KARAKTERISTIK BIOLISTRIK PADA MEMBRAN ALAMI DAN MEMBRAN BUATAN
MUTIARA KHAIRUNNISA G74120016
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
DEPARTEMEN FISIKA
BOGOR
2014
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Membran adalah fasa (padat atau cair) yang berfungsi sebagai penghalang aliran
ion atau molekul yang berada dalam larutan, yang merupakan penghubung dua daerah yang memiliki karakter yang berbeda. Karakter tersebut diantaranya: perbedaan konsentrasi, suhu, tekanan, viskositas dan komposisi larutan. Jenis, sifat dan ukuran pori
mempengaruhi kinerja membran. Lingkungan juga berpengaruh pada sistem kerja membran (Rakhmanudin, 2005).
Teknologi membran telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang, seperti pada teknologi industri, biologi, kimia, fisika dan kesehatan. Jika dilihat dari segi energi, teknologi membran tergolong teknologi yang hemat dan bersih karena saat
mengoperasikannya tidak diperlukan energi yang besar. Selain itu juga tidak diperlukan zat-zat kimia pendukung yang menimbulkan masalah baru sehubungan dengan limbah
(Huriawati, 2006). Membran terbagi atas dua jenis yaitu membran alami dan sintetik. Membran telur
merupakan merupakan salah satu dari membran alami. Karakteristik membran ini
meliputi sifat listrik, termal, mekanik dan sebagainya. Sifat kelistrikan dapat dilihat dengan melakukan pengukuran konduktansi, kapasitansi, impedansi dan resistansi.
Sedangkan mekanik dengan melakukan uji tarik, uji tekan, uji getar dan uji geser. Telur memiliki suplai protein dengan asam amino yang hampir sempurna untuk
memenuhi kebutuhan tubuh, begitu pula kandungan mineral dan vitaminnya. Telur juga
mengandung asam amino esensial (asam amino yang tidak dapat diproduksi tubuh sehingga harus dipasok dari makanan yang lengkap). Secara fisik, telur terdiri dari
empat bagian yaitu cangkang atau kulit luar (shell), lapisan selaput (membrane shell), putih telur (egg white), dan kuning telur (yolk).
Pada proses makhluk hidupnya membran telur berfungsi sebagai pelindung
embrio atau pelindung putih telur dan kuning telur agar tidak keluar dan terkontaminasi oleh zat yang tigak diinginkan. Membran telur memiliki pori-pori yang berfungsi
sebagai media lalu lintas gas oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2). Dalam prosesnya membran telur dikategorikan sebagai media yang penting. Proses perebusan dan perendaman membran telur memberikan pengaruh pada sifat-sifat membran telur
tersebut (Mahrani, 2008).
Perumusan Masalah
Bagaimana karakteristik pada membran alami dan membran buatan?
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi membran alami pada telur bebek,telur ayam negri dan telur ayam kampung serta membran buatan dengan menggunakan benang nilon.
2
Hipotesis
Kondisi membran telur yang direbus (matang) mengakibatkan nilai kapasitansi yang lebih kecil dari telur yang tidak direbus.
TINJAUAN PUSTAKA
Membran Telur
Membran Telur Sebagai bahan pangan, telur merupakan gudang semua zat gizi
yang dibutuhkan tubuh kecuali vitamin C dan K. Vitamin yang terpenting pada telur adalah vitamin B12 yang dapat memperbaiki fungsi saraf. Tidak hanya itu, telur juga mengandung lesithin (emulsifier alami) yang kaya akan cholin. Cholin terlibat dalam
pemindahan kolesterol melalui peredaran darah dan mambantu metabolisme lemak. Cholin juga merupakan komponen penting dari membran sel dan jaringan saraf.
Telur tersusun dari kuning telur (yolk), putih telur (albumen), kerabang tipis, kerabang telur, dan beberapa bagian lain yang cukup kompleks. Kerabang telur terdiri atas dua bagian, yaitu kerabang tipis (membran) baik luar dan dalam yang dihasilkan
oleh istmus dan kerabang telur keras. Tebal kerabang telur 300 mm. Kerabang telur terdiri atas bahan kering 98,4% dan air 1,6%. Bahan kering terdiri dari protein 3,3%dan
mineral 95,1%. Mineral yang paling banyak terdapat pada kerabang telur adalah CaCO3 (98,43%), MgCO3 (0,84%), dan Ca3(PO4)2 (0,75%).Lapisan kerabang telur terdiri dari kutikula, membran palisadik, membrane cone, membran mamiler, dan membran
kerabang dalam (Yuwanta, 2004). Cangkang telur merupakan bagian telur paling luar, berlapis keras setebal 0,2-0,4
mm dan mengandung kalsium karbonat yang berfungsi melindungi bagian dalam telur. Pada kulit telur terdapat pori-pori yang dapat dilalui udara. Warnanya bervariasi mulai dari putih sampai kecokelatan tergantung pada jenis unggasnya. Namun perbedaan
warna sama sekali tidak mempengaruhi kualitas telur. Lapisan tipis yang terletak antara kulit luar dan isi telur (putih dan kuning telur) disebut memban shell atau selaput
lapisan yang terdiri dari lapisan membran dalam dan membran luar, keduanya mirip dinding yang menghalangi bakteri (Wirakusumah).
Membran telur adalah membran alami yaitu membran dalam proses makhluk
hidup. Membran telur dalam proses makhluk hidupnya dikategorikan sebagai alat filtrasi pencegah masuknya zat yang tidak diinginkan. Membran telur merupakan
membran yang bermuatan netral. Sesuai dengan fungsi aslinya membran telur diusahakan pengembangannya sebagai alat filtrasi dalam aplikasi teknologi. Efektivitas kerja membran sangat dipengaruhi kualitas telur. Apabila telur yang digunakan
berkualitas buruk maka akan diperoleh hasil yang tidak sesuai dengan yang diharapkan karena membran tipisnya juga berkualitas buruk (Mahrani, 2008).
Magnetic Stirrer Hot Plate
Benang nilon diurai menggunakan magnetic stirrer hot plate, yaitu alat
laboratorium yang bekerja berdasarkan bidang magnetik berputar untuk membuat stir bar (batang pengaduk) yang tercelup didalam cairan menjadi berputar dengan sangat
cepat sehingga mengaduk cairan tersebut hingga merata. Bidang berputar tersebut dapat
3
dibuat baik dengan magnet berputar atau dengan satu set electromagnet statis yang
diletakan di bawah bejana beaker glass. Magnetic stirer seringkali dilengkapi dengan lempengan pemanas untuk
memanaskan cairan dalam beaker glass. Kelebihan dari magnetic stirrer hot plate yaitu dapat mengaduk, memanaskan dan mencampur cairan dalam satu bejana. Jangkauan suhunya berkisar antara (0-380)°C sehingga tidak merusak beaker glass yang memiliki
toleransi suhu maksimal pemanasan ±500°C. untuk waktu pengoperasian dapat diatur hingga 99 jam dan putaran kecepatan pengaduk maksimalnya hingga 3500 RPM.
Kelemahan dari magnetic stirrer hot plate adalah karena terbatasnya ukuran batang pengaduk dan dimensi dari lempeng pemanas sehingga kapasitas bejana atau beaker glass yang bisa dipanaskan diatasnya terbatas hingga ±500 mL. Selain itu, jika cairan
yang diaduk terlalu kental atau mengandung padatan lebih banyak daripada cairan, maka batang pengaduk tidak dapat mengaduk secara merata.
Pada bagian bawah hot plate, terdapat magnet yang akan bereaksi dengan stir bar atau batang pengaduk, sehingga saat kecepatan pengadukan diinput, stir bar akan berputar mengikuti pergerakan magnet yang berada di bawah hot plate. Stir bar atau
batang pengaduk digunakan untuk mengaduk campuran cairan atau larutan. Pergerakan dari batang pengaduk ini sendiri digerakan oleh magnet berputar atau gabungan
elektromagnet (contohnya koil) yang terletak dibawah bejana berisi cairan. Kaca tidak memberikan efek apapun terhadap medan magnet, sehingga batang pengaduk magnetik dapat bekerja dengan baik pada bejana kaca (misalnya beaker glass). Batang pengaduk
biasanya dilapisi oleh teflon, atau sedikit mengandung bahan kaca. Pelapis kaca digunakan untuk cairan logam alkali (kecuali larutan alkali, yang akan mengikis habis),
larutan logam alkali didalam ammonia. Kedua pelapis ini secara kimia tidak berpengaruh dan tidak mengkontaminasi atau bereaksi dengan campuran reaksi didalamnya.
Cara kerja dari magnetic stirrer hot plate dimulai dengan mengatur temperatur pemanasan, kecepatan pengadukan dan waktu yang akan diberikan selama pengujian.
Pengaturan awal ini dilakukan dengan menekan tombol mode, jika lampu indikator heating menyala dan display menunjukkan angka 0 maka tombol turn and push diputar untuk mengatur besar temperatur pemanasan yang akan diberikan. Setelah temperatur
yang diinginkan sudah tercantum di display, tekan tombol turn and push untuk mengunci temperatur. Temperatur akan naik secara perlahan-lahan hingga mencapai
temperatur yang telah diinput. Untuk menginput besar kecepatan putaran pengadukan, tekan tombol mode. Jika
lampu indikator stirring sudah menyala, maka dengan menggunakan tombol turn and
push besar kecepatan putaran bisa diinput dan dikunci. Ketika kecepatan pengadukan telah dikunci, batang pengaduk otomatis bergerak mengaduk cairan/larutan didalam
bejana kaca sesuai dengan besar kecepatan yang diinput. Untuk menginput waktu, sama dengan pengaturan temperatur dan kecepataran. Dengan menekan tombol mode hingga lampu indikator timer menyala, dan memutar tombol turn and push hingga mencapai
waktu pengujian yang diinginkan. Selama pengujian, besar temperatur,kecepatan dan sisa waktu bisa dilihat dengan menekan tombol mode dan informasi tersebut akan
ditampilkan didalam display. Magnetic stirrer hot plate ini dilengkapi dengan alarm yang akan berbunyi otomatis jika waktu yang diinput telah habis dan setelah alarm berhenti berbunyi maka pergerakan batang pengaduk dan kenaikan temperatur akan
terhenti pula (Imaningtyastuti 2012).
4
Nilon
Nilon adalah senyawa polimer yang memiliki gugus amida pada setiap unit
ulangannya, sehingga nilon disebut juga senyawa poliamida. Nilon bersifat ssemikristalin, kuat dan tahan terhadap suhu tinggi. Nilon dapat dijadikan membran
yang memiliki sifat fisik, kimia dan mekanik yang baik, seperti memiliki ketahanan terhadap pH ekstrim dan suhu tinggi (Suhendi, Akbar 2007).
Sifat-sifat nilon adalah sebagai berikut: kuat dan tahan gesekan; elastisitasnya
besar; kalau diregang sampai 8%, benang akan kembali pada panjang semula, tetapi kalau terlalu regang, bentuk akan berubah; kenyal; tidak mengisap air sehingga mudah
kering; pada umumnya tidak tahan panas; larut dalam fenol, tetapi jika menggunakan fenol cair akan mengerut; tahan terhadap alkali dan tidak tahan terhadap klor; tahan air garam; tahan ngengat/cendawan; jika dibakar terlihat meleleh, tidak menyala dan
membentuk tepi berwarna coklat (Kurniawan A. 2002).
Asam Klorida (HCL)
Asam klorida adalah salah satu senyawa halida asam yang paling banyak diketahui dan merupakan senyawa antara untuk sintesis turunan asam lemak lain,
antara lain sebagai bahan asilasi untuk sintesis ester, amida, dan anhidrida asam. Asam klorida sangat reaktif. Adanya gugus Cl yang terikat pada karbon positif karbonil,
sehingga lebih mudah ditukar-gantikan daripada bila terikat pada karbon alkil. Oksigen dan klorin merupakan gugus penarik elektron yang kuat sehingga karbon lebih bermuatan positif. Hal ini berarti nukleofil yang lemah pun dapat menyerang karbon.
Fenomena inilah yang menyebabkan asam klorida sangat bergunasebagai zat antara untuk sintesis kimia lebih lanjut. Mekanisme reaksi antara suatu asam klorida dan
nukleofil mengisyaratkan bahwa penukargantian Cl- tidaklah sesederhana reaksi SN2. Reaksi asam klorida meliputi dua tahapan, yaitu adisi nukleofil pada gugus karbonil dan eliminasi ion klorida. Reaksi ini disebut substitusi asil nukleofil yang berarti substitusi
nukleofil pada suatu karbon asil (RCO-) (Fessenden 1986). Asam klorida dengan bobot molekul tinggi dapat didestilasi pada tekanan rendah
tanpa mengalami penguraian. Semua asam klorida mempunyai aktivitas kimia yang tinggi dan mudah dihidrolisis oleh air maupun uap air. Umumnya asam klorida dibuat dengan cara klorinasi asam lemak atau melalui garam natriumnya, baik dengan atau
tanpa pelarut.
Aseton Aseton yang juga dikenal dengan propanon, dimetil keton, 2-propanon, propan-
2-on, dimetilformaldehida, dan β-ketopropana, adalah senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Ia merupakan keton yang paling sederhana. Aseton
larut dalam berbagai perbandingan dengan air, etanol, dietil eter,dll. Ia sendiri juga merupakan pelarut yang penting. Aseton digunakan untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawa-senyawa kimia lainnya. Selain dimanufaktur secara industri,
aseton juga dapat ditemukan secara alami, termasuk pada tubuh manusia dalam kandungan kecil.
5
METODE
Bahan
Penelitian ini menggunakan membran alami yaitu telur ayam kampung, telur ayam negeri/ras, telur bebek dengan masing-masing dua butir telur dalam keadaan mentah dan matang serta membran buatan dari benang nilon. Untuk proses pembuatan
membran menggunakan Asam Klorida (HCL) sebanyak 20 ml dan aseton sebanyak 2 ml.
Alat
Pengukuran karakteristik biolistrik pada membran menggunakan LCR HITESTER dan LCR Meter 5Mhz dilengkapi kabel. Papan PCB berukuran (3x3)cm.
Untuk mengurai susunan nilon digunakan magnetic stirrer hot plate. Sementara nilon diwadahi dalam beaker glass. Wadah berisi air aquades, kertas alumunium foil, papan kaca, penggiling dan selotip untuk mencetak membran.
Prosedur
Prosedur penelitian diawali dengan persiapan alat dan bahan. Telur ayam kampung, ayam negeri dan bebek direbus lalu dikupas perlahan. Lepas bagian cangkang yang melekat pada membran. Jangan sampai ada bagian membran yang rusak.
Kondisikan ukuran membran masing-masing (3x3)cm lalu jepit pada papan PCB yang telah disediakan. Ukur karakteristik masing-masing membran dengan LCR Meter
dengan frekuensi 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500. Catat nilai impedansi(Z), Konduktansi(G), Kapasitansi(Cs) dan Induktansi (Rs) pada setiap masing-masing frekuensi. Sementara itu, timbang benang nilon sebanyak lima gram dengan timbangan.
Gunakan nilon 4gr dengan ukuran kecil dan masukan dalam beaker glass, masukan pula 20 ml HCL dan 1.5 ml aseton dan batang pengaduk lalu tutup dengan alumunium
foil. Operasikan magnetic stirrer selama 30 menit agar larutan dalam beaker glass homogen.
Siapkan kaca yang sudah diberi solatip di kedua sisi yang berhadapan. Setelah
alarm berbunyi, angkat beaker glass dan tungkan cairan membran secukupnya d sisi yang tidak bersolatip, lalu ratakan dengan penggiling. Masukan secara langsung ke
wadah yang berisi aquades. Angkat membran dan keringkan.
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Setelah dilakukan pengujian karakterisasi dari keempat membran, diperoleh hasil
data dan pengolahan data dalam bentuk grafik sebagai berikut :
Membran Telur Ayam Negeri
Tabel 1. Data Membran dari Telur Ayam Negeri Mentah
No. Frekuensi
(kHz)
Impedansi (kilo
ohm)
Kapasistansi
(pF)
Resistansi
(ohm)
Konduksi
(mS)
1 100 31.52 56.128 13.763 13.854
2 200 18.33 45.353 5.3015 15.779
3 300 12.921 42.391 3.213 19.246
4 400 10.093 40.254 2.041 20.035
5 500 8.1795 39.523 1.4286 21.353
6 600 6.9649 38.591 1.1245 23.181
7 700 6.0576 37.969 914.94 24.934
8 800 5.307 37.864 746.54 26.507
9 900 4.7341 37.714 652.31 29.106
10 1000 4.2636 37.678 579.25 31.864
0
10
20
30
40
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Z (k
oh
m)
f (kHz)
Grafik 1. hubungan Frekuensi dengan Impedansi pada Membran
Telur Ayam Negeri Mentah
Z (k ohm)
7
0
20
40
60
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Cs
(pF)
f (kHz)
Grafik 2. Hubungan Frekuensi dengan Kapasitansi pada
Membran Telur Ayam Negeri Mentah
Cs (pF)
-500
0
500
1000
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Rs
(oh
m)
f (kHz)
Grafik 3. Hubungan Frekuensi dengan Resistansi pada Membran
Telur Ayam Negeri Mentah
Rs (ohm)
0
10
20
30
40
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
G (
mS)
f (kHz)
Grafik 4. Hubungan Frekuensi dengan Konduktansi pada
Membran Telur Ayam Negeri Mentah
G (mS)
8
Tabel 2. Data Membran dari Telur Ayam Negeri Matang
No. Frekuensi
(kHz)
Impedansi (k
ohm)
Kapasistansi
(pF)
Resistansi (kilo
ohm)
Konduksi
(mS)
1 100 302.03 9.9647 256.34 2.8101
2 200 21.789 37.482 4.9009 10.323
3 300 51.765 13.451 33.527 12.512
4 400 11.573 34.684 1.5241 11.38
5 500 9.4174 34.021 1.0698 12.063
6 600 8.0027 33.319 813.58 12.704
7 700 6.8981 33.089 607.42 12.765
8 800 6.0211 33.119 498.7 13.726
9 900 5.4018 32.816 374.26 12.826
10 1000 88.669 2.6536 65.307 8.3064
0
50
100
150
200
250
300
350
400
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Z (k
oh
m)
f (kHz)
Grafik 1. Hubungan Frekuensi dengan Impedansi pada
Membran Telur Ayam Negeri Matang
Z (k ohm)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Cs
(pF)
f (kHz)
Grafik 2. Hubungan Frekuensi dengan Kapasitansi pada
Membran Telur Ayam Negeri Matang
Cs (Pf)
9
Membran Telur Bebek
Tabel 3. Data Membran dari Telur Bebek Mentah
No. Frekuensi
(kHz)
Impedansi (k
ohm)
Kapasistansi
(pF)
Resistansi (kilo
ohm)
Konduksi
(nS)
1 100 1264.9 1.2583 2.3473 1.4671
2 200 668.54 1.2194 145.17 324.79
3 300 423.15 1.2675 62.282 347.84
4 400 381.18 1.05 41.381 284.8
5 500 298.58 1.0664 7.5504 84.69
0
50
100
150
200
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Rs
(k o
hm
)
f (kHz)
Grafik 3. Hubungan Frekuensi dengan Resistansi pada Membran
Telur Ayam Negeri Matang
Rs (k ohm)
0
5
10
15
20
25
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
G (
mS)
F (kHz)
Grafik 4. Hubungan Frekuensi dengan Konduktansi pada Membran
Telur Ayam Negeri Matang
G (mS)
10
6 600 248.76 1.0664 2.1582 34.878
7 700 538.75 0.4273 84.41 290.81
8 800 197.65 1.0884 11.812 302.36
9 900 186.45 0.9539 19.916 572.9
10 1000 171.79 0.9356 24.002 813.3
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Z (k
oh
m)
f (kHz)
Grafik 1. Hubungan Frekuensi dengan Impedansi pada Membran
Telur Bebek Mentah
Z (k ohm)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Cs
(p
F)
f (kHz)
Grafik 2. Hubungan Frekuensi dengan Kapasitansi pada Membran
Telur Bebek Mentah
Cs (pF)
11
Tabel 4. Data Membran dari Telur Bebek Matang
No. Frekuensi
(kHz) Impedansi (k
ohm) Kapasistansi
(pF) Resistansi (kilo
ohm) Konduksi
(mS)
1 100 48.165 33.408 7.0878 3.0553
2 200 370.84 2.3935 164.29 1.1946
3 300 62.584 16.832 54.069 13.804
4 400 174.98 2.8366 104.61 3.4165
5 500 118.99 4.0027 88.52 6.2515
6 600 105.38 3.8296 79.424 7.1516
7 700 67.516 5.7802 54.875 12.038
8 800 54.011 6.677 45.05 15.443
9 900 44.386 7.1327 36.816 18.687
10 1000 36.607 7.5799 29.987 22.377
0
50
100
150
200
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
R s
k o
hm
)
f (kHz)
Grafik 3. Hubungan Frekuensi dengan Resistansi pada Membran
Telur Bebek Mentah
k ohm)
0
200
400
600
800
1000
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
G (
nS)
f (kHz)
Grafik 4. Hubungan Frekuensi dengan Konduktansi pada
Membran Telur Bebek Mentah
G (nS)
12
0
100
200
300
400
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Z (k
oh
m)
f (kHz)
Grafik 1. Hubungan Frekuensi dengan Impedansi pada
Membran Telur Bebek Matang
Z (k ohm)
0
10
20
30
40
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Cs
(pF)
F (kHz)
Grafik 2. Hubungan Frekuensi dengan Kapasitansi pada Membran
Telur Bebek Matang
Cs (pF)
0
50
100
150
200
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Rs
(k o
hm
)
f (kHz)
Grafik 3. Hubungan Frekuensi dengan Resistansi pada Membran
Telur Bebek Matang
Rs (k ohm)
13
Membran Telur Ayam Kampung
Tabel 5. Data Membran dari Telur Ayam Kampung Mentah
No. Frekuensi
(kHz) Impedansi (k
ohm) Kapasistansi
(pF) Resistansi (kilo
ohm) Konduksi
(mS)
1 100 1387.9 1.1581 193.72 100.57
2 200 21.221 37.65 1.895 4.2079
3 300 14.7 36.317 1.6418 7.5978
4 400 11.172 35.827 1.2181 9.7587
5 500 8.9613 35.745 1.0016 12.473
6 600 7.672 34.725 0.712 12.097
7 700 6.6462 34.395 0.6876 15.567
8 800 5.8473 34.207 0.60544 17.7
9 900 5.2404 33.929 0.54426 19.819
10 1000 4709.2 34.023 0.54241 24.459
0
5
10
15
20
25
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
G (
mS)
F (kHz)
Grafik 4. Hubungan Frekuensi dengan Konduktansi pada
Membran Telur Bebek Matang
G (mS)
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Z (k
oh
m)
f (kHz)
Grafik 1. Hubungan Frekuensi dengan Impedansi pada
Membran Telur Ayam Kampung Mentah
Z (k ohm)
14
0
10
20
30
40
50
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Cs
(pF)
f (kHz)
Grafik 2. Hubungan Frekuensi dengan Kapasitnsi pada
Membran Telur Ayam Kampung Mentah
Cs (pF)
-50
0
50
100
150
200
250
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Rs
(k o
hm
)
f (kHz)
Grafik 3. Hubungan Frekuensi dengan Kapasitnsi pada
Membran Telur Ayam Kampung Mentah
Rs (k ohm)
-20
0
20
40
60
80
100
120
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
G (
mS)
f (kHz)
Grafik 4. Hubungan Frekuensi dengan Konduksi pada
Membran Telur Ayam Kampung Mentah
G (mS)
15
Grafik Membran dari Telur Ayam Kampung Matang
y = -1.6853x + 69.135R² = 0.0172
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Imp
ed
ansi
(kΩ
)
Frekuensi (kΩ)
Grafik 1. Hubungan Frekuensi dengan Impedansi pada
Membran Telur Ayam Kampung Matang
Impedansi (kΩ)
Linear (Impedansi (kΩ))
y = 1.7681x + 31.143R² = 0.0232
0
20
40
60
80
100
120
Re
sist
ansi
(kΩ
)
Frekuensi (kΩ)
Grafik 2. Hubungan Frekuensi dengan Resistansi pada
Membran Telur Ayam Kampung Matang
Resistansi(kΩ)
Linear (Resistansi(kΩ))
16
Nilon
y = -2.6472x + 27.694R² = 0.5412
0
5
10
15
20
25
30
35K
apas
itan
si (
pF)
Frekuensi (kΩ)
Grafik 3. Hubungan Frekuensi dengan Kapasitansi pada
Membran Telur Ayam Kampung Matang
Kapasitansi (pF)
Linear (Kapasitansi (pF))
y = 2.2661x - 0.1484R² = 0.8242
05
1015202530
Ko
nd
ukt
ansi
(µ
S)
Frekuensi (kΩ)
Grafik 4. Hubungan Frekuensi dengan Koduktansi pada
Membran Telur Ayam Kampung Matang
Konduktansi (µS)
Linear (Konduktansi (µS))
y = -1.6778x + 27.56R² = 0.0927
0
10
20
30
40
50
60
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Imp
ed
ansi
(kΩ
)
Frekuensi (kΩ)
Grafik Hubungan antara Frekuensi dengan Impedansi
Impedansi (kΩ)
Linear (Impedansi (kΩ))
17
y = -1.2919x + 38.142R² = 0.2442
0
10
20
30
40
50K
apas
itan
si (
pF)
Frekuensi (kΩ)
Grafik Hubungan antara Frekuensi dengan Kapasitansi
Kapasitansi (pF)
Linear (Kapasitansi (pF))
y = 0.9342x + 2.2285R² = 0.0357
0
10
20
30
40
50
60
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Re
sist
ansi
(kΩ
)
Frekuensi (kΩ)
Grafik Hubungan antara Frekuensi dengan Resistansi
Resistansi(kΩ)
Linear (Resistansi(kΩ))
y = 4.0998x - 1.6117R² = 0.7612
0
10
20
30
40
50
60
Ko
nd
ukt
ansi
(µ
S)
Frekuensi (kΩ)
Grafik Hubungan antara Frekuensi dengan Konduktasi
Konduktansi (µS)
Linear (Konduktansi (µS))
18
Grafik Gabungan
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Imped
an
si
(kΩ
)
Frekuensi (kHz)
Hubungan Frekuensi dan Impedansi dari ke -7 Membran
Sintetik
Telur Bebek Mentah
Telur Bebek Matang
Telur Ayam Kampung
Mentah
Telur Ayam Kampung
Matang
Telur Ayam Negeri
Mentah
Telur Ayam Negeri
Matang
-100
0
100
200
300
400
500
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Kap
asit
ansi
(p
F)
Frekuensi (kHz)
Hubungan Frekuensi dan Kapasitansi dari ke -7 Membran
Sintetik
Telur Bebek Mentah
Telur Bebek Matang
Telur Ayam Kampung
Mentah
Telur Ayam Kampung
Matang
Telur Ayam Negeri
Mentah
Telur Ayam Negeri
Matang
19
-200
0
200
400
600
800
1000
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Re
sist
ansi
(kΩ
)
Frekuensi (kHz)
Hubungan Frekuensi dan Resistansi dari ke-7 Membran
Sintetik
Telur Bebek Mentah
Telur Bebek Matang
Telur Ayam Kampung
Mentah
Telur Ayam Kampung
Matang
Telur Ayam Negeri
Mentah
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Kon
du
kta
nsi
(µS
)
Frekuensi (kHz)
Hubungan Frekuensi dan Konduktansi dari ke -7 Membran
Sintetik
Telur Bebek Mentah
Telur Bebek Matang
Telur Ayam Kampung
Mentah
Telur Ayam Kampung
Matang
Telur Ayam Negeri
Mentah
Telur Ayam Negeri
Matang
20
Pembahasan
Salah satu sifat karakteristik membran yang terpengaruh adalah sifat fisika dari
membran, khusunya sifat konduktansi membran. Karakterisasi sifat fisika dari suatu membran meliputi sifat listrik, termal, mekanik, dan sebagainya. Sifat kelistrikan dapat
dilihat dengan melakukan pengukuran terhadap nilai konduktansi membran dan karkteristik Arus-Tegangan (I-V). Karakteristik ini dipengaruhi oleh aliran elektron dan ion-ion pada membran. Dari karakteristik arus-tegangan dapat ditentukan sifat ohmik-
nya suatu membran, daya tahanan listrik dan energi dari arus yang melintasi membran (Juansah 2002).
LCR HiTESTER adalah salah satu jenis alat ukur impedansi yang dioperasikan menggunakan layar sentuh (touch screen) sebagai media penghubung antara pengguna dengan alat. Layar sentuh interaktif ini memungkinkan pengguna untuk
mengoperasikan alat ini dengan mudah dan simpel. Prinsip pengukuran ini didasarkan pada prinsip bahwa sebuah arus listrik kecil dikirimkan melalui obyek pengukuran
(sampel) dan pada saat yang sama drop tegangan diukur di seluruh objek pengukuran. Dari drop tegangan diukur impedansi (Z), konduktansi (G) dan resistansi (R), sehingga nilai kapasitansi dapat dihitung setelah itu. Alat ini dirancang untuk keperluan
pengukuran sampel yang berbentuk pelet atau padatan. Hal yang terpenting dari instrumen ini hanya memiliki satu output yang memberikan arus bolak-balik
Nilon merupakan polimer yang banyak dipakai sebagai membran ultrafiltrasi, yang cenderung bersifat kuat dan tahan gesekan; elastisitasnya besar; kalau diregang sampai 8%, benang akan kembali pada panjang semula, tetapi kalau terlalu regang,
bentuk akan berubah; kenyal; tidak mengisap air sehingga mudah kering; pada umumnya tidak tahan panas; larut dalam fenol, tetapi jika menggunakan fenol cair akan
mengerut; tahan terhadap alkali dan tidak tahan terhadap klor; tahan air garam; tahan ngengat/cendawan; jika dibakar terlihat meleleh, tidak menyala dan membentuk tepi berwarna coklat (Kurniawan A. 2002).
Berdasarkan hasil pengolahan data, diperoleh grafik plot hubungan frekuensi dengan impedansi, konduktansi, kapasitansi, resistansi. Grafik hubungan frekuensi
dengan impedansi menunjukan pada membran telur bebek mentah dan membran nilon terjadi penurunan cukup tajam. Sementara pada grafik membran telur ayam negeri dan membran telur kampung baik mentah atau matang mengalami penurunan yang
signifikan. Secara keseluruhan nilai impedansi membran telur bebek paling besar. Grafik hubungan frekuensi dengan konduktansi pada membran telur bebek matang
memiliki mengalami penurunan dari keadaan konstan. Membran dari nilon sangat meningkat dengan membran telur bebek mentah. Grafik hubungan frekuensi dengan kapasitansi menunjukan penurunan. Grarik hubungan frekuensi dengan Resistansi pada
membran telur bebek matang dan mentah serta membran nilon meningkat. Sementara yang lainnya menurun. Besar nilai resistansi pada telur bebek sangat berbeda jauh
dengan yang lainnya (Mashadi 2010). Terjadinya perbedaan tersebut disebabkan perbedaan jumlah ion-ion yang terkandung di dalam membran.
21
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Karkteristik suatu membran alami dan buatan dilihat pada karakteristik biolistrik yang terjadi perubahan nilai induktansi, kapasitansi, konduktansi dan resistansi saat
diuji dengan LCR Meter pada frekuensi yang berbeda-beda. Perbedaan tersebut karena terdapat perbedaan kandungan jumlah ion.
Saran
Penelitian selanjutnya diharapkan dapat menguji kondisi membran buatan dari
jenis lain selain nilon dan dapat menguji pengaplikasian membran setelah diketahui perbedaan karakteristik biolistriknya.
DAFTAR PUSTAKA
Mahrani, Elly. 2008. Kajian Sifat Reologi Berbagai Jenis Membran Telur. [Skripsi].
Departemen Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Arahman, Nasrul. 2012. Konsep dasar proses pembuatan membran berpori dengan metode non-solvent induced phase separation – penentuan cloud point dan diagram tiga phasa. Rekayasa Kimia dan Lingkungan. Vol. 9, no. 2: 68-37.
Suhendi, Akbar. 2007. Pencirian membran mikrofiltrasi nilon-6. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor.
Kurniawan A. 2002. Pengaruh fouling terhadap konduktansin listrik pada Proses filtrasi
membran polisulfon [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor.
Fessenden RJ, Fessenden JS. 1986. Kimia Organik, Jilid ke-2. Edisi ke-3. Jakarta: Erlangga.
Imaningtyastuti. 2012. Analisis laju korosi sambungan las pipa stainless steel 316 pada
kondensor di dalam media larutan NaCl. [skripsi]. Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin. Universitas Diponegoro. Semarang.
Juansah J.2002. Studi karakteristik arus tegangan membran polisulfon pada berbagai frekuensi,konsentrasi dan suhu. Jurnal Kimia. 2 ( 7 ) : 12-18.
Mashadi. 2010. Sistem instrumentasi sifat elektrik untuk sampel kapasitor berbasis
karbon. [Tesis]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam/Program Magister Fisika Kekhususan Fisika Instrumen. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Mulder, M. 1996. Basic Principles of Membrane Technology, 2rd Edition. London: Kluwer Academic Publishers
Pinnau I, Freeman BD. 2000. Formation and Modification of Polymeric membranes:
Overview in Membrane Formation and Modification. Ingo: American Chemical Society
22
