menghilangkan  protein  dan  mineral  yang terkandung dalam cangkang.

## Pembuatan bentuk kitosan
Kitin  yang  telah  dihilangkan  gugus asetilnya melalui proses deasetilasi disebut  kitosan.  Kitosan  (2-asetamida- deoksi-D-glukosa)  memiliki  gugus  amina bebas  yang  membuat  polimer  ini  bersifat polikationik, sehingga polimer ini potensial untuk  diaplikasikan  dalam  pengolahan limbah, obat-obatan, pengolahan makanan  dan  bioteknologi  (Savant  dkk., 2000).  Kitosan  tidak  larut  dalam  pelarut alkali  karena  adanya  gugus  amina  (Kim dkk, 2000).
Berdasarkan kedua sifat kimia dan biologi tersebut,  maka  kitosan  mempunyai  sifat fisik  yang  khas  yaitu  mudah  dibentuk menjadi  serbuk,  butiran,  spons,  larutan, gel,  pasta,  membran  dan  serat  yang sangat bermanfaat dalam aplikasinya.
Dimana yang berbentuk membran setelah kering diuji dengan SEM, diukur ketebalan  dan  porositasnya.  Pada  uji porositas  ini,  digunakan  piknometer. Selanjutnya,  piknometer  diisi  aquadest dan ditimbang. Kemudian membran kitosan  direndam  dalam aquades  selama 24 jam, selanjutnya masing-masing membran komposit dipotong-potong kemudian dimasukkan ke dalam piknometer dan ditimbang.
Presentase  porositas  dapat  dihitung dengan menggunakan persamaan:
% 𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠  = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑖𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑟𝑎𝑝 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑚𝑒𝑚𝑏𝑟𝑎𝑛 𝑥 100 %
= 𝑤𝑚𝑏 −𝑤𝑘  / 𝜌 𝑎𝑖𝑟 𝑣𝑚 𝑥 100 %
dimana:  vm    = volume membran = v pikno – volume air wmb  = berat membran basah wk = berat membran kering
Uji emisi gas buang kendaraan bermotor pada sampel Asap  Polusi  Kendaraan  Bermotor  adalah masuknya bahan-bahan pencemar kedalam udara yang dapat mengakibatkan rendahnya
bahkan rusaknya  fungsi  udara.  Pencemaran udara  adalah  kehadiran  satu  atau  lebih substansi  fisik,  kimia,  atau  biologi  di atmosfer  dalam  jumlah  yang  dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan,  dan  tumbuhan  bahkan  rusaknya fungsi  udara.  Melalui  pemeriksaan  emisi dapat diketahui tingkat penaatan terhadap nilai  ambang  batas  emisi  gas  buang sedangkan  melalui  perawatan  kendaraan bermotor dapat diupayakan untuk menurunkan  emisi  gas  buang  kendaraan berrmotor untuk
mengendalikan pencemaran  udara,  memperpanjang  usia kendaraan  dan  menghemat  penggunaan bahan  bakar.  Pencemar  udara  yang ditimbulkan  oleh  kendaraan  bermotor antara  lain  CO  (karbon  monoksida),  HC (hidrokarbon), NOx (Nitrogen Oksida), Pb (Timah Hitam), SO 2 (Sulfur Dioksida) dan lain-lain  yang  kesemuanya  itu  bukan hanya berbahaya bagi kesehatan masyarakat tetapi juga mengancam lingkungan  baik  lokal  maupun  secara global.  Uji  emisi  dilakukan  dengan menggunakan Autocheck Emission .
Uji emisi gas buang kendaraan bermotor pada sampel dengan kitosan
Metode  adsorpsi  merupakan  metode yang  efektif.  Efektivitas  adsorpsi  tidak terlepas dari jenis adsorben yang digunakan.  Kitosan  yang  memiliki  gugus- gugus  fungsional  untuk  mengikat  ion
logam, dapat digunakan sebagai adsorben  yang  ramah  lingkungan.  Selain biaya  adsorben  kitosan  yang  relatif murah,  potensi  kitosan  sebagai  pengikat logam  berat  juga  sangat  besar.  Dalam pengolahan  limbah  cair  industri,  kitosan umumnya  dimanfaatkan  karena  sifatnya yang  dapat  menjerap  logam  berat  dan menjernihkan  limbah  cair  industri.  Dalam bentuk  cair  saja  kitosan  dapat  menjerap, bagaimana  tidak  dalam  bentuk  gas. Dimana partikel  gas  lebih  kecil  dibanding dengan  partikel  cair.  Dimana  gas  buang kendaraan  bermotor  ini  berasal  dari kendaraan  bermotor,  diantaranya  bajaj dan sepeda motor. Kitosan yang digunakan  dalam  bentuk  serbuk  dan membran.  Dimana  untuk  bentuk  serbuk dilakukan dengan variasi massa, sedangkan untuk bentuk membran dilakukan  dengan  variasi  banyaknya lembaran membran. Dengan tujuan untuk mengetahui  yang  lebih  efektif  dalam penjerapan  gas.  Untuk  mengukurnya digunakan Autocheck Emission .

## Pemeriksaan kadar  polutan  gas buang kendaraan  bermotor  yang  terserap oleh kitosan
Awalnya  telah  dilakukan  uji  emisi  tanpa kitosan  untuk  mengetahui  zat  apa  saja yang  terkandung  dalam  gas  buang kendaraan  bermotor  tersebut  beserta kadarnya.  Kemudian  dilakukan  uji  emisi kembali pada sampel yang telah menggunakan  kitosan  baik  dalam  bentuk serbuk  maupun  membran.  Sehingga dapat diketahui perbedaanya, baik dalam penurunan  kadar  ataupun  hilangnya suatu  zat.  Data  dapat  diketahui  secara langsung, karena digunakannya alat ukur uji emisi. Sehingga hanya membandingkan saja antara jenis polutan yang  dihasilkan  serta  kadar  polutan sebelum  dan  sesudah  digunakannya kitosan pada gas buang kendaraan bermotor dari kendaraan
tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakterisasi kitosan dari kulit udang
Tabel 1. Hasil analisa mutu kitosan dari kulit udang
Spesifikasi  Hasil uji Standar Kitosan Kadar air 8.5% ≤ 12% Kadar abu 0.4% ≤ 1.0% Derajat deasetilasi 87.5% ≥ 70% Viskositas 20 cps ≤ 50 cps
Tabel2.  Hasil  Uji  emisi  gas  buang  tanpa dan dengan kitosan Keteranga n Pengujian Ke-1 Pengujian Ke-2
Pengujian Ke-3 H C (p p m) C O ( % ) C O 2 ( % ) O 2 ( % ) H C (p p m) C O ( % ) C O 2 ( % ) O 2 ( % ) H C (p p m) C O ( % ) C O 2 ( % ) O 2 (
% ) Pengujian Tanpa Kitosan 67 0. 2 5 8. 1 2 0. 8 5 67 0. 2 5 8. 1 2 0. 8 5 67 0. 2 5 8. 1 2 0. 8 5 Pengujian Dengan Kitosan (Serbuk) 43 0. 2 5 2 0. 8 5 66 0. 2 7 8. 6 2 0. 8 5 68 0. 2 7 8. 3 2 0. 8 5 Pengujian Dengan Kitosan (Membran) 73 0.
3 9. 6
2 0. 8
6 Pengujian ke-1 Pengujian ke-2 Pengujian ke-3 Massa serbuk 12 gram 12 gram 12 gram Waktu kontak 2 menit 3 menit 7 menit
Berdasarkan  data  di  atas,  dikarenakan hasil  yang  tidak  stabil,  maka  dibuat
rekayasa knalpot, dengan rancangan sebagai berikut:
Gambar 1. Rancangan knalpot
Tabel 3. Hasil Uji emisi gas buang tanpa dan dengan kitosan dengan rekayasa knalpot
Keteran gan Pengujian Ke-1 Pengujian Ke-2 Pengujian Ke-3 H C (p p m ) C O ( % ) C O 2 ( % ) O 2 ( % ) H C (p p m ) C O ( % ) C O 2 ( % ) O 2 ( % ) H C (p p m ) C O ( % ) C O 2 ( % ) O 2 ( % ) Pengujia n Tanpa Kitosan 7 0 0 . 2 7 4 2 0 . 3 4 6 2 0 . 1 7 5 2 0 . 3 5 5 7 0 . 1 3 3. 7 2 0 . 8 5 Pengujia n Dengan Kitosan (Serbuk) 5 9 0 . 2 7 2 0 . 8 6 7 3 0 . 2 3 7. 1 2 0 . 8 5 7 0 0 . 1 9 5. 8 2 0 . 8 6

## Keterangan:
Pengujian ke-1 Pengujian ke-2 Pengujian ke-3 Massa serbuk 15 gram 15 gram 15 gram Waktu kontak 1 menit 3 menit 4.5 menit Dari  tabel  2  dan  3  dapat  dilihat  bahwa pada saat pengujian emisi tanpa menggunakan kitosan, terdapat perbedaan  yang  cukup  jauh.  Pada  waktu awal  kitosan  dikontakkan  dengan  gas buang kendaraan bermotor, terjadi penurunan  emisi  gas  buang  dengan presentase yang cukup baik.
Pada pengujian pertama tahap ke-1 untuk serbuk kitosan terjadi penurunan Hidrokarbon  35,82%;  Karbon  monoksida 20%;  Karbon  dioksida  38,27%.  Untuk
membran  kitosan  kenaikan  Hidrokarbon 8.96%;  karbon  monoksida  20%;  karbon dioksida 18,52%, oksigen 0.048%.
Saat  pengujian  pertama  tahap  ke-2  untuk serbuk kitosan terjadi penurunan
Hidrokarbon  15,71%;  Karbon  monoksida 25,92%;  kenaikan  oksigen 2,56%;  CO 2 75%.  Namun  seiring  dengan  berjalannya penambahan  waktu  kontak,  justru  emisi yang dihasilkan jauh lebih tinggi.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Dari  pembahasan  sebelumnya  dapat disimpulkan  bahwa  kitosan  tidak  dapat menyerap gas buang kendaraan bermotor secara optimal. Sehingga dalam penelitian ini, kitosan tidak dianjurkan untuk menjadi solusi  pengikat/pereduksi  emisi  gas  hasil buang kendaraan bermotor.
Saran Untuk  mendapatkan  hasil  uji  yang  lebih akurat dan sekaligus bisa menjadi pembanding, maka harus dilakukan pengujian di tempat lain dan menggunakan  alat  uji  yang  lebih  canggih. Selain  itu,  perlu  juga  dilakukan  penelitian lebih lanjut tentang efektifitas penggunaan kitosan sebagai penjerap emisi gas buang kendaraan bermotor.

## DAFTAR PUSTAKA
Kim, S. Y. ,  S. M.  Cho, Y. M.  Lee, and S. J.  Kim.  2000. Thermo  and  pH responsive behaviours of
graftcopolimer  and  blend  based  on chitosan  and  Nisopropylacrylamide. Journal  of  Applied  PolymersScience 78: 1381-1391
Pujiastuti,  P.  2001. Kajian  Transformasi Khitin MenjadiKhitosan Secara Kimiawi dan Enzimatik . SeminarNasional Jurusan Kimia,
Surakarta, 13 Oktober2001, Jurusan
Kimia F MIPA UNS
Savant. , D. Vivek, and J. A. Torres. 2000. Chitosan  based  coagulating  agents for    treatment  of  cheddarchees whey .  Biotechnology  Progress  16: 1091-1097
Suharto,  Ign.  2010. Limbah  Kimia  dalam
Pencemaran
Udara dan Air.
Yogyakarta: Penerbit Andi.