DESAIN BIOFLOKULAN GELATIN TULANG IKAN LELE ( CLARIAS BATRACHUS ) UNTUK PENJERNIHAN AIR

## DESIGN OF BIOFLOCCULANT FROM CATFISH (CLARIAS BATRACHUS) BONE GELATIN FOR WATER PURIFICATION
Muhammad Alqodri *) , Muhammad Romli, dan Suprihatin
Program Studi Teknik Industri Pertanian, Fakultas T eknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor, Indonesia
*Email: malqodri361@gmail.com
Makalah: Diterima 04 Desember 2021; Diperbaiki 10 Juli 2022; Disetujui 03 Agustus 2022

## ABSTRACT
Coagulation-flocculation wastewater treatment is widely used because the process is simple to facilitate the  sedimentation  process.  The  coagulation-flocculation  process  aims  to  alter  very  small  colloidal  particles (smaller than 10 -3 ) into larger particles using synthetic or natural materials. The synthetic material is preferred because it does not need to adjust the pH of the media; only small quantities required (from 1-5 ppm), the floc formed is larger, stronger, and has better settling properties. However, it has many shortcomings, including non- biodegradable,  neurotoxic,  and  carcinogenic  properties.  Gelatin  can  be  used  as  an  alternative  bioflocculant because it has a dual function in the coagulation and flocculation processes. The gelatin production is obtained by utilizing the bone waste of catfish (Clarias batrachus) using the acid method. This study aimed to design gelatin flocculant from catfish bone waste by specifying the intended characteristics such as pH, molecular weight  (Mv), non-toxic, and insoluble in neutral pH and determining the effectiveness in purifying water. The method covered the production of gelatin using the acid method, determining the properties of gelatin flocculants, performing test of the effectiveness for water purification using the jar test, and calculate the cost. The results showed that gelatin flocculant met the criteria for flocculants with a pH of 5.2, Mv value of 302.648 g/mol, and non-toxic insoluble in neutral pH. The jar test results showed that the administration of a gelatin flocculant dose of 40 mg/L at pH 5.5 was able to reduce the turbidity of the artificial waste from 100 NTU to 28 NTU with a turbidity removal value of 72% with estimated cost of treatment of Rp 4,000 /m 3 .
Keywords : catfish bone waste, flocculation, gelatin flocculant, jar test, molecular weight

## ABSTRAK
Pengolahan air limbah koagulasi-flokulasi banyak digunakan karena prosesnya  yang sederhana sehingga memudahkan  proses  sedimentasi.  Proses  koagulasi-flokulasi  bertujuan  untuk  mengubah  partikel  koloid  yang sangat  kecil  (lebih  kecil  dari  10 -3 )  menjadi  partikel  yang  lebih  besar  dengan  menggunakan  bahan  sintetis  atau alami. Bahan sintetis lebih disukai karena tidak perlu mengatur pH media; hanya dibutuhkan dalam jumlah kecil (dari 1 –  5  ppm),  flok  yang terbentuk  lebih  besar, lebih  kuat, dan memiliki  sifat  pengendapan  yang lebih  baik. Namun, ia memiliki banyak kekurangan, termasuk sifat non-biodegradable, neurotoksik, dan karsinogenik. Gelatin dapat digunakan sebagai bioflokulan alternatif karena memiliki fungsi ganda dalam proses koagulasi dan flokulasi. Pembuatan  gelatin  diperoleh  dengan  memanfaatkan limbah tulang  ikan  lele  (Clarias  batrachus)  dengan  metode asam. Penelitian ini bertujuan untuk merancang flokulan gelatin dari limbah tulang ikan lele dengan menentukan karakteristik yang diinginkan seperti pH, berat molekul (Mv), tidak beracun, dan tidak larut dalam pH netral serta menentukan efektivitas dalam penjernihan air. Metode yang dilakukan meliputi pembuatan gelatin dengan metode asam,  penentuan  sifat-sifat  flokulan  gelatin,  pengujian  efektivitas  penjernihan  air  dengan  metode  jar  test,  dan perhitungan biaya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa flokulan gelatin memenuhi kriteria flokulan dengan pH 5,2, nilai Mv 302,648 g/mol, tidak toksik tidak larut pada pH netral. Hasil jar test menunjukkan bahwa pemberian flokulan gelatin dosis 40 mg/L pada pH 5,5 mampu menurunkan kekeruhan limbah buatan dari 100 NTU menjadi 28 NTU dengan nilai penyisihan kekeruhan 72% dengan estimasi biaya pengolahan sebesar Rp 4.000 /m 3 .
Kata kunci: berat molekul, flokulasi, flokulan gelatin, jar test , limbah tulang ikan lele

## PENDAHULUAN
Air baku pada umumnya mengandung partikel tersuspensi berupa partikel bebas dan koloid dengan
ukuran  yang  sangat  kecil.  Pengolahan  air  limbah secara  koagulasi-flokulasi  dipilih  karena  prosesnya lebih  mudah  dan  sederhana  serta  mempermudah proses  sedimentasi.  Koagulasi  adalah  proses
Jurnal Teknologi Industri Pertanian 32 (2): 137-145, Agustus 2022 DOI: https://doi.org/10.24961/j.tek.ind.pert.2022.32.2.137 ISSN: 0216-3160    EISSN: 2252-3901
Terakreditasi Peringkat 2 SK Dirjen Pendidikan Tinggi, Riset, dan Teknologi No. 158/E/KPT/2021 Tersedia online http://journal.ipb.ac.id/index.php/jurnaltin
*Penulis Korespondensi
penyerapan  oleh  koagulan terhadap  partikel-partikel koloid  sehingga  menyebabkan  destabilisasi  partikel. Koagulan  adalah  zat  kimia  yang  menyebabkan destabilisasi  bermuatan  negatif  partikel  di  dalam suspensi.  Bahan  yang  sering  dipakai  seperti  garam alumunium,  Al  (III)  atau  garam  besi  (II)  (Mayasari dan  Hastarina,  2018).  Sifat  dan  syarat  penting koagulan  adalah  tidak  toksik  dan  terpresipitasi  dari larutan  (Davis  dan  Cornwell,  2008).  Flokulasi merupakan proses membentuk agregat atau flok dari partikel  halus  terdispersi  dengan  adanya  flokulan polimer  alami  atau  sintesis.  Kemampuan  aktivitas flokulan  dalam  proses  penjernihan  air  dipengaruhi oleh  berat  molekul  flokulan  dan  nilai  efisiensi flokulasi polimer meningkat seiring dengan meningkatnya  berat  molekul  (Kawaguchi  dan Shimpei, 2014). Adapun jenis flokulan yaitu sintetik anorganik  (aluminium,  feri  sulfat,  dan  feri  klorida), flokulan sintetik organik (poliakrilamid, polivinilpirimidin, dan polietilenimin), dan bioflokulan.
Penggunaan  koagulan  dan  flokulan  sintetis diketahui  menimbulkan  masalah  lingkungan  dan kesehatan.  Misalnya,  masalah  utamanya  adalah produksi  dalam  jumlah  besar  lumpur  beracun, biodegradabilitas rendah, pencemaran air yang dapat mengancam  kesehatan  manusia,  misal  garam aluminium  terhubung  ke  penyakit  Alzheimer,  dan dispersi akrilamida oligomer, berbahaya bagi kesehatan karena monomer akrilamida penyebab  karsinogenik  dan  neurotoksik  untuk manusia  (Salehizadeh et al., 2018).  Gelatin  adalah produk alami dengan komponen utama protein yang diperoleh melalui proses hidrolisis kolagen dari kulit, jaringan ikat putih, dan tulang hewan; menggunakan asam, basa, atau ensim (GMIA, 2012). Nazarzadeh et al. (2017)  menyatakan  gelatin  adalah  poliamfolit yang  artinya  mampu  mengembangkan  interaksi kationik, anionik dan hidrofobik. Hal ini memungkinkan  molekul  gelatin  untuk  berasosiasi dengan antarmuka kedua elektrostatik dan hidrofobik. Pada konsentrasi polimer rendah, interaksi elektrostatik  mendorong  adsorpsi  molekul  gelatin pada permukaan tanah liat. Dilihat berdasarkan Berat Molekul  (BM),  gelatin  memiliki  BM  mencapai 90.000  gr/mol  sedangkan  pada  gelatin  komersial berkisar  antara  20.000-70.000  gr/mol.  Oleh  karena itu, gelatin dapat digunakan untuk flokulasi langsung karena  memiliki  fungsi  ganda  koagulasi  dan flokulasi,  yaitu,  menetralkan  partikel  negatif  dan menjembatani  agregat  partikel  koloid.  Piazza  and Garcia (2010a) melaporkan pada pengujian sedimentasi,  penambahan  buffer  pH  5,5 menjadikan ekstrak protein daging dan tepung tulang babi sebagai flokulan  tanah  liat  yang  efektif  dengan  atau  tanpa kombinasi kalsium klorida.
Gelatin dapat diperoleh dengan memanfaatkan limbah dari pengolahan ikan lele ( Clarias batrachus ). Tulang  ikan  dapat  menjadi  sumber  gelatin  karena mengandung  kolagen  sekitar  18,6%  dari  19,86%
unsur  organik  protein  kompleks  yang  merupakan bahan  awal  pembuatan  gelatin.  Tulang  ikan  lele terdapat  kolagen  yang  perlu  dilakukan  isolasi menggunakan  metode  tertentu  sehingga  dapat dikonversi  menjadi  gelatin.  Said et  al .  (2011) melaporkan  bahwa  penggunaan  metode  asam  lebih baik  dari  metode  basa  karena  metode  asam  hanya memerlukan  waktu  perendaman  yang relatif  singkat sekitar  3  -  4  minggu  untuk  dapat  memutus  ikatan hidrogen pada struktur kolagen dibandingkan metode basa yang membutuhkan waktu 3 bulan. Asam yang biasa  digunakan  dalam  proses  demineralisasi adalah asam  klorida  dengan  konsentrasi  4  -7%  Penelitian mengenai  pembuatan  gelatin  dengan  metode  asam dari  tulang  ikan  telah  banyak  dilakukan,  beberapa diantaranya; Yuliani dan Marwati (2015) melakukan ekstraksi dan karakterisasi gelatin tulang ikan tenggiri menggunakan  HCl,  menghasilkan  nilai  rendemen sebesar 7,70%; Lestari dan Fatimah (2021) mengolah tulang ikan nila merah sebagai gelatin menggunakan HCl menghasilkan rendemen 1,56 – 3,13%; Permata et  al .  (2016)  membuat  gelatin  dari  tulang  ikan  lele ( Clarias  batrachus )  menggunakan  asam  HCl konsentrasi  4%  menghasilkan  rendemen  sebesar 10,9%.
Berdasarkan penjabaran diatas, peneliti mendesain produk flokulan gelatin dari limbah tulang ikan lele dengan menggunakan metode asam dengan parameter  kriteria  umum  flokulan  berdasarkan  nilai pH,  berat  molekul  (Mv),  tidak  toksik,  dan terpresipitasi  dalam  larutan.  Selanjutnya  menguji efektifitas flokulasi flokulan gelatin dalam menjernihan air serta menghitung biaya penggunaan flokulan gelatin skala industri.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan dan Alat
Bahan-bahan  yang  digunakan  antara  lain limbah  tulang  ikan  lele  yang  diperoleh  dari  warung makan  dan  pasar  tradisional  di  daerah  kecamatan Dramaga,  Kabupaten  Bogor,  Provinsi  Jawa  Barat, asam  klorida  (HCl)  teknis,  kaolin  teknis,  akuades, NaCl,  H 2 SO 4 ,  HCL,  larutan  standar  pH  4  dan  7. Peralatan  yang  digunakan    timbangan  digital, waterbath,  gelas  ukur,  timbangan,  beaker  glass, batang  pengaduk,  wadah  baskom,  erlenmeyer, kertas  pH,  kertas  saring,  pipet,  dan  vaccum evaporator,  detector  Refractive  Index  (RI)  pada Kromatografi  Permeasi  Gel  (UPT  Laboratorium Terpadu  UNDIP  Semarang),  seperangkat  alat jar test (Lab.  Bioindustri  dan  Teknik  Manajemen Lingkungan).

## Metode
Tahap pertama dilakukan produksi gelain dari tulang  ikan  lele  ( Clarias  batrachus )  dengan  variasi konsentrasi HCl 2%, 4%, 6%, 8% dan 10% selama 24 jam dengan waktu ekstraksi 1, 3, 5 dan 7 jam Gelatin yang diperoleh berdasarkan masing-masing
perlakuan diidentifikasi nilai rendemennya. Perlakuan dengan nilai rendemen tertinggi ditetapkan sebagai perlakuan terpilih dan selanjutnya diproduksi ulang  untuk  dijadikan  sebagai  flokulan  gelatin. Flokulan  gelatin  dianalisis  sesuai  dengan  kriteria umum flokulan berdasarkan nilai pH, berat molekul, sifat  tidak  toksik  dan  terpresipitasi  dari  larutan. Selanjunya,  dilakukan  penelitian  tahap  kedua  yaitu uji  efektivitas  flokulasi  flokulan  gelatin  serta penentuan  dosis  optimum  yang  perlu  digunakan menggunakan metode jar test. Diagram alir penelitian disajikan pada Gambar 1.

## Produksi Gelatin dari Tulang Ikan Lele
Proses pembuatan gelatin dari tulang ikan lele (Clarias  batrachus).  Bahan  baku  tulang  dilakukan proses degreasing, yaitu proses pencucian dengan air hangat untuk menghilangkan  sisa  lemak  dan  daging yang  menempel  pada  tulang  ikan.  Proses  ini dilakukan menggunakan suhu 37 o C selama 30 menit. Tulang  ikan  yang  telah  bersih  dari  sisa  daging, kotoran dan lemak kemudian dikeringkan menggunakan  oven  pada  suhu  60 o C  hingga  massa konstan.  Setelah  kering  tulang  ikan  lele  tersebut dipotong-potong  ±  1  cm.  Kemudian  dilakukan penimbangan  tulang  ikan  lele  kering  seberat  20  g
untuk masing-masing kondisi  operasi  dan  dilakukan demineralisasi  dalam  100  mL  larutan  HCl  dengan variasi konsentrasi 2%, 4%, 6%, 8%, dan 10% selama 24  jam.  Tulang  hasil  demineralisasi  berupa  ossein dicuci dengan air mengalir.
Tahap  selanjutnya  adalah  proses  ekstraksi menggunakan aquadest pada suhu 70°C dengan ratio massa  ossein  volume  aquades  1:2  dalam  variasi waktu  ekstraksi  1,  3,  5  dan  7  jam  menggunakan waterbath.  Hasil  ekstraksi  disaring  menggunakan labu  erlenmeyer  pompa  vakum  diamana  corong Bucner  dilapis  dengan  kertas  saring  Whatman  no. 42.  Hasil penyaringan  pada  erlenmeyer  dituangkan pada  loyang  yang  telah  dilapis  dengan  alumunium foil.  Selanjutnya  dikeringkan  menggunakan  oven pada  suhu  ±  60°C  hingga  didapatkan  lembaran gelatin. Lembaran gelatin yang diperoleh dihaluskan menggunakan  blender  hingga  menjadi  serbuk gelatin.

## Penilaian Sifat Umum Flokulan pada Gelatin
pH Gelatin
Penentuan nilai  pH  gelatin  dilakukan  dengan cara bubuk gelatin dilarutkan dalam aquades dengan konsentrasi 1% kemudian diukur dengan menggunakan pH meter.
Pengukuran  Berat  Molekul  Gelatin  (Rocco et  al ., 2014) dimodifikasi
Persamaan Mark - Hawing membuat korelasi antara viskositas polimer (η) terhadap berat molekul (Mv) dalam bentuk garis lurus dengan nilai K dan a adalah tetapan Mark-Hawing dan indeks persamaan. Untuk  menentukan  berat  molekul  gelatin  dihitung dengan cara:
η = KMv a ................................................   (1)
Dengan K = 6,31 x 10 -3 g/mL dan a - 0,8.
Pengukuran  berat  molekul  rata-rata  viskos diukur menggunakan pelarut Tetrahidrofuran (THF) pada suhu 40 o C. Pengukuran tersebut dilakukan di UPT Laboratorium Terpadu UNDIP Semarang.
Sifat Toxic dan Terpresipitasi Sifat toxic dan terpresipitasi gelatin diidentifikasi  berdasarkan  studi  literatur  penelitian terkait.
Jar Test (SNI 19-6449-2000) dimodifikasi Jar test adalah suatu metode pengujian untuk mengetahui  kemampuan  suatu  koagulan/flokulan dan  menentukan  kondisi  operasi  (dosis)  optimum pada  proses  penjernihan  air  dan  air  limbah. Pengujian jar  test skala  laboratorium  dilakukan dengan  ditimbang  dan  menyiapkan  variasi  dosis flokulan.  Dosis  flokulan  gelatin  mengacu  pada penelitian  Piaza  dan  Garcia  (2010a)  yang dimodifikasi dengan menyiapkan variasi penambahan dosis flokulan gelatin dengan sebanyak 0 mg  (kontrol),  20  mg,  40 mg,  60  mg,  80 mg,  dan 100  mg  masing-masing  dilarutkan  dalam  100  mL aquadest  suhu  60 o C  dan  diaduk  selama  60  menit. Dimasukkan 1 L limbah buatan kaolin yang sama ke dalam masing-masing jar/gelas kimia berkapasitas 1 L.  Menyalakan  pengaduk  jamak  untuk  beroperasi pada  kecepatan  ±  120  rpm  (pengaduk  cepat) kemudian  ditambahkan  dosis  flokulan  yang  telah disiapkan  pada  masing-masing  gelas  kimia. Pengaduk  cepat  dilakukan  selama  1  menit  setelah penambahan  flokulan.  Setelah  itu,  dikurangi kecepatan  pengadukan  menjadi  ±  60  rpm  untuk menjaga  partikel-partikel  flok  yang  terbentuk  agar tidak hancur selama 20 menit (pengadukan lambat). Setelah  pengaduk  lambat,  pengaduk  dikeluarkan, kemudian waktu dan pengendapan partikel-partikel flok diamati selama 30 menit, namun setiap 5 menit diambil sampel untuk diuji kadar kekeruhan, pH dan efisiensi penyisihan kekeruhan.
Perhitungan Biaya Flokulan
Gelatin
(Triastiningrum dan Purnomo, 2016) dimodifikasi Pemakaian  flokulan  gelatin  dapat  dihitung dengan persamaan:
𝑋 = 𝑄 𝑥 𝐷 106 .............................................................. (2)
Dimana  X  adalah  bahan  flokulan  yang digunakan (kg/jam), Q adalah debit air yang diolah (liter/jam)  dan  D  adalah  dosis  flokulan  yang digunakan (g/l).
Biaya  per  jam  =  pemakaian  flokulan  (kg/jam)  x harga per kg   .................................................... (3)
Biaya per m 3 =
biaya flokulan per jam debit air yang diolah (m3/jam)
............................................................................. (4)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Rendemen Gelatin Tulang ikan Lele
Berdasarkan  hasil  penelitian,  nilai  rendemen gelatin tertinggi dihasilkan oleh perlakuan konsentrasi  HCl  4%  dengan lama  waktu  ekstraksi 5 jam,  yaitu  sebesar  11%,  sedangkan  nilai  rendemen gelatin terendah dihasilkan oleh perlakuan konsentrasi  2%  dengan  lama  waktu  ekstraksi  1  jam yaitu sebesar 2,4%. Pada konsentrasi HCl 4% dengan lama  waktu  ekstraksi  5  jam  merupakan  perlakuan yang  optimum  bagi  ion  H + menghidrolisis  kolagen dari  rantai triple  helix menjadi  rantai  tunggal, sehingga  rendemen  gelatin  yang  diperoleh  lebih tinggi.  Hal  ini  dikarenakan  semakin  lama  waktu kontak, maka kolagen pada tulang ikan yang terlarut oleh asam HCl semakin banyak dan jika terlalu lama menyebabkan  nilai  rendemen  semakin  menurun. Lamanya  waktu  perendaman menyebabkan  jaringan fibril  pada  kolagen  akan  rusak  sehingga  jumlah komponen  kolagen  yang  terlarut  dalam  asam  lebih tinggi  dan  akan  mengakibatkan  penurunan  nilai rendemen gelatin. Sementara itu, semakin tinggi rasio asam  HCl  dengan tulang  ikan  maka rendemen  yang dihasilkan makin tinggi pula. Hal ini disebabkan asam yang digunakan bereaksi dengan kalsium pada tulang sehingga  garam  kalsium  pada  tulang  akan  terlarut (Huda et  al., 2013).  Dengan  demikian,  gelatin  akan diproduksi  ulang  dengan  menggunakan  perlakuan terpilih yaitu HCl 4% dengan lama waktu ekstraksi 5 jam. Nilai rendemen gelatin tulang ikan lele disajikan pada Gambar 2.

## Penilaian Sifat Umum Flokulan
Penilaian  sifat  umum  flokulan  gelatin ditentukan dengan beberapa analisa dan studi literatur diantaranya  nilai  pH,  berat  molekul,  sifat  toxic  dan terpresipitasi  dari  larutan.  Penilaian  sifat  umum  ini dilakukan pada perlakuan terpilih yaitu gelatin yang dibuat  dengan  konsentrasi  hidrolisis  HCl  4%  dan waktu ekstraksi 5 jam. Sebanyak 932,58 g tulang ikan lele  diproduksi  ulang  dengan  perlakuan  terpilih  dan didapatkan gelatin kering sebesar 105,20 g.
Gambar 2 . Pengaruh konsentrasi HCl terhadap rendemen gelatin
Gambar 3 Grafik hasil pengujian berat molekul gelatin tulang ikan lele

## Nilai pH
Berdasarkan hasil penelitian dapat diketahui bahwa nilai  pH gelatin  yang  diperoleh  sebesar  5,2. Nilai  tersebut  memenuhi  standar  gelatin  tipe  A (metode asam) yaitu 3,8-6,0 (GMIA, 2012).

## Berat Molekul
Gelatin  merupakan  biopolimer  (polimer organik)  turunan  dari  kolagen  yang  berasal  dari tulang  dan  kulit  hewan.  Polimer  adalah  senyawa rantai  panjang  tersusun  atas  untaian  senyawa- senyawa  sederhana  (monomer)  dalam  bentuk tertentu.  Panjang  rantai  suatu  molekul  ditunjukkan dengan  berat molekulnya.  Pada  umumnya,  polimer adalah campuran dari polimer-polimer tunggal yang memiliki  berat  molekul  berbeda.  Oleh  karena  itu, berat  molekul  polimer  menggunakan  istilah  berat molekul rata-rata.
Viskositas merupakan ukuran yang menyatakan  kekentalan  suatu  larutan  polimer. Perbandingan  antara  viskositas  larutan  polimer terhadap viskositas pelarut murni dapat dipakai untuk menentukan massa molekul (Mv) nisbi polimer. Hasil analisis  berat  molekul  rata-rata  viskos  (Mv)  gelatin tulang  ikan  lele  dengan menggunakan  Kromatografi Permeasi Gel (GPC) teridentifikasi pada kisaran berat molekul  (Mv)  sebesar  302.648  g/mol.  Adapun hasil
pengukuran  berat  molekul  rata-rata  (Mv)  gelatin tulang ikan lele dapat dilihat pada Gambar 3.
GMIA  (2012)  menyatakan  nilai  berat molekul  gelatin  bervariasi  mulai  dari  15.000- 400.000.  Flokulan  polimer  alami  biasanya  seperti natrium  alginat,  kitosan  termodifikasi  dan  pati termodifikasi  memiliki  berat  molekul  beberapa puluh  ribu.  Besarnya  nilai  berat  molekul  gelatin ditentukan  dari  reaksi  pemutusan  ikatan  kovalen pada  struktur  tropokolagen  dan  akan  lebih  mudah dilakukan  pada  suasana  asam.  Namun  dalam penggunaan larutan asam perlu di perhatikan karena jika  terlalu  besar  dapat  menghasilkan  rendemen dengan  nilai  berat  molekul  gelatin  yang  rendah. Hermanto et al . (2014) menyatakan konsentasi asam yang terlalu besar akan menghasilkan strukur gelatin dengan massa molekul relatif yang lebih rendah dan viskositasnya semakin berkurang.
Beberapa  contoh  nilai  berat  molekul berbahan alami seperti: protein dari ekstrak biji kelor kering  ( Moringa  oleifera )  memiliki  berat  molekul antara  13.000  g/mol  (Camaco et  al .,  2017);  tanin sebagian  besar  merupakan  senyawa  polifenol tanaman yang larut dalam air dengan berat molekul berkisar  antara  500  dan  beberapa  ribu  dalton (Beltran et  al., 2011); coagulant  M.oleifera  Lectin memiliki berat molekul 26.500 g/mol (Santos et al .,
0 2 4 6 8 10 12 2% 4% 6% 8% 10% re n d e m e n ( %) Konsentrasi HCl 1 jam 3 jam 5 jam 7 jam
2009);  chithosan  50.000  g/mol  (Kangama et  al ., 2018).

## Sifat Toksik
Bahan  Toksik  merupakan  segala  jenis zat/bahan  yang  dapat  menghasilkan  racun  yang dapat  berasal  dari  aktifitas  manusia  atau  terjadi secara  alami.  Menurut  National  Formulary  gelatin didefinisikan sebagai produk yang diperoleh melalui proses  hidrolisis  parsial  kolagen  yang  berasal  dari kulit,  jaringan  ikat  dan  tulang  hewan  vertebrata seperti  sapi,  babi,  ikan  dan  kambing.  Kegunaan gelatin  sebagai  zat  tambahan  biasa  dimanfaatkan dalam  proses  pembuatan  makanan,  obat  dan kosmetik  (GMIA,  2012).  Telah  banyak  dilakukan penelitian  terhadap  uji  toksisitas  pada  gelatin diantaranya:  gelatin  kulit,  ikan  patin  siam  tidak memberikan  pengaruh  kerusakan  organ  terhadap mencit  (Rachmawati et  al .,  2011);  Gelatin  dan alginate  merupakan  bahan  non  toksik  yang  aman digunakan sebagai bahan material bone graft dalam Human  Amniotic  Membrane  Stem  Cell (hAMSCs) secara in vitro (Hendrijantini et al., 2019) sehingga dapat disimpulkan bahwa gelatin merupakan bahan alami yang aman digunakan bagi manusia dan tidak berbahaya bagi lingkungan.

## Terpresipitasi
Davis  dan  Cornwell  (2008)  menyatakan Koagulan/flokulan yang ditambahkan harus terpresipitasi dari larutan, sehingga ion-ion tersebut tidak  tertinggal  dalam  air.  Pengendapan  gelatin dapat  dilihat  berdasarkan  titik  isoelektiknya.    Titik isoelektrik  protein  adalah  pH  dimana  protein memiliki jumlah muatan ion positif dan ion negatif yang  sama.  Pada  titik  isoelektriknya,  kelarutan protein paling rendah sehingga terjadi penggumpalan  atau  pengendapan  dari  protein. Kisaran  titik  isoelektrik  gelatin  menurut  GMIA (2012)  pada  gelatin  dengan  proses  asam  antara  9 sampai 9,2.
Dari data hasil pengujian dan literatur diatas dapat disimpulkan bahwa gelatin memenuhi kriteria sebagai  bahan  yang  dapat  digunakan  sebagai flokulan  dan  termasuk  dalam  jenis  flokulan  alami (bioflokulan).
Pengaruh Gelatin Terhadap Penurunan

## Kekeruhan
Penelitian  ini  diawali  dengan  menyiapkan limbah cair buatan dengan melarutkan 100 mg kaolin teknis pada 1000 mL air bernilai pH 5,5 dimana asam asetat digunakan untuk mengatur pH. Nilai turbidity sebelum  pengujian jartest diukur  menggunakan turbidity meter  dan  dicatat  sebagai  nilai turbidity awal.  Pengujian  dosis  optimum  dilakukan  dengan cara mencampurkan  gelatin  tulang ikan lele  sebagai flokulan  dengan  variasi  dosis  0  mg/L,  20  mg/L,  40 mg/L, 60 mg/L, 80  mg/L,  dan  100  mg/l.  Penentuan dosis  optimum  dilakukan  dengan  metode jartest dengan pengadukan cepat dengan kecepatan putaran 120  rpm  selama  1  menit  dan  pengadukan  lambat kecepatan  putaran  50  rpm  selama  10  menit. Kemudian dilakukan pengendapan selama 30 menit, namun  setiap  5  menit  diambil  sampel  untuk  diuji kadar  kekeruhan  dan  pH.  Pengaruh  variasi  dosis terhadap  penurunan  kekeruhan  dapat  dilihat  pada Gambar 4.
Dapat dilihat bahwa pemberian dosis flokulan gelatin  memberi  pengaruh  terhadap  persentase penurunan  sampel  limbah  buatan.  Dalam  kurun waktu  pengendapan  selama  30  menit,  penurunan kekeruhan  terbesar  terjadi  pada  pemberian  dosis flokulan  gelatin  sebesar  40  mg/L  menurunkan kekeruhan  awal  100  NTU  menjadi  38  NTU  dengan nilai  efisiensi  penyisihan  kekeruhan  sebesar  72%, namun  menurun  drastis  ketika  dosis  mencapai  100 mg/L.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  dosis  optimum flokulan gelatin yang efektif menurunkan kekeruhan sampai  dosis  40  mg/L.  Ketelitian  dalam  pemberian dosis  untuk  menurunkan  kekeruhan  secara  efektif perlu diperhatikan.
Gambar 4 . Perbandingan turbidity dengan dosis flokulan gelatin berbeda 19 53 72 66 56 39 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 20 40 60 80 100 120 Efi si e n si K e k e r u h a n (% )
Dosis (mg/l)
Pemberian  dosis  yang  tidak  tepat  dibawah dosis  optimum  (misalnya  39  mg/L)  belumlah maksimal  diduga  karena  ion  kationik  sebagai pendonor  muatan  positif  saat  proses  destabilisasi partikel  tanah  liat  bermuatan  negatif  masih  kurang, sehingga  dibutuhkan  dosis  sebesar  40  mg/L  untuk mendapatkan  hasil  penurunan  kekeruhan  optimum. Sebaliknya,  jika  penambahan  dosis  melebihi  40 mg/L,  nilai  efisiensi  penurunan  kekeruhan  semakin mengecil. Hal ini diduga karena semakin tinggi dosis flokulan gelatin yang digunakan, mengakibatkan ion positif  yang  berlebih  dan  gagalnya  proses  adsorpsi sehingga menghasilkan gaya tolak yang cukup besar. Sehingga dapat mengakibatkan gagalnya pengikatan dan  pembentukan  flok.  Nazarzadeh et  al .  (2017) menjelaskan  dengan  meningkatnya  konsentrasi poliamfolit, jumlah rantai teradsorpsi pada permukaan  partikel  meningkat,  sehingga  tidak  ada permukaan  kosong  yang  cukup  pada  permukaan partikel  untuk  menjembatani  antar  partikel.  Jadi, ukuran  flok  menjadi  lebih  kecil  dan  kekeruhan meningkat.
Pengaruh Waktu Pengendapan Terhadap Efisiensi Kekeruhan
Adapun  lama  waktu  pengendapan  yang dilakukan  pada  penelitian  ini  adalah  0  menit,  5 menit,  10 menit,  15 menit,  20 menit,  25  menit  dan 30 menit.  Selanjutnya,  dilakukan pengamatan  pada dosis  40mg/L  yang  ditetapkan  sebagai  dosis optimum  dengan  kekeruhan  limbah  buatan  kaolin
sebesar  100  NTU.  Adapun  hasil  pengamatan  lama waktu pengendapan disajikan pada Gambar 5.
Berdasarkan  grafik  diatas  menunjukkan semakin  lama  waktu  pengendapan  yang  diberikan, maka  nilai  efisiensi  kekeruhan  semakin  besar. Sesuai  dengan  metode  jartes  SNI  19-6449-2000 lama  waktu  pengendapan  selama  30  menit,  koloid telah terstabilisasi. Jika melihat dari garis trend pada grafik diatas menunjukkan kecondongan untuk terus mengarah  keatas  ( uptrend )  apabila  lama  waktu pengendapan  lebih  diperpanjang    Merujuk  dari penelitian  Piazza  dan  Garcia  (2010a),  percobaan sedimentasi  menggunakan  protein  dari  darah  dan ekstrak  tulang  babi,  dalam  kurun  waktu  lima  jam mampu menurunkan kekeruhan tanah liat sebesar 89 - 91%.

## Pengaruh Flokulan Gelatin Terhadap Nilai pH
Nilai pH dapat secara langsung mempengaruhi  kekuatan  flokulasi  polimer.  Dalam penelitian ini, dilakukan pengaturan pH awal dengan cara  ditambahkan  asam  asetat  pada  satu  liter  air limbah  buatan  hingga  mencapai  pH  5,5.  Adapun grafik pengaruh dosis flokulan gelatin terhadap pH disajikan pada Gambar 6.
Gambar  6  menunjukkan  bahwa  semakin tinggi penambahan dosis flokulan gelatin maka nilai pH limbah buatan semakin menurun. Penurunan pH pada  limbah  buatan  terjadi  karena  flokulan  gelatin yang digunakan sudah bersifat asam dengan nilai pH 5,2.
Gambar 5 . Pengaruh lama waktu pengendapan terhadap nilai efisiensi kekeruhan
Gambar 6. Pengaruh dosis flokulan gelatin terhadap efisiensi kekeruhan (pH 5,5)
55 58 61 64 66 70 72 0 20 40 60 80 0 5 10 15 20 25 30 35 % Ef is ie n si Ke ke ru h an Waktu Pengendapan Penurunan Kekeruhan 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 0 20 40 60 80 100 120 pH
Dosis flokulan gelatin (mg/L)
Gelatin  pada  penelitian  memiliki  pH  yang asam karena menggunakan larutan perendaman yang bersifat  asam  yaitu  asam  HCl.  Nilai  pH  gelatin dipengaruhi oleh proses pencucian setelah direndam dengan  larutan  asam.  Nilai  yang  rendah  diduga karena pencucian dengan air secara berulang setelah proses perendaman belum dapat mengeluarkan semua asam  dalam  jaringan  kolagen  kulit  ikan  sehingga terdapat  sisa  asam  yang  terbawa  saat  ekstraksi. Menurut Santoso et al. (2015) semakin banyak asam yang  digunakan  maka  semakin  banyak  pula  asam yang tidak bereaksi pada jaringan fibril dikarenakan banyaknya asam yang tertinggal dan mengendap pada tulang  sehingga  pada  proses  ekstraksi  asam  ikut terhidrolisis bersama kolagen.

## Perhitungan Biaya
Perhitungan  biaya  dilakukan  dengan  kondisi misalnya diketahui besar debit air limbah pengolahan (Q) = 90 liter/detik dan tidak hujan. Biaya pembuatan gelatin  tulang  ikan  lele  bisa  diperkecil  seminimal mungkin  tergantung  limbah  tulang  ikan  diperoleh. Dalam penilitian ini, biaya pembuatan gelatin 105,20 gram  adalah  Rp.  10.000  (Penelitian,  2021).  Adapun perhitungan biaya pemakaian gelatin berikut :
Harga gelatin = Rp. 100.000 / kg Kekeruhan = 100 NTU Debit pengolahan = 90 liter / detik = 324.000 liter / jam = 324 m 3 / jam Dosis optimum = 40 mg / L Pemakaian flokulan gelatin dalam kg/jam X = Q x dosis flokulan / 10 3
= 324.000 x 40 / 10 6
= 12,96 kg / jam
Biaya pemakaian flokulan gelatin per jam = 12,96 kg / jam x Rp.100.000 = Rp. 1.296.000
Biaya pemakaian flokulan gelatin per m3 = Rp. 1.296.000 / 324 m 3 = Rp. 4.000 / m 3
Dari  hasil  perhitungan  biaya  pemakaian flokulan  gelatin  komersial  skala  industri  diatas, besar  biaya  pemakaian  flokulan  gelatin  per  jam sebesar Rp. 1.296.000 dan biaya pemakaian flokulan gelatin  per  m3  sebesar  Rp.  4.000/m 3 .  Dari perhitungan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa pengaplikasian  flokulan  gelatin relatif mahal untuk diaplikasikan.  Namun,  penggunaan  flokulan  jenis sintetik  seperti Poly  Aluminium  Chloride (PAC) misalnya,  yang  memiliki  kelemahan  sensitif terhadap pH, tidak efisien pada suhu rendah, terbatas hanya  pada  beberapa  sistem  dispersi,  dan  jumlah besar  diperlukan  untuk  flokulasi  yang  efektif, sehingga menghasilkan sejumlah besar lumpur yang menantang  dalam  sistem  instalasi  pengolahan  air limbah  (Bratby,  2006;  Sharma et al .,  2006).  Selain itu,  beberapa  penelitian  telah  melaporkan  bahwa
PAC mengandung aluminium yang dapat mencemari  air  minum,  dan  menyebabkan  masalah kesehatan yang serius bagi konsumen (Banks et al ., 2006).
Gelatin  yang  berasal  dari  limbah  tulang  ikan lele dapat dijadikan sebagai flokulan alternatif karena sifatnya  tidak  beracun,  mudah  terdegradasi,  bersifat amfoter  dimana  dapat  menyesuaikan  lingkungan asam  atau  basa  dan  bahan  bakunya  mudah didapatkan.  Gelatin  dapat  digunakan  sebagai bioinhibitor  dalam  menghambat  laju  korosi  dari logam  besi.  Hutapea  (2020)  dalam  penelitiannya menyatakan  gelatin  sebagai  inhibitor  korosi  logam besi efektif bekerja pada larutan Nacl 3%.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Gelatin  terpilih  menggunakan  HCl  4%  dan waktu ekstraksi 5 jam menghasilkan 105,2 g gelatin bubuk  dengan  rendemen  11%.  Gelatin  tulang  ikan lele  memenuhi  kriteria  sebagai  flokulan  alami (bioflokulan)  dengan  nilai  pH  5,2,  berat  molekul (Mv)  302.648  g/mol,  bahan  alami  non  toksik  dan dapat terpresipitasi dari larutan. Hasil penelitian Jar test menggunakan flokulan gelatin skala laboratorium  memberikan  efisiensi  penurunan turbidity tertinggi 72% pada dosis 40 mg/L dengan nilai  turbidity  awal  sebesar  100  NTU  menjadi  28 NTU. Perhitungan biaya pemakaian flokulan gelatin skala  industri  per  jam  sebesar  Rp.  1.296.000  dan biaya pemakaian flokulan gelatin per m 3 sebesar Rp.
4.000/m 3 .
Saran Untuk meningkatkan nilai efisiensi penurunan  kekeruhan,  waktu  sedimentasi  dapat diperpanjang  selama  lima  jam  agar  proses penurunan  kekeruhan  mendapatkan  nilai  efisiensi yang lebih optimal.

## DAFTAR PUSTAKA
[GMIA]  Gelatin  Manufacturers  Institute  of America.  2012.  Gelatin  Handbook.  Gelatin Manufacturers  Institute  of  America,  Inc. New York, NY.
[SNI]  Standarisasi  Nasional  Indonesia.  2000.
Metode Pengujian Koagulasi-Flokulasi dengan Cara Jar 19-6449-2000.
Banks  WA,  Niehoff  ML,  Drago  D,  Zatta  P.  2006. Aluminum  complexing  enhances  amyloid (protein  penetration  of  blood–brain  barrier. Brain Res . P215–221.
Beltrán  HJ,  Sanchez  MJ,  dan  Barrado  MM.  2011.
Removal  of Anionic Surfactants  in Aqueous Solutions  with  Moringa  Oleifera  Seed Extract Coagulant Sustainability .  P1-20.
Bratby  J.  2006.  Coagulation  and  flocculation  in water and wastewater treatment. 2 nd ed. IWA
Publishing, London.
Camacho  FP,  Sousa  VS,  Bergamasco  R,  Teixeira
RM. 2017. The use of Moringa oleifera as a natural coagulant in surface water treatment.
Chemical Engineering Journal , 3 (13): 226– 237. doi:10.1016/j.cej.2016.12.031
Davis ML dan Cornwell DA. 2008. Introduction to Environmental  Engineering.  McGraw-Hill Companies. New York.
Hendrijantini N, Hartono P, Susilowati H, Hartono CK, Danianti RP, Brahmana F. 2019. Study of human amniotic membrane mesenchymal stem  cells  using  gelatin  and  alginate  as nontoxic scaffold. Recent Adv Biol Med . 5: 7. doi 10.18639/RABM.2019.877306.
Hermanto  S,  Hudzaifah  MR,  dan  Muawanah  A, 2014. Karakteristik fisikokimia gelatin kulit ikan sapu-sapu ( Hyposarcus pardalis ) Hasil Ekstraksi  Asam. Jurnal  Kimia  Valensi. 4: 109-120.
Huda  WN,  Atmaka  W,  dan  Nurhartadi  W.  2013. Kajian  karakteristik  fisik  dan  kimia  gelatin ekstrak  tulang  kaki  ayam  ( gallus  bankiva ) dengan  variasi  lama  perendaman  dan konsentrasi asam. Jurnal Teknosains Pangan . 2 (3): 70-75.
Hutapea  TPH.  2020.  Potensi  gelatin  ikan  bandeng ( Chanos Chanos ) sebagai bioinhibitor logam besi  pada  larutan  Nacl  3%  Dan  Hcl  3%. Jurnal Borneo Saintek. 3 (1): 35-38.
Kangama  A,  Zeng  D,  Tian  X,  Fang  J.  2018.
Application of chitosan composite flocculant in tap water treatment . Journal of Chemical.
Article ID 2768474, P9. DOI: https://doi.org/10.1155/2018/2768474.
Kawaguchi  S  dan  Shimpei  H.  2014.  Polymer flocculants.
Journal of Polymeric
Nanomaterials .  Pp1-10.  DOI  10.1007/978- 3-642-36199-9_209-1
Lestari ND dan Fatimah S. 2021. Ekstraksi gelatin dari  tulang  ikan  nila  merah  (oreochromis niloticus)  dengan  variasi  konsentrasi  asam Klorida  (HCl). Jurnal  Ilmiah  Teknik  Sipil dan Teknik Kimia , 6 (2):198-206. doi:https://doi.org/10.33366/rekabuana.v6i2 .2704.
Mayasari  R  dan  Hastarina  M.  2018.  Optimalisasi dosis  koagulan  aluminium  sulfat  dan  poli aluminium  klorida  (PAC). Jurnal  Ilmiah Teknik Industri . 3 (2): 28-36.
Nazarzadeh  M,  Nikfarjam  N,  and  Qazvini  NT.
2017.  Flocculation  properties  of  a  natural
polyampholyte:  the  optimum  condition toward  clay  suspensions. Environmental Engineering  Research .  22  (3):  255-265. DOI: https://doi.org/10.4491/eer.2016.091. Permata  WY,  Widiastri  F,  Sudaryanto  Y,  Anteng AA.  2016.  Gelatin  dari  tulang  ikan  lele ( Clarias  batrachus ):  pembuatan  dengan metode  asam,  karakterisasi  dan  aplikasinya sebagai thickener pada industri sirup. Jurnal Ilmiah Widya Teknik . 15 (2):146-152.
Piazza  GJ  dan  Garcia  RA.  2010a.  Meat  and  bone meal  extract  and  gelatin  as  renewable flocculants. Bioresource  Technology .  101 (2): 781-787
Rachmawati N, Triwibowo R, dan Putri AK. 2011. Toksisitas subkronik gelatin kulit ikan patin siam  ( Pangasius  hypophthalmus )  terhadap mencit ( Mus musculus ). Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan . 6
(1): 81-90.
Rocco  JAFF,  Lima  JES,  Frutuoso  AG,  Iha  K, Ionashiro M, Matos JR, Suárez MEV. 2014. TG  Studies  of  a  Composite  Solid  Rocket Propellant  Based  on  HTPB-binder .  Journal of Thermal Analysis and Calorimetry . 77 (3):
803-813.
Said, Triatmojo MLS, Erwanto Y, Fudholi A. 2011. Karakteristik  gelatin  kulit  kambing  yang diproduksi melalui proses asam basa. Jurnal Agritech . (31): 3.
Salehizadeh  H,  Yan  N,  Farnood  R.  2018.  Recent advances  in  polysaccharides  bio-based flocculants. Biotechnol  Adv .  36:  92–119. doi.org/10.1016/j.biote chadv.2017.10.002
Santos  AFS,  Luz  LA,  Argolo  ACC,  Teixeira  JA,
Paiva  PMG, Coelho  LCBB.  2009.  Isolation of  a  Seed  Coagulant Moringa  Oleifera Lectin. Journal Process  Biochem .  44:  504- 508.
Sharma  BR.  Dhuldhoya  NC,  dan  Merchant  UC.
2006. Flocculants- an ecofriendly approach. Journal Polymers Environ . 14: 195–202.
Triastiningrum  CD  dan  Purnomo  A.  2016. Perbandingan  Kemampuan  Kitosan  dari Limbah  Kulit  Udang  dengan  Alumunium Sulfat  untuk  Menurunkan  Kekeruhan  Air dari Outlet Bak  Prasedimentasi  IPAM Ngagel II. Jurnal Teknik . 5 (2): 272-278. Yuliani  dan  Marwati.  2015.  Ekstraksi  dan karakterisasi  gelatin  tulang  ikan  tenggiri ( Scomberomorus commerson ). Jurnal Teknologi Pertertanian. 10 (1): 1-7.