BAB I
PENDAHULUAN
1. Kromatografi secara umum
Pemisahan campuran menjadi komponen-komponen adalah hal yang penting dalam semua cabang ilmu kimia dan tidak kalah penting dalam banyak bidang di teknik kimia dalam memecahkan berbagai masalah. Ketelitian kromatografi jarang sekali ditekankan. Dengan menggunakan metode kromatografi ,banyak kasus pemisahan bias diselesaikan dengan baik dan lebih efektif. Seperti :
• Menghitung polusi air dan udara
• Menentukan residu pestisida pada buah dan sayuran
• Mengidentifikasi dan mengklasifikasi senyawa organik
• Dll
Istilah kromatografi diturnkan dari kata-kata yunani yang berarti “warna” dan “tulis”. Kromatografi adalah suatu metoda yang digunakan untuk memisahkan suatu senyawa dalam suatu campurannya secara fisik dimana campuran tersebut dipisahkan berdasarkan distribusi senyawa-senyawanya diantara dua fasa,yaitu fasa diam (stasioner) dan fasa gerak (mobile). Fasa diam adalah fasa yang lebih besar jumlahnya pada kromatografi dan memiliki permukaan kontak yang lebih luas. Fasa diam (stasioner) dapat berupa :
• Cairan
• Padatan
• Padatan yang dibalut cairan (KLT)
Sedangkan fasa gerak adalah fasa yang mengalir bersama fasa diam. Fasa gerak bias berupa cairan ataupun gas. Dalam semua teknik kromatografi,zat-zat yang terlarut yang dipisahklan bermigrasi sepanjang kolom ataupun di dalam fasa diam dan tentui saja dasar pemisahan terletak dalam laju perpindahan sebuah zat yang terlarut sebagai hasil dua factor dimana yang satu cenderung menggerakkan zat terlarit itu dan yang satu cenderung untuk menahannya. Interaksi diatas menghasilkan keseimbangan ,dimana harganya dapat ditentukan dengan hokum distribusi yatu :
Cs = konsentrasi fasa diam
Cm = konsentrasi fasa gerak
Senyawa yang bergerak paling cepat akan juga cepat keluar sedangkan senyawa yang bergerak paling lama juga kan lama keluar. Cepat lamanya suatu senyawa melewati fasa diam dan fasa gerak terletak pada zat yang dikandung senyawa tersebut,dan dipengaruhi oleh :
• Susunan fasa diam
• Fasa gerak yang digunakan
• Suhu kolom
Pada kromatografi,secar umum proses yang terjadi adalah sebagai berikut:
Sampel dimasukkan ataupun dicampurkan biasanya dengan cara di-injeksikan,kemudian dimulailah penyebaran molekul yang disebabkan oleh difusi eddy. Difusi eddy adalah factor yang timbul akibat penggandaan lintasan untuk suatu aliran gas melalui suatu kolom yang berisi partikel-partikel dengan berbagai bentuk dan ukuran yang diatur secara tak beraturan. Ketika partikel tersebut mengalir melalui saluran-saluran di antara partikel-partikel packing. Besarnya kontribusi difusi eddy dari pelebaran pita mestinya bergantung pada ukuran partikel isian,bentuknya,dan keseragaman distribusi dalam kolom tersebut. Selain difusi eddy masih ada difusi longitudinal. Biasanya beberapa molekul zat terlarut cebderung berdifusi sepanjang gradient konsentrasi,sehingga suatu pita yang bergerak akan melebar dan akan meningkatkan panjang waktu yang dibutuhkan untuk mengelusi pita dari kolom. Lalu setelah itu senyawa bergerak keluar masuk dengan difusi dimana semua fasa gerak telah terjerembap kedalam fasa diam. Lalu molekul melakukan penetrasi ,lalu kembali ke fasa gerak lebih cepat dan mengikuti aliran untuk keluar dari kolom. Setelah keluar senyawa didieteksi oleh detector yaitu konsentrasinya yang dihubungklan bersama fungsi waktu. Dan ditunjukkan dengan kromatogram.
Kromatografi terdiri atas dua jenis jika dibedakan atas fasa yang digunakan:
• Kromatografi gas (GC)
• Kromatografi cair (LC)
Sedangkan pada kromatografi cair dibedakan kembali atas dua:
• Padat (LSC) dasar prosesnya adalah adsorpsi
• Cair (LLC) dasar prosesnya adalah partisi
2. Kromatografi kolom
Dasar proses ini disebut-sebut sebagai awal dari perkembangan teknik kromatografi tertua dan yang paling sederhana. Pada kromatografi kolom ini,sampel dimasukkan dalam corong sperti buret dan tentu saja dilewatkan dalam fasa gerak dan fasa cair yang berkesesuaian. Senyawa akan keluar dengan terpisah sesuai banyaknya zat yang terkandung dalam sampel tersebut.
Berikut gambar untuk memperjelas:
3. Kromatografi Lapis tipis (KLT) / Thin Layer Cromatograph
Kromatogarfi lapis tipis menggunakan prinsip dasar pada kromatografi dasar yaitu pemisahan campuran berdasarkan perbedaan distribusi senyawa pada dua fasa yang berbeda. Pada KLT fasa diamnya berupa silica yang terbalut oleh cairan. Sedangkan eluen digunakan pelarut baik yang polar maupun yang non-polar. Misalnya pada suatu kasus disediakan sampel ekstrak bunga (polar) dan digunakan dua pelarut yang berbeda yaitu: 1. etil asetat : aseton (7:3) ; 2. Etil asetat : heksana (8:2). Setelah pelarut dibuat,plat dimasukkan ke dalam gelas yang berisi pelarut tersebut dan ditutup agar pelarut bias diterima dengan baik. Kemudian setelah semua pelarut naik sampai tanda batas yang ditentukan,plat diambil dan diagin-anginkan. Bila perubahan warna yang terjadi tidak dapat dilihat oleh mata maka jalan lain yang harus diambil adalah meliohatnya dibawah sinar ultra violet, dan ditandai titik-titik noda yang terbuat pada plat dan lalu dibandingjkan dengan jarak keseluruhan plat guna mencari Retention Faktor ( Rf-nya ).
4. Elektroforesis
Kromatografi yang diberi media listrik disisinya dan tegak lurus aliran fasa gerak. Senyawa bermuatan posiif menuju kutub katopda dan anion ke anoda. Sehingga kecepatan bias diperkirakan dari banyaknya muatan yang terkandung.
5. Kromatografi penukar ion
Sesuai dengan namanya kromatografi ini khusus untuk masalah dengan kasus pertukaran ion sja.dengan meggunakan resin sintetik dan biasanya untuk mendeteksi dan pemisahan logam,seperti pada asam amino.
Contoh diatas merupakan kromatografi dasar yang ditemukan sebagai pendahuluan sebelum lahirnya peralatan-peralatan kromatografi yang lebih baik sepert GC dan HPLC. Untuk HPLC akan dibahas pada bab selanjutnya.
BAB II
MATERI
1. HPLC ( High Performance Liquid Cromatograph )
HPLC atau biasa disebut kromatografi cair kinerja tinggi adalah alat yang dikembangkan sesuai dengan kromatografi cair khususnya pada kromatografi kolom. Prinsip dari HPLC ini adalah dinamika dan migrasi dengan meggunakan dua fasa. HPLC biasanya digunakan untuk senyawa untuk yang berberat molekul tinggi dan tidak menguap,dimana penyerapan semakin baik jika molekul berada pada bentuk terkecil sehingga pemisahan semakin baik.
Berikut skema HPLC:
Beberapa keunggulan HPLC dibanding alat lain:
• HPLC dilengkapi dengan adanya pompa. Pompa ini menghasilkan tekanan sekitar 400 atm untuk mengalirkan eluen dengan tekanan tinggi dan konstan sehingga memperingan kerja kolom dan juga pemisahansehingga waktu lebih sedikit. pada pompa dikenal dua system dalam teknik pemisahan yaitu isokratik dan gradient,namun gradient lebih berisifat akurat karena masing-masing pompa mengatur laju alir larutan yang berbeda.
• HPLC memiliki keunggulan kolom. Dimana kolom HPLC ini lebih pendek dan lebih kecil dibanding GC misalnya. Diameter untuk internal kolom HPLC ≤ 4.6 mm sehingga dapat memberikan permukaan kontak yang lebih luas diman mempengaruhi sempurnanya pemisahan yang semakin baik. Dan panjang kolom HPLC adalah 150-250 mm. dan yang perlu diingat adalah kolom HPLC dapat digunakan kembali dengan cara direnerasi dengan mencucinya hingga bersih dengan pelarut yang sesuai.
• HPLC mempunyai detector yang amat sangat sensitive dan peka. HPLC memiliki beberapa detector misalnya:
Detector ultraviolet
Detector fluorometrik
Detector elektrokimia
• Waktu retensi
Waktu yang dibutu8hkan senyawa untuk melalui kolom hingga ke detector disebut waktu retensi yang diukur berdasarkan waktu dimana sampel diinjeksikan sampai sampel menunjukkan ketinggian puncak yang maksimum dari senyawa itu.biasanya dipengaruhi oleh :
Tekanan yang digunakan
Kondisi dari fase diam
Komposisi pelarut yang tepat
Temperature kolom
`
• Kromatogram
Kromatogram menunjukkan hasil yang didapat. Kromatogram yang diinginkan adalah kromatogram yang lurus tinggi dengan lebar sekecil mungkin. Bukan dengan bentuk lainnya,karena bentuk tersebut menandakan pemisahan dilakukan dengan sangat baik. Namun dalam kromatogram kita menemukan beberapa puncak kecil atau yang mengganggu dan disebut denga noise. Noise muncul jika sampel kita ataupun pelarut yang kita gunakan belum pure,belum murni dari pengotor-pengotor yang mungkin tidak sengaja masuk kedalamnya.
Fasa gerak dalam HPLC memegang peranan penting karena sangat akan mempengaruhi kepada pemisahan,jadi ada beberapa criteria yang harus dipenuhi fasa gerak :
Murni,tidak ada pengotor
Sesuai dengan detector dan sampel
Tidak bereaksi dengan wadah
Harga murah dan mudah mendapatkannya
Dll.
Eluen akan membawa sampel sepanjang kolom dan tempat/wadah eluen tidak boleh bereaksi dengan pelarut dan harus disaring terlebih dahulu,hal ini dilakukan demi menjaga kebersihan pelarut maupun eluen dari pengotor-pengotor seperti debu dll. Selain itu eluenjuga haru bebas dari udara yang akan terbawa ke dalam pompa. Hal akan diakibatkan adalah tidak stabilnya tekanan yang dihasolkan nantinya.biasanya eluen yang dipakai adalah methanol ataupun etanol,semakin polar semakin baik.
BAB III
KESIMPULAN
1. Kromatografi merupakan teknik pemisahan yang paling banyak digunakan
2. Prinsip pemisahan pada kromatografi adalah pemisahan berdasarkan perbedaan distribusi senyawa di campurannya pada dua fasa,fasa diam dan fasa gerak.
3. HPLC digunakan untuk analisis senyawa non-volatil termasuk sampel ionic dan polimerik
4. HPLC menggunakan prinsip kromatografi adsorpsi dan banyak digunakan dalam industry farmasi dan pestisida dll.
5. Senyawa yang paling lama muncul pada kromatogram adalah senyawa yang paling baik pemisahanya karena dia terjerembab lama didalam fasa diam.
6. Beberapa poin positive dari alat kinerja tinggi kromatografi (HPLC) adalah :
Tingkat resolusi yang amat tinggi
Waktu yang digunakan sedikit
Detector amat peka
Kolom dapat digunakan kembali dengan cara diregenerasi
Ideal untuk zat berberat molekul tinggi dan memiliki titik didih tinggi.
7. Beberapa sampel yang dapat dianalisis dengan HPLC :
Asam amino
Asam organic
Hidrokarbon aromatic
Protein
Karbohidrat
Vitamin
Seyawa lain berberat molekul tinggi dan titik didih tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Gritter Roy.dkk.1991.pengantar kromatografiedisi kedua.penerbit itb bandung
2. R.A.Day n A.L.Underwood.2002.analisa kikia kuantitatif edisi 6.jakarta.erlangga
3. www.wikipedia/kromatografi.org
4. www.chem-is-try.org/kromatografikolom
5. Yoshiti takeuchi.blogspot.com/kromatografi.net/2009
6. www.indigo.com/ science-supplies/filterpaper. Html
7. www.um-community.blogspot.com/kromatografi
8. www.allaboutscience.blogspot.com/kromatografikertas-TLC/kegunaanHPLC
Minggu, 04 April 2010
Kamis, 11 Maret 2010
KINETIKA ESTERIFIKASI ASAM LEMAK BEBAS UNTUK BIODIESEL
KINETIKA ESTERIFIKASI ASAM LEMAK BEBAS
DALAM MINYAK SAWIT UNTUK PEMBUATAN BIODIESEL
Rasidi, ST.MT.
Departemen Teknik Kimia,Institut Teknologi Bandung
Jl.Ganesa no.10 Bandung 40132, E-mail : rasidi@yahoo.com
Abstrak
Biodiesel muncul sebagai bahan alternative pengganti diesel yang berasal dari minyak bumi. Biodiesel dibuat dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui,biodegradable,dan dapat dibuat dari berbagai minyak nabati dan hewani serta dapat juga dibuat dari minyak goreng bekas. Proses yang efisien dalam produksi biodiesel dalam skala besar untuk bahan bakar adalah kunci agar bisa memproduksi bidiesel secara komersial.
Dalam katalis basa,asam lemak bebas dalam minyak nabati sawit akan yang mengandung gemuk terkonversi menjadi sabun. Sabun mulai terbentuk jika kandungan asam lemak bebas lebih dari 2% dan akan mulai terbentuk emulsi dengan alcohol dan minyak sawit, hal ini akan menghambat reaksi tranferifikasi yang merupakan reaksi utama pengubahan trigliserida menjadi alkil ester (biodiesel). Emulsi ini sangat ini sanagt kuat dan membentuk produk seperti keju. Oleh karena itu,minyak sawit haru terlabih dulu harus dikurangi/dihilangkan kandungan asam lemak bebasnya. Asam lemak itu sendiri dapat dikonversi menjadi alkil ester (senyawa utama biodiesel). Kondisi terbaik reaksi esterifikasi asam lemak adalah dengan katalis asam sedangkan transerifikasi dalam kondisi basa. Jadi minyak sawit mengandung asam lemak bebas tinggi perlu mengalami dua proses konversi yaitu, esterifikasi disusul kemudian transterifikasi. Supaya proses esterifikasi ini lebih optimal perlu diketahui kinetika reaksi esterifikasi asam lemak bebas tersebut menjadi alkil ester.
Esterifikasi asam lemak dan methanol dengan katralis asam adalahproses katalis himogen fasa-cair. Mekabnisme reaksi yang terjadi didasarkan atas perpindahan protondari katalis ke reaktanyang kemudian akan membentuk ion intermediate. Ion ini dapat terdekomposisi baik kea rah reaktan atau produk.
Dari model kinetika yang didasarkan atas mekanisme reaksinya kemudian ditentukan parameter kinetika reaksinya menggunakan data yang diperoleh dari percobaan reaksi esterifikasi secar batch. Hasil evaluasi secar statistic dan termodinamik menunjukkan bahwa model reaksi yanag diturunkan dapat dipakai untuk menggambarkan perubahan konsentrasi asam lemak bebas dalam reaksi esterifikasi.
Kata kunci : asam lemak,bodiesel,esterifikasi,transesterifikasi
Abstract
Biodiesel presents as a renewable substitute for petroleum-based diesel. It is made from biodegradable,renewable resources,such as new and used cooking oil and animal fat. New and more efficient processing scheme for large scale production of biodiesel for fuel purpose are the key to commercialization of biodiesel.
In the presence of base catalyst ,free fatty acid in the oil will be converted to soap. If free fatty acid consentrations too high ( above 2% ) the soap will begin to form emulsion with the methanol and oil, preventing the reaction from occurring. The emulsion can be so strong : it becomes unbreakable and forms a cottage cheese looking product. For this reason the incoming oil is treated to remove free fatty acid. Free fatty acid could be converted to alkyl ester that is main compound of biodiesel. Conversions process of free fatty acid to alkyl ester called esterification. Estefication is carried out with acid catalyst.
Esterification of free fatty acid with methanol homogeneous catalys process in liquid phase. Proton transfer from catalyst to reactan will form an intermediate ion. The intermediate ion can decompose tp give either the product or the reactan.
Parameters of the model then determined using obtained data from experiment by nonlinear regression. The result is evaluated stastically and thermodynamically.
Key words : free fatty acid,biodiesel,esterification,transesterification.
Pendahuluan
Mayoritas permintaan energy dunia diperoleh dari minyak bumi,batubara dan gas alam. Semua sumber terbatas dan pada komsumsi pemakaian seperti sekarang ini,sumber daya tersebut akan habis pada akhir abad ini. Hal ini meningkatkan minat dalam mencari sumber alternative untuk bahan bakar dari minyak bumi ini. Masalah lain dari sumber daya energy adalah mendapatkan sumber daya energy yang dapat diperbaharui. Mendapatkan sumber daya energy yang dapat diperbaharui tidaklah mudah. Biodiesel adalah salah satu sumbr daya yang potensial untuk dapat menggantikan (substitute) bahan bakar diesel yang berasal dari minyak bumi.
Belakangan ini biodiesel menjadi sumber energy alternative yang lebih menarik disamping karena berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui,juga karena manfaat yang berhubungan dengan lingkungan. Biodiesel dapat dibuat dari berbagai macam minyak nabati dan hewani serta dapat juga dibuat dari minyak goring bekas.
Komponen dasar biodiesel adalah ster. Ester tersebut berasal dari asam lemak yang terkandung dalam minyak nabati dan minyak hewani. Sekarang ini biodiesel banyak diproduksi dari minyak nabati,seperti minyak sawit dan minyak kedelai. Unsure paling banyak dalam minyak nabati adalah trglyserida. Asam lemak selain dalam bentuk triglyserida,bisa juga dalam bentuk diglyserida,monoglyserida atau bahkan bdalam bentuk asam lemak bebas.
Metoda yang paling banyak digunakan untuk menkonversi asam lemak menjadi ester adalah dengan reaksi transesterifikasi dengan katalis alkali. Konversi asam lemak menjadi ester dengan prose transesterifikasi ini akan mengaklami hambatan jika bahan baku minyak nabati yang digunakan banyak mengandung asam lemak bebas. Jika minyak ini mengandung asam lemak bebas yang tingg,proses transesterifikasi menjadi tidak efisien karena akan terjadi reaks penyabunan(savinifikasi). Adanya sabun ini akan membuat emulsi stabil yang mengakibatkan susahnya pemisahan biodiesel dari gliserin dan menghambat [roses transesterifikasi lebih lanjut.batas masksimum kandungan asam lemak bebas dalam minyak nabati adalah tidak lebih dari 1%n jika menggunakan proses transesterifikasi dengan katalis alkali. Harga ini setar dengan nilai bilangan asam 2 mg KOH/g
\asam lemak bebas tersebut sebenarnya dapat dikonversi juga menjadi ester dengan proses esterfikasi dengan menggunakan katalis asam. Oleh karena ituproses yang memungkinkan untuk bahan baku dengan kandungan asam lemak bebas yang tinggi yaitu proses esterifikasi kemidian diteruskan dengan proses transesterifikasi.
Tujuan dalam penelitiaan ini adalah untuk mempelajari kinetika esterifikasi asam lemak bebas tersebut. Dengan mengetahui kinetika reaksi esterifikasi diharapkan dapat ditentukan waktu dan kondisi optimum dari proses esterifikasi yang dalam proses pembuatan biodiesel akan diteruskan dengan proses transesterifikasi.
Metodologi
Reaksi esterifikasi dilakukan dalam reactor batch volume 2 liter dengan 4 leher. Reactor tersebut dilengkapi dengan pengambil sampel,thermometer,condenser refluks dan motor pengaduk. Reactor dimasukkan dalam water bath. Water bath tersebut dilengkapi dengan pengatur temperatur reaktan konstan dalam reactor. Gambar 1 menunjukkan reactor batch yang digunakan dalam penelitian ini.
Gambar 1. System Reaktor Batch untuk Proses Esterifikasi
Reaksi esterifikas dilakukan pada temperatur 500C,550C,600C, dan 650C.reaksi dalam reaktoe dilaksanakan selam 6 (enam) jam. Total volume umpan yaitu 497.25 ml yang terdiri dari 450 minyak sawit (CPO), 45 ml methanol 90% dan 2.25 ml asam sulfat sebagai katalis asam. Selama reaksi dilakukan pengadukan dengan kecepatan 570 rpm yang memungkinkan pencampuran sempurna selama proses reaksi.
Penambilan sampel dar dalam reactor dilakukan dalam selang waktu tertentu. Sampel tersebut kemudian ditambah basa berlebih untuk menghentikan reaksi esterifikasi dalam sampel. Sampel tersebut kemudian ditentukan nilai bilangan asamnya yang menyatakan konsentasi asam lemak bebas yang terkandung dalam larutan.
Hasil dan Diskusi
Data konsebtrasi asam lemak bebas yang terkandung dalam reactor untuk 4 temperatur percobaan ditunjukkan dalam gambar 2 di bawah ini.
Gambar 2 Plot Konsentrasi Asam Lemak Bebas trhadap waktu reaksi
Gambar 2 menggambarkan progres reaksi esterifikasi dalam 360 menit ( 6 jam ) pertama untuk temperatur 500C,550C,600C, dan 650C.pada awal reaksi laju persamaan asam lemak bebas dalam reactor terjadi dengan cepat kemudian setelah 2 jam laju penurunannya menjadi kecil. Hal ini disebabkan karena selama reaksi esterifikasi konsentrasi air akan naik. Air akan memperlambat laju reaksi esterifikasi.
Efek temperature pada reaksi esterifikasi juga dapat dilihat pada gambar 2. Pada temperature 650 C konsentrasi asam lemak bebas berkurang dengan cepat pada sekitar 60 menit sedangkan untuk temperatyr yang makin kecil laju pengurangan asam lemak bebas makin kecil.
GAMBAR 3 MEKANISME REAKSI ESTERIFIKASI
Model Kinetika Reaksi Esterifikasi
Model kinetic reaksi esterifikasi dirumuskan berdasarkan pada pembentukan model asam kompleks ( kompleks asam lemak bebas ). Gambar 3 diatas menunjukkan mekanisme reaksi esterifikasi.
Dalam pembentukan asam kompleks,hydrogen dan katalis bereaksi dengan asam membentuk asam kompleks. Asam kompleks tersebut kemudian bereaksi dengan methanol untuk membentuk senyawa transisi senyawa kompleks yang tidak stabil. Langkah berikutnya kemudian adalah pembentukan air dan ester.
Berdasarkan mekanisme reaksi tersebut dalam gambar 3 persamaan laju reaksi esterifikasi dapat diturunkan,yaitu sebagai berikut:
Dimana,
Tabel 1 di bawah adalah harga parameter dari model. Harga parameter ini diperoleh dari regresi nonlinear dengan meode reaksi nonisotermal.
Tabel 1 Harga Parameter Kinetik Model
Parameter Kinetik
Ea 167610
A 836 E + 18
∆H 10991
∆S 7,82
a 3,96
b 15,1
Gambar 4 menunjukkan perbandingan antara model kinetika dengan data percobaan. Model kinetic ditunjukkan oleh garis dalam gambar tersebut. Model sudah bisa dikatakan mewakili perubahan konsentrasi asam lemak bebas dalam reactor.
Gambar 4 Perbandingan Antara Hasil Percobaan dengan Model
Kekonsistenan model secara statistik
Analisa varians model ditunjukkan dalam table 2 di bawah. Analisa varians model digunakan untuk men-test hipotesa H0 : Ea = ∆H = ∆S = a = b = In A = 0 dengan hipotesa alternative H1 : beberap parameter ≠ 0. Dengan kata lain,hipotesa adalah untuk menguji,apakah parameter-parameter yang terdapat dalam model tersebut tidak penting atau beberapa parameter tersebut ada yang penting. Karena F0 = 298,56 > 2,37 (=harga F tabel dari Montgomery,2001) kita menolak H0 dan menyimpulkan bahwa semua parameter model adalah penting.
Table 2 analisis Varians Model
sum of square DF mean square F0 p-value
model 0,01792 5 0,00358 295,704 4,5 E - 46
residual 0,00086 71 1,2 E - 05
total 0,01878 76 0,00025
r-square 0,9542 R-adj = 0,9510
Harga p-value dalam tabel 2 sangat kecil,halini memberikan arti model tersebut sangat dekat dengan data percobaan. R-Square adalah 0,9542,yang artinya model menjelaskan sekitar 95 persen variabilitas konsentrasi asam lemak bebas dalam reaksi.
Konsentrasi Model secara Termodinamik
Model dapat dievaluasi secar dinamik dengan menbandingkan nilai parameter model dengan nilai prediksi parameter-parameter tersebut jika dihitung berdasarkan entalpi dan entropi ikatan bond dari senyawa-senyawa yang terlibat dalamn reaksi. Dario tabel 3 dibawah ini,harga parameter-parameter model sudah konsisten secara termodinamik.
Tabel 3 Kekonsistenan Model secara Termodinamik
Prediksi secara Termodinamik Harga dari Regresi
A ≥ 3 x 1013 8,36x1018
∆H 8,000 10,990
∆S 7,02 7,82
Kesimpulan dan Saran
Pada awal reaksi,laju penurunan asam lemak bebas dalam reactor terjadi dengan cepat kemudian setelah dua jam laju penurunannya menjadi kecil.
Reaksi esterifikasi lebih baik dilaksanakn pada temperature 60⁰C atau lebih tinggi. Pada temperature yang lebih tinggi dari tempperatur tersebut,esterifikasi asam lemak bebas dan methanol dibatasi oleh titik didih methanol. Titik didih methanol yaitu 680C,sehingga reaksi esterifikasi antar methanol dan asam lemak bebas tidak memingkinkan untuk dilaksanakn pada temperature lebih tinggi dari 680C.
Untuk rentang waktu sampai 360 menit ,laju reaksi esterifikasi asam lemak dan methanol dengan katalis asam sulfat dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaan d bawah ini.
Dimana nilai konstanta laju reaksi tersebut,yaitu:
Untuk penelitian lebih lanjut sebaiknya dicoba mencari model reaksi untuk proses reaksi esterifikasidengan katalis selainasam sulfat dan dengan perbandingan mol methanol dan asam lemak bebas yang lain.
Daftar Notasi
Ea :energy aktifasi reaksi [J/mol]
R :laju reaksi [mol/liter-menit]
K :konstanta laju reaksi [liter/mol-menit]
K :konstanta kesetimbangan [ - ]
T :temperature [Kelvin]
A :factor frekuensi [liter/mol-menit]
∆H :entalpi reaksi kesetimbangan air-asam kompleks [j/mol]
∆S :entropi reaksi kesetimbangan air-asam kompleks [j/mol-K]
R :konstanta umum gas [j/mol-K]
A :orde reaksi terhadap asam lemak bebas [-]
B :orde reaksi terhadap methanol [-]
CFFA :konsentrasi asam lemak bebas [mol/liter]
CMETH :konsentrasi methanol [mol/liter]
CW :konsentrasi air [mol/liter]
Daftar Pustaka
1. Benson,Sidney W (1968),Thermochemical Kinetics : Method for the Estimation of Thermochemical Data and Rate Parameters,John Wiley and Sons,New York
2. Darnoko,D.and Cheryan Munir (2000),Kinetics of Palm Oil Trans-esterification in Batch Reactor, J.Am.Oil Chem.Soc.,Vol.77 no. 12 : 1263-1271
3. Frost,Arthur A. and Ralph G. Pearson (1953),Kinetics and Mechanism : A Study of Homogeneous Chemical Reactions,John Wiley and Sons,New York.
4. Garpen,J.V. and Canakei M. (2000),Biodiesel Production from Oils and Fats with High Free Fatty Acids,Am. Soc. Of Agricultural Eng,Vol. 44 : 1429-1436.
5. Ignacio Tinoco et. All (1988),Physical Chemistry,3rd edition,prentice Hall Int.Inc.
6. Ma,fangrui and Hanna M.A.(1999),Biodiesel Production : a Review,Elsevier Science.
DALAM MINYAK SAWIT UNTUK PEMBUATAN BIODIESEL
Rasidi, ST.MT.
Departemen Teknik Kimia,Institut Teknologi Bandung
Jl.Ganesa no.10 Bandung 40132, E-mail : rasidi@yahoo.com
Abstrak
Biodiesel muncul sebagai bahan alternative pengganti diesel yang berasal dari minyak bumi. Biodiesel dibuat dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui,biodegradable,dan dapat dibuat dari berbagai minyak nabati dan hewani serta dapat juga dibuat dari minyak goreng bekas. Proses yang efisien dalam produksi biodiesel dalam skala besar untuk bahan bakar adalah kunci agar bisa memproduksi bidiesel secara komersial.
Dalam katalis basa,asam lemak bebas dalam minyak nabati sawit akan yang mengandung gemuk terkonversi menjadi sabun. Sabun mulai terbentuk jika kandungan asam lemak bebas lebih dari 2% dan akan mulai terbentuk emulsi dengan alcohol dan minyak sawit, hal ini akan menghambat reaksi tranferifikasi yang merupakan reaksi utama pengubahan trigliserida menjadi alkil ester (biodiesel). Emulsi ini sangat ini sanagt kuat dan membentuk produk seperti keju. Oleh karena itu,minyak sawit haru terlabih dulu harus dikurangi/dihilangkan kandungan asam lemak bebasnya. Asam lemak itu sendiri dapat dikonversi menjadi alkil ester (senyawa utama biodiesel). Kondisi terbaik reaksi esterifikasi asam lemak adalah dengan katalis asam sedangkan transerifikasi dalam kondisi basa. Jadi minyak sawit mengandung asam lemak bebas tinggi perlu mengalami dua proses konversi yaitu, esterifikasi disusul kemudian transterifikasi. Supaya proses esterifikasi ini lebih optimal perlu diketahui kinetika reaksi esterifikasi asam lemak bebas tersebut menjadi alkil ester.
Esterifikasi asam lemak dan methanol dengan katralis asam adalahproses katalis himogen fasa-cair. Mekabnisme reaksi yang terjadi didasarkan atas perpindahan protondari katalis ke reaktanyang kemudian akan membentuk ion intermediate. Ion ini dapat terdekomposisi baik kea rah reaktan atau produk.
Dari model kinetika yang didasarkan atas mekanisme reaksinya kemudian ditentukan parameter kinetika reaksinya menggunakan data yang diperoleh dari percobaan reaksi esterifikasi secar batch. Hasil evaluasi secar statistic dan termodinamik menunjukkan bahwa model reaksi yanag diturunkan dapat dipakai untuk menggambarkan perubahan konsentrasi asam lemak bebas dalam reaksi esterifikasi.
Kata kunci : asam lemak,bodiesel,esterifikasi,transesterifikasi
Abstract
Biodiesel presents as a renewable substitute for petroleum-based diesel. It is made from biodegradable,renewable resources,such as new and used cooking oil and animal fat. New and more efficient processing scheme for large scale production of biodiesel for fuel purpose are the key to commercialization of biodiesel.
In the presence of base catalyst ,free fatty acid in the oil will be converted to soap. If free fatty acid consentrations too high ( above 2% ) the soap will begin to form emulsion with the methanol and oil, preventing the reaction from occurring. The emulsion can be so strong : it becomes unbreakable and forms a cottage cheese looking product. For this reason the incoming oil is treated to remove free fatty acid. Free fatty acid could be converted to alkyl ester that is main compound of biodiesel. Conversions process of free fatty acid to alkyl ester called esterification. Estefication is carried out with acid catalyst.
Esterification of free fatty acid with methanol homogeneous catalys process in liquid phase. Proton transfer from catalyst to reactan will form an intermediate ion. The intermediate ion can decompose tp give either the product or the reactan.
Parameters of the model then determined using obtained data from experiment by nonlinear regression. The result is evaluated stastically and thermodynamically.
Key words : free fatty acid,biodiesel,esterification,transesterification.
Pendahuluan
Mayoritas permintaan energy dunia diperoleh dari minyak bumi,batubara dan gas alam. Semua sumber terbatas dan pada komsumsi pemakaian seperti sekarang ini,sumber daya tersebut akan habis pada akhir abad ini. Hal ini meningkatkan minat dalam mencari sumber alternative untuk bahan bakar dari minyak bumi ini. Masalah lain dari sumber daya energy adalah mendapatkan sumber daya energy yang dapat diperbaharui. Mendapatkan sumber daya energy yang dapat diperbaharui tidaklah mudah. Biodiesel adalah salah satu sumbr daya yang potensial untuk dapat menggantikan (substitute) bahan bakar diesel yang berasal dari minyak bumi.
Belakangan ini biodiesel menjadi sumber energy alternative yang lebih menarik disamping karena berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui,juga karena manfaat yang berhubungan dengan lingkungan. Biodiesel dapat dibuat dari berbagai macam minyak nabati dan hewani serta dapat juga dibuat dari minyak goring bekas.
Komponen dasar biodiesel adalah ster. Ester tersebut berasal dari asam lemak yang terkandung dalam minyak nabati dan minyak hewani. Sekarang ini biodiesel banyak diproduksi dari minyak nabati,seperti minyak sawit dan minyak kedelai. Unsure paling banyak dalam minyak nabati adalah trglyserida. Asam lemak selain dalam bentuk triglyserida,bisa juga dalam bentuk diglyserida,monoglyserida atau bahkan bdalam bentuk asam lemak bebas.
Metoda yang paling banyak digunakan untuk menkonversi asam lemak menjadi ester adalah dengan reaksi transesterifikasi dengan katalis alkali. Konversi asam lemak menjadi ester dengan prose transesterifikasi ini akan mengaklami hambatan jika bahan baku minyak nabati yang digunakan banyak mengandung asam lemak bebas. Jika minyak ini mengandung asam lemak bebas yang tingg,proses transesterifikasi menjadi tidak efisien karena akan terjadi reaks penyabunan(savinifikasi). Adanya sabun ini akan membuat emulsi stabil yang mengakibatkan susahnya pemisahan biodiesel dari gliserin dan menghambat [roses transesterifikasi lebih lanjut.batas masksimum kandungan asam lemak bebas dalam minyak nabati adalah tidak lebih dari 1%n jika menggunakan proses transesterifikasi dengan katalis alkali. Harga ini setar dengan nilai bilangan asam 2 mg KOH/g
\asam lemak bebas tersebut sebenarnya dapat dikonversi juga menjadi ester dengan proses esterfikasi dengan menggunakan katalis asam. Oleh karena ituproses yang memungkinkan untuk bahan baku dengan kandungan asam lemak bebas yang tinggi yaitu proses esterifikasi kemidian diteruskan dengan proses transesterifikasi.
Tujuan dalam penelitiaan ini adalah untuk mempelajari kinetika esterifikasi asam lemak bebas tersebut. Dengan mengetahui kinetika reaksi esterifikasi diharapkan dapat ditentukan waktu dan kondisi optimum dari proses esterifikasi yang dalam proses pembuatan biodiesel akan diteruskan dengan proses transesterifikasi.
Metodologi
Reaksi esterifikasi dilakukan dalam reactor batch volume 2 liter dengan 4 leher. Reactor tersebut dilengkapi dengan pengambil sampel,thermometer,condenser refluks dan motor pengaduk. Reactor dimasukkan dalam water bath. Water bath tersebut dilengkapi dengan pengatur temperatur reaktan konstan dalam reactor. Gambar 1 menunjukkan reactor batch yang digunakan dalam penelitian ini.
Gambar 1. System Reaktor Batch untuk Proses Esterifikasi
Reaksi esterifikas dilakukan pada temperatur 500C,550C,600C, dan 650C.reaksi dalam reaktoe dilaksanakan selam 6 (enam) jam. Total volume umpan yaitu 497.25 ml yang terdiri dari 450 minyak sawit (CPO), 45 ml methanol 90% dan 2.25 ml asam sulfat sebagai katalis asam. Selama reaksi dilakukan pengadukan dengan kecepatan 570 rpm yang memungkinkan pencampuran sempurna selama proses reaksi.
Penambilan sampel dar dalam reactor dilakukan dalam selang waktu tertentu. Sampel tersebut kemudian ditambah basa berlebih untuk menghentikan reaksi esterifikasi dalam sampel. Sampel tersebut kemudian ditentukan nilai bilangan asamnya yang menyatakan konsentasi asam lemak bebas yang terkandung dalam larutan.
Hasil dan Diskusi
Data konsebtrasi asam lemak bebas yang terkandung dalam reactor untuk 4 temperatur percobaan ditunjukkan dalam gambar 2 di bawah ini.
Gambar 2 Plot Konsentrasi Asam Lemak Bebas trhadap waktu reaksi
Gambar 2 menggambarkan progres reaksi esterifikasi dalam 360 menit ( 6 jam ) pertama untuk temperatur 500C,550C,600C, dan 650C.pada awal reaksi laju persamaan asam lemak bebas dalam reactor terjadi dengan cepat kemudian setelah 2 jam laju penurunannya menjadi kecil. Hal ini disebabkan karena selama reaksi esterifikasi konsentrasi air akan naik. Air akan memperlambat laju reaksi esterifikasi.
Efek temperature pada reaksi esterifikasi juga dapat dilihat pada gambar 2. Pada temperature 650 C konsentrasi asam lemak bebas berkurang dengan cepat pada sekitar 60 menit sedangkan untuk temperatyr yang makin kecil laju pengurangan asam lemak bebas makin kecil.
GAMBAR 3 MEKANISME REAKSI ESTERIFIKASI
Model Kinetika Reaksi Esterifikasi
Model kinetic reaksi esterifikasi dirumuskan berdasarkan pada pembentukan model asam kompleks ( kompleks asam lemak bebas ). Gambar 3 diatas menunjukkan mekanisme reaksi esterifikasi.
Dalam pembentukan asam kompleks,hydrogen dan katalis bereaksi dengan asam membentuk asam kompleks. Asam kompleks tersebut kemudian bereaksi dengan methanol untuk membentuk senyawa transisi senyawa kompleks yang tidak stabil. Langkah berikutnya kemudian adalah pembentukan air dan ester.
Berdasarkan mekanisme reaksi tersebut dalam gambar 3 persamaan laju reaksi esterifikasi dapat diturunkan,yaitu sebagai berikut:
Dimana,
Tabel 1 di bawah adalah harga parameter dari model. Harga parameter ini diperoleh dari regresi nonlinear dengan meode reaksi nonisotermal.
Tabel 1 Harga Parameter Kinetik Model
Parameter Kinetik
Ea 167610
A 836 E + 18
∆H 10991
∆S 7,82
a 3,96
b 15,1
Gambar 4 menunjukkan perbandingan antara model kinetika dengan data percobaan. Model kinetic ditunjukkan oleh garis dalam gambar tersebut. Model sudah bisa dikatakan mewakili perubahan konsentrasi asam lemak bebas dalam reactor.
Gambar 4 Perbandingan Antara Hasil Percobaan dengan Model
Kekonsistenan model secara statistik
Analisa varians model ditunjukkan dalam table 2 di bawah. Analisa varians model digunakan untuk men-test hipotesa H0 : Ea = ∆H = ∆S = a = b = In A = 0 dengan hipotesa alternative H1 : beberap parameter ≠ 0. Dengan kata lain,hipotesa adalah untuk menguji,apakah parameter-parameter yang terdapat dalam model tersebut tidak penting atau beberapa parameter tersebut ada yang penting. Karena F0 = 298,56 > 2,37 (=harga F tabel dari Montgomery,2001) kita menolak H0 dan menyimpulkan bahwa semua parameter model adalah penting.
Table 2 analisis Varians Model
sum of square DF mean square F0 p-value
model 0,01792 5 0,00358 295,704 4,5 E - 46
residual 0,00086 71 1,2 E - 05
total 0,01878 76 0,00025
r-square 0,9542 R-adj = 0,9510
Harga p-value dalam tabel 2 sangat kecil,halini memberikan arti model tersebut sangat dekat dengan data percobaan. R-Square adalah 0,9542,yang artinya model menjelaskan sekitar 95 persen variabilitas konsentrasi asam lemak bebas dalam reaksi.
Konsentrasi Model secara Termodinamik
Model dapat dievaluasi secar dinamik dengan menbandingkan nilai parameter model dengan nilai prediksi parameter-parameter tersebut jika dihitung berdasarkan entalpi dan entropi ikatan bond dari senyawa-senyawa yang terlibat dalamn reaksi. Dario tabel 3 dibawah ini,harga parameter-parameter model sudah konsisten secara termodinamik.
Tabel 3 Kekonsistenan Model secara Termodinamik
Prediksi secara Termodinamik Harga dari Regresi
A ≥ 3 x 1013 8,36x1018
∆H 8,000 10,990
∆S 7,02 7,82
Kesimpulan dan Saran
Pada awal reaksi,laju penurunan asam lemak bebas dalam reactor terjadi dengan cepat kemudian setelah dua jam laju penurunannya menjadi kecil.
Reaksi esterifikasi lebih baik dilaksanakn pada temperature 60⁰C atau lebih tinggi. Pada temperature yang lebih tinggi dari tempperatur tersebut,esterifikasi asam lemak bebas dan methanol dibatasi oleh titik didih methanol. Titik didih methanol yaitu 680C,sehingga reaksi esterifikasi antar methanol dan asam lemak bebas tidak memingkinkan untuk dilaksanakn pada temperature lebih tinggi dari 680C.
Untuk rentang waktu sampai 360 menit ,laju reaksi esterifikasi asam lemak dan methanol dengan katalis asam sulfat dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaan d bawah ini.
Dimana nilai konstanta laju reaksi tersebut,yaitu:
Untuk penelitian lebih lanjut sebaiknya dicoba mencari model reaksi untuk proses reaksi esterifikasidengan katalis selainasam sulfat dan dengan perbandingan mol methanol dan asam lemak bebas yang lain.
Daftar Notasi
Ea :energy aktifasi reaksi [J/mol]
R :laju reaksi [mol/liter-menit]
K :konstanta laju reaksi [liter/mol-menit]
K :konstanta kesetimbangan [ - ]
T :temperature [Kelvin]
A :factor frekuensi [liter/mol-menit]
∆H :entalpi reaksi kesetimbangan air-asam kompleks [j/mol]
∆S :entropi reaksi kesetimbangan air-asam kompleks [j/mol-K]
R :konstanta umum gas [j/mol-K]
A :orde reaksi terhadap asam lemak bebas [-]
B :orde reaksi terhadap methanol [-]
CFFA :konsentrasi asam lemak bebas [mol/liter]
CMETH :konsentrasi methanol [mol/liter]
CW :konsentrasi air [mol/liter]
Daftar Pustaka
1. Benson,Sidney W (1968),Thermochemical Kinetics : Method for the Estimation of Thermochemical Data and Rate Parameters,John Wiley and Sons,New York
2. Darnoko,D.and Cheryan Munir (2000),Kinetics of Palm Oil Trans-esterification in Batch Reactor, J.Am.Oil Chem.Soc.,Vol.77 no. 12 : 1263-1271
3. Frost,Arthur A. and Ralph G. Pearson (1953),Kinetics and Mechanism : A Study of Homogeneous Chemical Reactions,John Wiley and Sons,New York.
4. Garpen,J.V. and Canakei M. (2000),Biodiesel Production from Oils and Fats with High Free Fatty Acids,Am. Soc. Of Agricultural Eng,Vol. 44 : 1429-1436.
5. Ignacio Tinoco et. All (1988),Physical Chemistry,3rd edition,prentice Hall Int.Inc.
6. Ma,fangrui and Hanna M.A.(1999),Biodiesel Production : a Review,Elsevier Science.
Selasa, 09 Maret 2010
“Seminar Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik Kimia UNDIP 2009”
PEMANFAATAN BUAH TOMAT SEBAGAI
BAHAN BAKU PEMBUATAN NATA DE TOMATO
Rahardyan Dina Natalia(L2C307052) dan Sulvia Parjuningtyas(L2C307061)
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax : (024)7460058
Pembimbing : Ir. Hantoro Satriadi, MT
Abstrak
Buah tomat merupakan buah yang tidak tahan lama (mudah busuk) sehingga perlu alternatif lain dalam
pemanfaatannya. Alternatif tersebut adalah menjadi produk makanan melalui proses fermentasi menggunakan
bakteri Acetobacter Xylinum yang disebut nata. Pembuatan nata dengan bahan baku buah tomat, maka hasil
fermentasinya disebut nata de tomato. Hal ini dikarenakan tomat memiliki karbohidrat sebagai substrat
pembentuk nata. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui variabel yang berpengaruh dan menentukan
kondisi optimum pada proses pembuatan nata de tomato dari buah tomat secara fermentasi. Metode penelitian
yang digunakan adalah factorial design dengan 3 variabel dan 2 level. Dalam penelitian ini digunakan variabel
tetap yaitu volum media 650 ml , suhu fermentasi 30 ºC dan konsentrasi starter ( 10% dari media fermentasi).
Sedangkan variabel berubahnya yaitu konsentrasi gula ( 5 % dan 8 % ), tingkat keasaman (3 dan 5) dan waktu
fermentasi ( 12 dan 14 hari ). Respon yang diamati adalah besarnya yield dari setiap variabel. Dari hasil
penelitian diperoleh data variabel yang berpengaruh adalah konsentrasi gula, tingkat keasaman dan waktu
fermentasi. Kondisi optimal pada konsentrasi gula 5 %, pH 3 dan lama fermentasi 14 hari dengan yield sebesar
60,18 %. Sedangkan uji kimia diperoleh hasil berupa kadar karbohidrat 7,25 % ; kadar protein 0,11 % ; kadar
sukrosa 1,96 % dan kadar air 97,20 %.
Kata kunci : nata, fermentasi, Acetobacter Xylinum
Pendahuluan
Nata adalah sejenis makanan hasil fermentasi oleh bakteri Acetobacter xylinum, membentuk gel yang
mengapung pada permukaan media atau tempat yang mengandung gula dan asam yang berbentuk padat, kokoh,
kuat, putih, kenyal dan mirip kolang- kaling. Pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari
larutan gula atau dalam penelitian ini adalah gula dalam buah tomat oleh sel- sel Acektobacter xylinum.
Kemudian glukosa tersebut digabungkan dengan asam lemak membentuk bahan lemak membentuk bahan
pendahulu nata pada membran sel.
Yang kemudian membentuk glukosa menjadi selulosa diluar sel. Selulosa ini akan membentuk
jaringan mikrofibril yang panjang dalam cairan fermentasi. Gelembung - gelembung CO2 yang dihasilkan
selama proses fermentasi mempunyai kecenderungan melekat pada jaringan ini, sehingga menyebabkan jaringan
tersebut cenderung terangkat ke permukaan cairan.
Buah tomat merupakan sayuran bergizi tinggi yang mepunyai banyak kegunaan. Selain sebagai buah
segar yang langsung dapat dikonsumsi, buah tomat juga sering digunakan sebagai bahan penyedap berbagai
masakan seperti sup, gado – gado, sambal dan sebagainya. Selain itu, buah tomat juga sering digunakan sebagai
bahan dasar industri makanan dan minuman, seperti sari buah tomat, es jus, saos tomat, puree dan pulp. Karena
buah tomat tidak tahan lama (mudah busuk) maka diperlukan alternatif lain dalam pemanfaatannya. Alternatif
tersebut diantaranya adalah mengolah buah tomat menjadi produk fermentasi yang disebut nata de tomato,
sehingga buah tomat mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
Bakteri yang digunakan dalam pembuatan nata de tomato adalah Acetobacter xylinum. Bakteri
Acetobacter xylinum dapat tumbuh dan berkembang membentuk cream (krim) karena di dalam buah tomat
mengandung bahan - bahan seperti gula, senyawa nitrogen, vitamin dan mineral sehingga merupakan suatu
medium yang baik untuk pertumbuhan tersebut, karena bahan - bahan itu merangsang pertumbuhan Acetobacter
xylinum untuk membentuk nata. Agar dapat menghasilkan nata yang maksimal maka kondisi optimum
pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum perlu dijaga, baik mengenai nutrisi, pH, medium maupun suhu
inkubasinya.
This watermark does not appear in the registered version - http://www.clicktoconvert.com
PEMANFAATAN BUAH TOMAT SEBAGAI
BAHAN BAKU PEMBUATAN NATA DE TOMATO
Rahardyan Dina Natalia(L2C307052) dan Sulvia Parjuningtyas(L2C307061)
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax : (024)7460058
Pembimbing : Ir. Hantoro Satriadi, MT
Abstrak
Buah tomat merupakan buah yang tidak tahan lama (mudah busuk) sehingga perlu alternatif lain dalam
pemanfaatannya. Alternatif tersebut adalah menjadi produk makanan melalui proses fermentasi menggunakan
bakteri Acetobacter Xylinum yang disebut nata. Pembuatan nata dengan bahan baku buah tomat, maka hasil
fermentasinya disebut nata de tomato. Hal ini dikarenakan tomat memiliki karbohidrat sebagai substrat
pembentuk nata. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui variabel yang berpengaruh dan menentukan
kondisi optimum pada proses pembuatan nata de tomato dari buah tomat secara fermentasi. Metode penelitian
yang digunakan adalah factorial design dengan 3 variabel dan 2 level. Dalam penelitian ini digunakan variabel
tetap yaitu volum media 650 ml , suhu fermentasi 30 ºC dan konsentrasi starter ( 10% dari media fermentasi).
Sedangkan variabel berubahnya yaitu konsentrasi gula ( 5 % dan 8 % ), tingkat keasaman (3 dan 5) dan waktu
fermentasi ( 12 dan 14 hari ). Respon yang diamati adalah besarnya yield dari setiap variabel. Dari hasil
penelitian diperoleh data variabel yang berpengaruh adalah konsentrasi gula, tingkat keasaman dan waktu
fermentasi. Kondisi optimal pada konsentrasi gula 5 %, pH 3 dan lama fermentasi 14 hari dengan yield sebesar
60,18 %. Sedangkan uji kimia diperoleh hasil berupa kadar karbohidrat 7,25 % ; kadar protein 0,11 % ; kadar
sukrosa 1,96 % dan kadar air 97,20 %.
Kata kunci : nata, fermentasi, Acetobacter Xylinum
Pendahuluan
Nata adalah sejenis makanan hasil fermentasi oleh bakteri Acetobacter xylinum, membentuk gel yang
mengapung pada permukaan media atau tempat yang mengandung gula dan asam yang berbentuk padat, kokoh,
kuat, putih, kenyal dan mirip kolang- kaling. Pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari
larutan gula atau dalam penelitian ini adalah gula dalam buah tomat oleh sel- sel Acektobacter xylinum.
Kemudian glukosa tersebut digabungkan dengan asam lemak membentuk bahan lemak membentuk bahan
pendahulu nata pada membran sel.
Yang kemudian membentuk glukosa menjadi selulosa diluar sel. Selulosa ini akan membentuk
jaringan mikrofibril yang panjang dalam cairan fermentasi. Gelembung - gelembung CO2 yang dihasilkan
selama proses fermentasi mempunyai kecenderungan melekat pada jaringan ini, sehingga menyebabkan jaringan
tersebut cenderung terangkat ke permukaan cairan.
Buah tomat merupakan sayuran bergizi tinggi yang mepunyai banyak kegunaan. Selain sebagai buah
segar yang langsung dapat dikonsumsi, buah tomat juga sering digunakan sebagai bahan penyedap berbagai
masakan seperti sup, gado – gado, sambal dan sebagainya. Selain itu, buah tomat juga sering digunakan sebagai
bahan dasar industri makanan dan minuman, seperti sari buah tomat, es jus, saos tomat, puree dan pulp. Karena
buah tomat tidak tahan lama (mudah busuk) maka diperlukan alternatif lain dalam pemanfaatannya. Alternatif
tersebut diantaranya adalah mengolah buah tomat menjadi produk fermentasi yang disebut nata de tomato,
sehingga buah tomat mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
Bakteri yang digunakan dalam pembuatan nata de tomato adalah Acetobacter xylinum. Bakteri
Acetobacter xylinum dapat tumbuh dan berkembang membentuk cream (krim) karena di dalam buah tomat
mengandung bahan - bahan seperti gula, senyawa nitrogen, vitamin dan mineral sehingga merupakan suatu
medium yang baik untuk pertumbuhan tersebut, karena bahan - bahan itu merangsang pertumbuhan Acetobacter
xylinum untuk membentuk nata. Agar dapat menghasilkan nata yang maksimal maka kondisi optimum
pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum perlu dijaga, baik mengenai nutrisi, pH, medium maupun suhu
inkubasinya.
This watermark does not appear in the registered version - http://www.clicktoconvert.com
Minggu, 07 Maret 2010
Langganan:
Postingan (Atom)
