Fuad, AkhmadKholisul (2012) Kinetika Biodegradasi Poli(trimetilen-sebasat) dengan Mucor miehei dalam Media Cair secara Aerob. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Poli(trimetilen-sebasat) merupakan poliester alifatik linier hasil sintesis asam dikarboksilat dari minyak jarak kepyar dengan 1,3-propanadiol, morfologi dari kristal poli(trimetilen-sebasat) adalah spherullite , memiliki harga Mn sebesar 14.000 , dapat larut dengan baik dalam pelarut klorofom dan toluen. Hasil fraksinasi poli(trimetilen-sebasat) pada temperatur 20 – 22 o C dalam pelarut kloroform dengan non-pelarut methanol (1:5) diperoleh poli(trimetilen-sebasat) yang memiliki titik leleh 44 – 52 o C dengan derajat kristalinitas (30,52 ± 0,2 %). Poliester ini bersifat ramah lingkungan karena ikatan esternya yang mudah dihidrolisis. Biodegradasi poli(trimetilen-sebasat) dilakukan dengan menginokulasikan Mucor miehei bersama dengan material polimer dalam suatu media yang mengandung nutrisi untuk pertumbuhannya. Mucor miehei menghasilkan lipase dengan aktivitas 2,3555 unit pada pH optimum 5. Kapang secara umum membutuhkan oksigen dengan koefisien yield untuk pertumbuhannya yaitu 1,2 mmol O 2 /g sel jam. Poli(trimetilen-sebasat) dapat didegradasi dengan Mucor miehei dibuktikan dari Anggraini, dimana penurunan massanya 3,72% (12 jam, aerob, massa awal 0,1 g), Namun untuk mengetahui potensinya sebagai bahan ramah lingkungan perlu dilakukan uji biodegradasi, dengan mempelajari kinetika biodegrdasinya. Oleh karena itu perlakuan biodegradasi dilakukan selama 12 jam. Kinetika Biodegradasi dapat ditentukan secara kuantitatif dengan mengukur gas CO 2 yang dihasilkan dari proses biodegradasi, karena mikroorganisma menyerap energi kimia digunakan untuk proses hidupnya secara oksidasi aerob dari substrat. Biodegradasi menggunakan mikroorganisma merupakan proses fermentasi, c ara untuk memperoleh kinetika biodegradasi adalah melalui penentuan sisa reaktan, dalam hal ini poli(trimetilen-sebasat) atau berdasarkan produk monomer serta produk sekunder lain, yang dimungkinkan terbentuk sesuai dengan sistem metabolisme mikroorganisme yang digunakan. Perlakuan awal sebelum mendapatkan data kinetika adalah Mucor miehei yang telah diremajakan dalam media PDA dan digunakan sebagai inokulum pada media cair complex media yang mengandung induser asam sebasat, kemudian dimasukkan dalam erlenmeyer yang telah disiapkan pada rangkaian alat biodegradasi. Media biodegradasi dalam Erlenmeyer II sampai VI ditambahkan massa poli(trimetilen-sebasat) berturut – turut 0,06; 0,08; 0,1; 0,12 dan 0,14 g, sedangkan Erlenmeyer I (K) digunakan sebagai kontrol. Setelah semua Erlenmeyer terpasang kemudian dialirkan O 2 dan dilakukan biodegradasi selama 12 jam secara paralel untuk semua Erlenmeyer. Gas CO 2 yang terbentuk selama biodegradasi ditampung dalam wadah yang telah diisi dengan larutan 50 mL NaOH 0,05 M, kemudian dianalisis secara volumetri menggunakan larutan HCl 0,05 M dengan indikator fenolflatein(PP) dan metil jingga(MO). Penentuan hasil sisa reaktan dalam bentuk total asam per 1 gram massa polimer dianalisis secara alkalimetri menggunakan larutan KOH 0,09 M dengan indikator PP. Selanjutnya dibuat kurva antara total asam terhadap waktu fermentasi pada berbagai massa awal polimer. Karakterisasi poli(trimetilen-sebasat) setelah biodegradasi dianalisis berdasarkan perkiraan berat molekul rerata polimer. Metoda yang dilakukan adalah melalui analisis gugus ujung secara volumetri menggunakan larutan KOH alkoholis. Karakterisasi ditentukan secara volumetri, laju pembentukan gas CO 2 ditentukan dengan HCl 0,05 M sebelumnya telah ditambahkan indikator MO dan PP dan sisa reaktan untuk mengetahui model kinetika biodegradasinya dengan KOH 0,09 M sebelumnya ditambah indikator PP. Laju gas CO 2 yang dihasilkan pada masing – masing variasi massa secara berurutan adalah 3,442 x 10 -3 M, 1,231 x 10 -3 M, 1,641 x 10 -3 M, 0,196 x 10 -3 M dan 0,472 x 10 -3 M. Semakin besar massa poli(terimetilen-sebasat) semakin menurun laju CO 2. Model Kinetika biodegradasi tidak dapat ditentukan melalui laju pembentukan CO 2 . Pola kinetika yang berdasarkan total asam sesuai dengan kinetika pembentukan produk campuran dengan laju spesifik pembentukan produk mengikuti persamaan Luedeking-Piret.
English Abstract
Poly(trimethylene-sebacate) is a linear aliphatic polyester syn sized from castor oil dicarboxylic acid with 1,3-propanediol kepyar, crystal morphology of poly(trimethylene-sebacate) is spherullite, Mn value of 14.000, well soluble in chlorofom and toluene. results of fractionation of poly(trimethylene-sebacate) at a temperature of 20-22 ° C in a solvent with a non-solvent chloroform methanol (1:5) obtained poly(trimethylene-sebacate) which has a melting point of 44-52 °C with degree of crystallinity (30.52 ± 0.2%). se polyesters are environmentally friendly because ester bond is easily hydrolyzed. Biodegradation of poly(trimethylene-sebacate) conducted with Mucor miehei mxing along with polymer material in a medium containing nutrients for growth. Mucor miehei lipase has activity of 2.3555 units at optimum pH 5. Molds generally require oxygen yield coefficient, of 1.2 mmol O 2 /g cell h. Poly(trimethylene-sebacate) can be degraded by Mucor miehei which proved by Anggraini (2010), where mass is decreased 3.72% in 12 hours aerobic fermentation and 0.1 g of initial mass however to determine its potential as an environmental friendly material still needs a biodegradation test, by studying biodegradation kinetics. refore, biodegradation treatments are applied only for 12 hours. Biodegradation kinetics can be quantitatively determined by measuring CO 2 gas produced from biodegradation process because microorganisms absorb chemical energy used as a process of its life in aerobic oxidation of substrates. Biodegradation is a process of fermentation using microorganisms, o r ways that can be used to obtain kinetics of biodegradation is through determination of residual reactants, in this case poly(trimethylene-sebacate) or based on product monomer and o r secondary products, which made possible according to metabolic system of microorganisms that are used. Pretreatment prior to collection of data kinetics, Mucor miehei that has been regenerated in PDA media and used as inoculum in liquid media containing sebacic acid as inducer those were prepared on a series of tools biodegradation. Biodegradation media in Erlenmeyer II to VI added mass of poly(trimethylene-sebacate) respectively 0.06: 0.08: 0.1: 0.12 and 0.14 g, while Erlenmeyer I (K) was used as controls. After all Erlenmeyers put at biodegradation apparatus underflowing O 2 and treated in parallel for 12hours. CO 2 gas formed during biodegradation were captured in a container containing NaOH solution, and n analyzed using a volumetric solution of 0.05 M HCl with methyl orange (MO) and phenolphthalein (PP) indicator. While determination of residual reactants in form of total acid per polymer mass were analyzed volumetrically using 0.09 M KOH solution with PP indicator. Fur rmore content of total acids was plotted against fermentation time at various mass of polymer. characterization of poly(trimethylene-sebacate) after biodegradation, also analyzed based on approximate average molecular weight of polymer. method is carried out through a volumetric analysis of end group using KOH alcoholics solution. rate of CO 2 formation was determined by 0.05 M HCl in existence of MO and PP , while remained reactants in form acid total were determined volumetrically using 0.09 M KOH solution and PP indicator. rate of CO2 produced in each variation in sequence mass were 3.442 x 10 -3 M, 1.231 x 10 -3 M, 1.641 x 10 -3 M, 0.196 x10 -3 M, and 0.472 x 10 -3 M. higher of mass of poly(trimethylene-sebacate), slower CO 2 rate. Model of Biodegradation kinetics cannot be obtained through CO 2 rate. In conclusion, Model of Biodegradation Kinetic based on total acidity approved with formation of mixed product resulting in specific rate of product formation followed Luedeking-Piret equation.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/668.422 5/FUA/k/041204173 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 668 Technology of other organic products > 668.4 Plastics |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Matematika, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 21 Jun 2013 15:56 |
| Last Modified: | 21 Jun 2013 15:56 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160194 |
Actions (login required)
 |
View Item |