Optimasi dan Pemodelan Matematis Deasetilasi Kitin Menjadi Kitosan Menggunakan KOH

Abstract

Chitosan is valuable product that can be produced from crustacean shell wastes. Chitosan is important ingredient in various fields, for example food industry, biotechnology, pharmacy, medicine, and environment. The objective of this experiment was to obtain optimum conditions of chitin deacetylation process and to propose mathematical model of deacetylation reaction to be used in reactor design. This experiment used KOH solution at various concentration of 40 to 70% (weight fraction), temperature of 80 to 120oC, and reaction time of 4-6 hours. The results showed that optimum condition was achieved at the concentration of KOH of 60%, temperature of 100oC, and reaction time of 5.5 hours. At that condition, the degree of deacetylation (DD) of the chitosan produced was 80.79%, which well met the market standard of 80% DD. The mathematical model proposed in this study indicated that diffusion controlled the the overall rate of reaction. Keywords: chitin, chitosan, degree of deacetylation, optimization, mathematical modeling. Pemanfaatan limbah padat udang sudah sangat lama dikembangkan oleh para peneliti. Salah satu produk yang dapat dihasilkan dari limbah kulit udang adalah kitosan. Tercatat 200 kegunaan kitosan di berbagai bidang dari industri pangan, bioteknologi, farmasi, kedokteran, serta lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kondisi optimum proses deasetilasi kitin dan merumuskan model matematis reaksi deasetilasi untuk keperluan perancangan reaktor. Pada penelitian ini digunakan larutan KOH dengan variasi konsentrasi 40-70% (% berat), suhu 80-120oC, dan waktu reaksi 4-6 jam. Kondisi optimum penelitian ini dicapai pada suhu 100oC, waktu reaksi 5,5 jam, dan konsentrasi KOH 60%. Pada kondisi tersebut, diperoleh kitosan dengan nilai derajat deasetilasi (DD) 80,79% dan sudah sesuai dengan permintaan pasar (minimal 80%). Model matematis yang diperoleh pada penelitian ini mengindikasikan bahwa dalam proses produksi kitosan dari limbah kulit udang, proses transfer massa (difusi) lebih mengontrol dibandingkan reaksi. Kata kunci: kitin, kitosan, derajat deasetilasi, optimasi, pemodelan matematis.