## Penentuan Suhu Kalsinasi Optimum CaO dari Cangkang Telur Bebek dan Cangkang Telur Burung Puyuh
Nya Daniaty Malau 1* , Fajar Adinugraha 2
1 Program Studi Pendidikan Fisika, FKIP, Universitas Kristen Indonesia Jl. Mayjen Sutoyo No. 2 Jakarta Timur, 13630, Indonesia
2 Program Studi Pendidikan Biologi, FKIP, Universitas Kristen Indonesia Jl. Mayjen Sutoyo No. 2 Jakarta Timur, 13630, Indonesia
*e-mail: malaunyadaniaty@gmail.com

## Abstract
The  need  for  implants  increases  with  the  high  number  of  fracture  sufferers  resulting  from  accidents both on the road and workplace accidents. Bioceramics is a ceramic product or component used in the medical  and  dental  industry,  especially  as  an  implant  or  organ  replacement.  Hydroxyapatite  is  one type of bioceramics that is widely used because it has osteoconductive properties (can stimulate bone growth),  bioactive  and  biocompatible.  This  study  aims  to  find  the  optimal  temperature  of  the calcination  process  of  duck  egg  shells  and  quails  as  the  basic  ingredients  of  HAp.  The  research method  is  calcination  of  duck  eggshells  then  the  optimum  temperature  produces  the  best  CaO.  The calcination results obtained that the optimum temperature of calcination of duck eggshells and quail eggs was 1000oC for 6 hours. The results obtained are CaO with clean white color powder and fine grain size.
Keywords : Quail eggshell, calcination, dugg egg shell

## PENDAHULUAN
Senyawa  hidroksiapatit  merupakan senyawa  biokeramik  yang  dibentuk  dari unsur  utama  kalsium  dan  fosfor  dengan rumus Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 . Teknologi material pengganti tulang dari biokeramik hidroksiapatit ini bersifat biokompatibel ini bakal  menyatu  dengan  tulang  sehingga tidak  perlu  diangkat.  Dalam  waktu  tiga minggu, biokeramik mulai menyatu dengan tulang.  Jaringan  otot  mulai  menempel  dan jaringan  tulang  yang  baru  tumbuh  di sekitarnya.  Ini  menunjukkan  hidroksiapatit
itu  diterima  oleh  tubuh.  Tidak  hanya  patah tulang  yang  bisa  disembuhkan  dengan biokeramik  hidroksiapatit  ini,  tapi  juga pengeroposan akibat kanker tulang.
Dalam  penerapan  medis,  diketahui bahwa  respons  tubuh  terhadap  bahan implant  yang  berupa  kelompok  senyawa kalsium  fosfat  berhubungan  dengan  rasio Ca-P  dan  kristalinitas  senyawanya.  Oleh karena  itu,  pemilihan  teknologi  pembuatan hidroksiapatit  perlu  mempertimbangkan apakah  produk  yang  dihasilkan  dari
teknologi  itu  paling  mendekati  spesifikasi yang  dibutuhkan.  Untuk  bahan  implan, spesifikasi  hidroksiapatit  yang  dikehendaki adalah  yang  memiliki  nisbah  Ca-P  sebesar 1,67  dan  memiliki  susunan  kristal  yang sama  dengan  yang  hidroksiapatit  pada tulang hewan/manusia.
Potensi  pengembangan  biomaterial untuk  pengganti  tulang  dianggap  perlu dilakukan  karena  jumlah  kasus  operasi bedah  tulang  yang  cukup  tinggi.  Di  rumah sakit  Dr  Soetomo  saja,  setidaknya  300-400 kasus  operasi  bedah  tulang  dilakukan  tiap bulan,  .  Jumlah  kasus  operasi  bedah  tulang ini  akan  meningkat  dengan  semakin tingginya  jumlah  manusia  usia  lanjut  dan kecelakaan lalulintas. Pemakaian biokeramik  ini  juga  lebih  menguntungkan dibanding  pemakaian  semen  tulang  dari polimer  plastik  PMA  yang  digunakan dalam  teknologi  bedah  tulang.  Dengan menggunakan biokeramik, hanya dilakukan operasi sekali karena zat aktif hidroksiapatit menyatu dengan tulang.
Berdasarkan
data impor Hidroksiapatit  yang  dikelompokkan  dalam kategori Apatite dari  BPS,  dari  tahun  2009 hingga  2012  menunjukan  kenaikan  yang signifikan,  pada  tahun  2009  tercatat  data impor  kelompok  Apatite  sebesar  5  kg  per tahun, pada tahun 2010 tercatat sebesar 58,5 ton/tahun, pada tahun 2011 tercatat  sebesar
80  ton  per  tahun,  sedangkan  pada  tahun 2012 mengalami kenaikan yanng signifikan yaitu sebesar 1330 ton per tahun. Dari data tersebut dapat disimpulkan jika pertumbuhan  kebutuhan  kelompok Apatite yang  mewakili  Hidroksiapatit  lebih  dari 35% per tahun. Kebutuhan hidroksiapatit di Indonesia  dipenuhi  oleh  pasar  impor  dari negara  lain  seperti  China.  Menurut  BPPT, harga  1  gram  HA  dapat  mencapai  Rp 1,000,000.00  (Muntamah,  2011).  Oleh karena  itu,  proses  sintesis  perlu  dilakukan sebagai  alternatif  untuk  menghasilkan  HA dengan  kualitas  yang  sama  dengan  HA komersial.  Solusi  alternatif  yang  diajukan yaitu  mengolah  limbah  cangkang  telur untuk  diekstrak  kandungan  kalsiumnya. Penggunaan  limbah  tersebut  disebabkan oleh tingginya kandungan kalsium karbonat (mencapai  94%)  dalam  cangkang  telur (Murakami  FS  &  Rodrigues,  2007). Sehingga memungkinkan mensintesis hidroksiapatit dari cangkang telur bebek.
Selain  meningkatkan  nilai  ekonomis dari limbah cangkang telur bebek, diperoleh juga  hidroksiapatit  yang  harganya  lebih murah  dari  hidroksiapatit  import.  Untuk menghasilkan  CaO  yang  baik  maka  perlu diketahui  suhu  optimal  kalsinasi  cangkang telur  bebek  dan  cangkang  telur  burung puyuh.  Pada  penelitian  ini,  dilakukan pencarian  suhu  optimal  kalsinasi  cangkang
telur  bebek  dan  cangkang  telur  burung puyuh  untuk  menghasilkan  CaO  sebagai bahan dasar pembuatan hidroksiapatit.

## METODE PENELITIAN

## Bahan
Bahan-bahan  yang  digunakan  antara  lain cangkang  kulit  telur  bebek  dan  cangkang kulit telur burung puyuh, dan aquades.

## Alat
Alat-alat yang digunakan adalah palu, crussible , furnace ,  mortar,  neraca  digital, cawan  petri,  plastik  sampel,  kertas  label, spatula.

## Prosedur Penelitian
Proses  perlakuan  cangkang  telur  meliputi pembersihan,  pengeringan  dan  kalsinasi. Perlakuan  diawali  dengan  pembersihan cangkang telur burung puyuh dan cangkang bebek  menggunakan  aquades.  Kemudian dikeringkan selama 24 jam di udara terbuka. Kalsinasi  pada  cangkang  telur  burung puyuh  dan  cangkang  bebek  dilakukan dengan furnace pada suhu 700 o C dan 1000 o C  masing-masing  selama  6  jam  tiap masing-masing sampel.  Hasilnya kemudian digerus menggunakan mortar hingga halus.
Gambar 1. Proses kalsinasi selama 6 jam.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  kalsinasi  cangkang  telur  bebek dan  telur  burung  puyuh  menggunakan furnace dengan  variasi  temperatur  700 o C dan  1000 o C  masing-masing  selama  6  jam adalah berupa serbuk seperti gambar 2.
Dari  gambar  2  dan  tabel  1  terlihat bahwa  hasil  kalsinasi  dengan  suhu  700 o C selama  6  jam  untuk  cangkang  telur  bebek dan  cangkang  telur  burung  puyuh  belum
menghasilkan  senyawa  CaO  tetapi  masih berupa senyawa CaCO 3 . Hal ini terlihat dari warna  serbuk yang  dihasilkan  yaitu berwarna  abu-abu  kehitaman,  dan  ukuran dari  serbuk  yang  dihasilkan  masih  relatif besar.  Hal  ini  menunjukkan    bahwa  pada suhu  700 o C  serbuk  masih  berupa  senyawa CaCO.
Gambar 2 . Serbuk hasil kalsinasi selama 6 jam. (a). Cangkang bebek pada suhu 700 o C (b). Cangkang burung puyuh pada suhu 700 o C (c). Cangkang bebek pada suhu 1000 o C (d). Cangkang burung puyuh pada suhu 1000 o C.
Tabel  1. Karakteristik serbuk hasil kalsinasi masing-masing selama 6 jam pada cangkang bebek dan cangkang burung puyuh pada suhu 700 o C dan suhu 1000 o C. Karakteristik Suhu Kalsinasi Warna Ukuran Serbuk Cangkang telur bebek 700 o C Abu-abu kehitaman  Kasar dan ukuran serbuk besar 1000 o C Putih terang Halus dan ukuran serbuk kecil Cangkang telur burung puyuh 700 o C Abu-abu kehitaman  Kasar dan ukuran serbuk besar 1000 o C Putih terang Halus dan ukuran serbuk kecil
Sedangkan  untuk  hasil  kalsinasi dengan  suhu  1000 o C  selama  6  jam  untuk cangkang  telur  bebek  dan  cangkang  telur burung puyuh sudah menghasilkan senyawa CaO hal ini dapat dilihat dari warna serbuk yaitu  putih  terang  dan  ukuran  serbuk  yang sangat  halus  atau  kecil.  Senyawa  yang tadinya  CaCO 3 kemudian  meluruh  menjadi CaO  melalui  penambahan  suhu  kalsinasi
menjadi 1000 o C. Peluruhan tersebut terjadi disebabkan  terjadi  proses  pembakaran dengan  suhu  yang  sangat  tinggi,  yang menyebabkan  terlepasnya  karbon.  Berikut adalah  reaksi  peluruhan  senyawa    CaCO 3 menjadi senyawa CaO.
CaCO 3(s)  CaO (s) + CO 2(g)
Tabel 2 Efisiensi senyawa CaO hasil kalsinasi cangkang bebek dan cangkang burung
puyuh pada suhu 1000 o C. Jenis Sampel Massa (gram) Efisiensi (%) CaCO 3 CaO Cangkang telur bebek 20.84 11.39 54.65 Cangkang telur burung puyuh 20.65 10.81 52.34
Efisiensi  dari  hasil  kalsinasi  senyawa CaCO 3 menjadi  senyawa  CaO  dapat  dilihat pada  tabel  4.2.  Massa  senyawa  CaO  jauh lebih  kecil  dari  massa  senyawa  CaCO 3, hal ini  dikarenakan  pada  saat  kalsinasi  pada suhu  1000 o C,  senyawa  CO 2 terlepas  dari senyawa  CaCO 3 .  Sehingga  massa  hasil kalsinasi menjadi lebih kecil.

## KESIMPULAN
Cangkang  telur  bebek  dan  cangkang telur  burung  puyuh  berhasil  dikalsinasi menjadi CaO pada suhu 1000 o C baik untuk cangkang  telur  bebek  maupun  untuk cangkang telur burung puyuh.Waktu kalsinasi yang digunakan yaitu 6 jam. Hasil yang  didapatkan,  warna  serbuk  CaO  yang putih  dan  ukuran  partikel  yang  kecil  atau halus.  Jika  suhu  yang  diberikan  700oC maka  belum  dihasilkan  CaO  karena  serbuk yang dihasilkan warnanya masih hitam abu- abu dan ukuran serbuknya kasar atau besar.
Efisiensi  dari  serbuk  CaO  yang diperoleh  lebih  besar  diperoleh  pada cangkang  telur  bebek  dari  pada  cangkang telur  burung  puyuh.  Cangkang  telur  bebek memiliki efisiensi sebesar 54.65 % sedangkan  pada  cangkang  telur  burung puyuh  diperoleh  sekitar  52.34%.  Hal  ini mungkin dipengaruhi dari struktur cangkang  yang  berbeda  antara  cangkang
telur  bebek  dengan  cangkang  telur  burung puyuh.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih
kepada Kementrian pendidikan  dan  kebudayaan  dan  dikti  atas hibah penelitian skema PDP pada penelitian ini.  Termakasih  kepada  LPPM  Universitas Kristen Indonesia dan LLDIKTI Wiilayah 3 atas koordinasi dan bimbingannya sehingga penelitian ini selesai terlaksana.

## DAFTAR PUSTAKA
Aoki,  H.  1991. Science  and  Medical Applications  of  Hydroksiapatite. the University of Michigan Tokyo (JP): Japanese Association of Apatite Science. Ardabilly, Trias. 2013. Sintesis Hidroksiapatit  Berbasis  Limbah Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica) dan
Modifikasi  Pori  Menggunakan Gelatin Skripsi . Bogor: IPB.
Badan Pusat Statistika. 2014. Produksi telur unggas  dan  susu  sapi  menurut provinsi. BPS  Online [Internet].
[diunduh  2014  Oktober  12].
Tersedia
pada: http://www.bps.go.id/
Balgies.,  Dewi,  S.U.,  Dahlan,  K.  2011.
Sintesis Dan Karakterisasi
Hidroksiapatit Menggunakan Analisis X-RAY Diffraction.
Prosiding Seminar Nasional
Hamburan  Neutron  dan  Sinar-X ke 8 . ISSN : 1410-7686. Serpong,
4 Oktober 2011.
Barakat,  N.A.M.,  Khil,  M.S.,  Sheikh,  F.A., Omran,  A.M.,  Kim,  H.Y.  2009.
Extraction of pure natural hydroxyapatite  from  the  bovine bone bio waste by three different methods. Materials  Processing
Technology . 209: 3408-3415.
Baum,  Philips,  dan  Lund.  2002. Buku  ajar ilmu konservasi gigi. Alih Bahasa Lilian Yuwono . Jakarta : Penerbit
EGC,  Pp 36
Beiser,  1995. Principle  of  Materials Science  and  Engineering. Third Edition, McGraw-Hill, Inc, USA.
Bertazzo, S., Zambuzzi, W. F., Campos, D. D.  P.,  Ogeda,  T.  L.,  Ferreira,  C. V. and Bertran, C. A.
Hydroxyapatite  surface  solubility and  effect  on  cell  adhesion.
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces ,  78,  2  2010),  177- 184.
Bezzi,  G.,  Celotti,  G.,  Landi,  E.,  La Torretta,  T.M.G.,  Sopyan,  I., Tampieri,  A.  2003.  A  novel  sol- gel  technique  for  hydroxyapatite
preparation. Materials  Chemistry and Physics. 78: 816-824.
Cahyanto  A.  2009.  Biomaterial.  [makalah].
Departemen  Ilmu  dan  Teknologi Material Kedokteran Gigi. Fakultas Kedokteran Gigi.
Bandung. Padjadjaran Univ.
Chen  QZ,  Wong  CT,  Lu  WW,  Cheung KMC,  Leong  JCY,  Luk  KDK. 2004.  Strengthening  mechanisms of  bone-bonding  to  crystalline hydroxyapatite invivo.
Biomaterials . 25: 4243-4254.
Chow  LC.  2009.  Next  generation  calcium phosphate-based biomaterials. Dent  Mater. J  Nat  Institute  of Health . USA. 28(1):1–10.
Cullity,  B.  D.  1992. Element  of  X-Ray Diffraction. Departemen of Metallurgical  Engineering  and
Materials science. Addison-
Wesley Publishing Comapny, Inc.
USA.
Cüneyt Tas, A.2000. Synthesis of biomimetic Ca-hydroxyapatite powders  at  37°C  in  synthetic body fluids. Biomaterials , 21, 14 : 1429-1438.
Dahlan,  Kiagus.  2013.  Potensi  Kerang
Ranga  sebagai  Sumber  Kalsium dalam Sintesis Biomaterial Substitusi Tulang. Lampung:
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung .
Davis,  J.R.  2003. Handbook  of  Materials for  Medical  Devices .  American Society  for  Metals  International. USA. Pp 1 – 12. de Aza, P. N., Santos, C., Pazo, A., de Aza, S.,  Cuscó,  R.  and  Artús,  L.1997. Vibrational Properties of Calcium
Phosphate Compounds. 1. Raman Spectrum of β-Tricalcium Phosphate. Chemistry of
Materials , 9, 4: 912-915.
Dhony  S,  Fitrah  Rama.  2011. Pembuatan
Komposit  Kitin/Kitosan  Yang Diekstrak dari Cangkang Kepiting  dan  Karakterisasinya. Padang: Universitas Andalas. Dicky Supangat dan Sari Edi Cahyaningrum.  2017. Sintesis
dan  Karakteisasi  Hidroksiapatit dari  Cangkang  Kepiting  ( scylla
serrata ) dengan Metode
Pengendapan Basah. UNESA Journal  of  Chemistry .  6,  3:  143-
149
Ferraz  MP,  M.  F.,  Manuel  CM.  2004.
Hydroxyapatite  nanoparticles:  A review of preparation
methodologies. J. Appl. Biomater.
Biomech , 2, 2 : 74-80.
Fohcher, B., Naggi, A., Tarri, G., Cosami A.
dan Terbojevich, M. 1992.
Structural  differences  between chitin polymorhs and their precipitates from solution evidences  from  CP-MAS  13  C-
NMR,  FTIR and  FTRaman
Spectroscopy.
Carbohidrate
polymer . 17(2) : 97-102.
Gomes, J. F.  G., Cristina C.; Silva, Miguel
A.; Hoyos, Milton; Silva, Rodrigo; and Vieira. 2008.
Teresa  An  Investigation  of  the
Synthesis  Parameters  of  the
Reaction of Hydroxyapatite Precipitation  in  Aqueous  Media. International Journal of
Chemical Reactor Engineering , 6, A103
Guo,  L.,  Huang,  M.,  Zhang,  X.  2003. Effects  of  sintering  temperature on  structure  of  hydroxyapatite studied  with  Rietveld  method. Journal  of  Materials  Science:
Materials in Medicine .
14(9):817-22.
Jillavenkatesa,  A.  and  Condrate  Sr,  R.  A.
1998.  Sol–gel  processing  of hydroxyapatite.
Journal of Materials Science , 33, 16 : 4111-
4119.
Miranda ZI, Siswanto, Hikmawati D. 2013.
Sintesis Komposit KolagenHidroksiapatit Sebagai Kandidat  Bone  Graft. Media Jurnal Fisika dan Terapan . Fakultas Sains & Teknologi. Unair. 1(1) Muntamah. 2011. Sintesis dan
Karakterisasi Hidroksiapatit dari
Limbah Cangkang Kerang Darah
(Andara  Granosa,  sp) .  [Tesis].
Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Murakami  FS,  Rodrigues  PO.  2007.
Physicochemical study of CaCO3 from  egg  shells. Cienc.  Tecnol.
Aliment.  Campinas .  27(3):658-
662.
Nayak AK. 2010. Hydroxyapatite synthesis methodologies:  an  overview. Int J Chem Tech Res 2(2): 903-907.
.