30
siklodekstrin. Disamping itu, pembentukan siklodekstrin dipengaruhi oleh pembentukan gula total dan gula pereduksi. Semakin banyak gula total yang terbentuk maka siklodekstrin yang dihasilkan juga
semakin banyak. Sedangkan gula pereduksi berbanding terbalik terhadap pembentukan siklodekstrin. Penurunan kadar siklodekstrin dapat pula terjadi disebabkan terjadinya penghambatan oleh
siklodekstrin yang terbentuk karena enzim CGTase tidak hanya memproduksi siklodekstrin tetapi juga mampu mendegradasi siklodekstrin bila terdapat ko-substrat seperti glukosa, maltosa dan sukrosa
Lee dan Kim, 1992. Hal ini pun sesuai dengan penjelasan Kitahata 1988 yang mangatakan bahwa jika dalam media terdapat aseptor glukosa, maltosa, maltotriosa maka CGTase pertama
mengkatalisis transglikosilasi intermolekul maltosa dan maltotriosa membentuk maltooligosakarida kemudian baru terbentuk siklodekstrin. Namun siklodekstrin yang telah terbentuk dapat berkurang
karena aseptor tersebut menyebabkan siklodekstrin terdekomposisi.
C. PERANCANGAN REAKTOR SKALA 25 LITER
Kajian peningkatan skala yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan kesamaan geometris dan analisis dimensional. Dengan menggunakan prosedur kesamaan geometris maka
reaktor yang digunakan dalam peningkatan skala disesuaikan dengan rasio yang tetap. Peningkatan skala proses pencampuran dari skala laboratorium ke skala pilot plant merupakan proses penting
dalam mendesain konfigurasi dan kondisi operasi yang optimal dalam skala industri. Analisis dimensional merupakan metode peningkatan skala yang digunakan untuk menghitung kecepatan
impeller pada reaktor skala besar yang nantinya berkorelasi dengan perhitungan daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan impeller. Peningkatan skala dilakukan dengan mengacu pada hasil proses dari
skala laboratorium, kemudian hasil tersebut digunakan untuk meningkatkan skala proses hingga ke skala industri dengan mengurangi kesulitan dalam skala proses yang lebih besar.
Tabel 10 menunjukkan spesifikasi bejana percobaan dan dimensi impeller marine propeller dengan 4 blade. Berdasarkan ukuran tersebut dapat dimulai proses peningkatan skala. Besarnya daya
yang dibutuhkan untuk menggerakkan impeller dalam proses pencampuran dapat dihitung berdasarkan kurva yang terlihat pada Gambar 10 yaitu kurva hubungan antara Bilangan Daya N
P
dengan Bilangan Reynold N
Re
untuk impeller jenis marine. Tabel 10. Spesifikasi bejana percobaan yang digunakan dalam proses dengan volume kerja 5
liter
Parameter Satuan
Nilai
Volume Kerja V l
5 Tinggi Tangki Ht
mm 189
Diameter Impeller Di mm
117 Diameter Tangki Dt
mm 216
Tinggi Cairan Zi mm
137 Berdasarkan perhitungan maka didapatkan nilai N
Re
sebesar 12.302,89. Nilai tersebut digunakan untuk menentukan Bilangan Daya N
P
. Bilangan Daya merupakan komponen yang diperlukan untuk menghitung besarnya daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan impeller.
Berdasarkan perhitungan, maka daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan impeller tersebut sebesar
4 x 10
-8
Hp
. Perhitungan nilai besarnya daya dapat dilihat pada Lampiran 2.
31
Peningkatan skala proses pencampuran pada skala penuh industri memerlukan tangki pencampuran yang lebih besar. Peningkatan skala reaktor siklodekstrin ini didasarkan kesamaan
geometri reaktor, jenis bahan dan proporsi bahan yang digunakan. Parameter kesamaan geometri reaktor meliputi jenis impeller, perbandingan diameter tangki Dt dan diameter impeller Di.
Perhitungan rancang bangun reaktor siklodekstrin terdapat pada Lampiran 2, sedangkan untuk gambar rancangan reaktor 25 l terdapat pada Lampiran 3. Hasil perhitungan rancang bangun reaktor
siklodekstrin 25 l dapat dilihat pada Tabel 11 berikut. Tabel 11. Rancang bangun reaktor skala produksi 25 l
Parameter Satuan
Ukuran
Volume Kerja V l
25 Tinggi Tangki Ht
mm 323
Diameter Impeller Di mm
200 Diameter Tangki Dt
mm 370
Tinggi Cairan Zi mm
233 Densitas Siklodekstrin p
Kgm
3
1,045 x 10
3
Viskositas Siklodekstrin µ cP
4 Kecepatan Putar Impeller N
Rpm 140
Daya Hp Hp
7 x 10
-7
Hasil perhitungan peningkatan skala pada skala pilot yaitu reaktor 25 l menunjukkan bahwa kebutuhan energi
7 x 10
-7
Hp
dengan kecepatan putar impeller 140 rpm. Penentuan kecepatan impeller pada reaktor skala 25 l ini dilakukan dengan menggunakan metode analisis dimensional.
Berdasarkan kesamaan geometri, reaktor dengan volume kerja 25 l ini memiliki diameter tangki 369 mm, tinggi tangki 323 mm, dan diameter impeller 200 mm. Dalam perhitungan energi yang
dibutuhkan untuk menggerakkan impeller reaktor skala 25 l menggunakan faktor koreksi. Hal ini disebabkan ketidaksesuaian antara grafik yang digunakan dengan kondisi nyata reaktor. Oleh karena
itu, untuk meminimumkan kesalahan digunakan faktor koreksi. Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 2.
Tabel 12. Rendemen siklodekstrin yang diperoleh
Volume Reaktor Ulangan
Rendemen Siklodekstrin gL
5 Liter 1
71 2
61 25 Liter
1 72
2 66
Hasil pengamatan peningkatan skala dari skala laboratorium menjadi skala pilot menunjukkan bahwa rendemen yang dihasilkan pada skala pilot lebih besar bila dibandingkan
rendemen skala laboratorium. Pada percobaan pembuatan siklodekstrin pada skala 25 l yang dilakukan sebanyak dua kali ulangan didapatkan hasil bahwa rendemen siklodekstrin yang dihasilkan
berada pada rentang 66 – 72 gL. Sementara itu, pada skala 5 liter, rendemen siklodekstrin yang
32
Lama I nkubasi jam T
o ta
l G
u la
g L
4 3
2 160
140 120
100 80
60 40
20
86,3333 127,667
104,333
33
Lama I nkubasi jam K
a d
a r
G u
la P
e re
d u
k s
i g
L
4 3
2 60
50 40
30 20
10
29,6667 59,6667
48
34
sebesar 60 gl. Rentang rendemen siklodekstrin yang dihasilkan pada skala 25 l yaitu 60-72 gl tidak jauh berbeda dengan rentang rendemen siklodekstrin yang dihasilkan pada skala 5 l yaitu 61-71 gl.
Hal ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan metode kesamaan geometris dan analisa dimensional dapat dilakukan perhitungan peningkatan skala reaktor produksi siklodekstrin dengan
kapasitas 25 l. Hal ini disebabkan karena reaktor dengan kapasitas produksi 25 l dapat menghasilkan produk siklodekstrin yang tidak jauh berbeda dengan reaktor 5 l baik dari segi kuantitas maupun
kualitas. Untuk waktu yang diperlukan tahap siklisasi tergolong lebih cepat apabila dibandingkan dengan proses produksi siklodekstrin pada skala 5 l yaitu selama 4 jam. Hal ini dapat disebabkan
kondisi reaktor yang sudah terkontrol dengan baik dan reaktor yang tertutup rapat sehingga tidak ada panas yang terbuang ke udara bebas.
Hasil penelitian ini berupa siklodekstrin kasar cair. Untuk mencapai bubuk siklodekstrin diperlukan proses pengeringan. Dalam penelitian ini proses pengeringan menggunakan spray dryer.
Penggunaan spray dryer erat kaitannya dengan suhu dan keberlanjutan proses pengeringan yang digunakan. Berdasarkan penelitian suhu terbaik untuk mengeringkan siklodekstrin yaitu 81-120
C. Suhu ini harus tetap dipertahankan hingga akhir proses pengeringan. Peningkatan suhu akan
menghasilkan bubuk siklodekstrin yang kering dan menempel pada permukaan spray dryer sedangkan penurunan suhu akan mengakibatkan siklodekstrin tidak menjadi bubuk melainkan masih berupa
cairan kental dan menempel pada dinding spray dryer.
E. IDENTIFIKASI SIKLODEKSTRIN 1. Densitas dan Viskositas
