b. Studi pengaruh jumlah adsorben terhadap proses adsorpsi karotenoid
Pemisahan karotenoid dari biodiesel minyak sawit dengan adsorben sintetis kalsium maleat – grafting – HDPE sangat dipengaruhi oleh banyaknya
jumlah adsorben yang digunakan. Semakin meningkatnya jumlah adsorben yang digunakan akan
menyebabkan semakin mudah emulsi karotenoid-metil ester terpecahkan, karena interaksi ikatan rangkap dengan adsorben akan lebih kuat. Adapun
profilnya dapat dilihat pada grafik berikut ini :
Gambar 4.7. Grafik hubungan antara jumlah adsorben dengan penjumputan karotenoid
Gambar 4.8. Grafik hubungan antara jumlah adsorben dengan Recovery karotenoid
Dari strukturnya, karotenoid bersifat relatif lebih non polar daripada metil ester. Houghton 1998 menyebutkan bahwa polaritas suatu senyawa
ditentukan oleh adanya cincin aromatik, ikatan ganda, dan atom-atom yang memiliki elektron tidak berpasangan atom-atom elektronegatif seperti
nitrogen, oksigen, klor, dan halogen lainnya. Tingkat penjumputan yang rendah dari karotenoid dapat diduga karena kekuatan interaksi antara metil
Jumlah Adsorben
gr Penjumputan
Karotenoid 0,5
1,98 1,0
5,75 2,0
13,99 4,0
40,52
Jumlah Adsorben
gr Recovery
Karotenoid 0,5
89,06 1,0
82,76 2,0
75,56 4,0
42,74
Universitas Sumatera Utara
H C
H C
LOGAM
3d
o
ester dengan karotenoid lebi besar dibandingkan kekuatan interaksi antara karotenoid dengan adsorben Ari Surya, 2009
Adsorpsi hidrokarbon jenuh dalam substrat logam didasarkan pada konsep orbital terdepan, dimana interaksi ditunjukkan dengan adanya donasi
muatan dari orbital π tertinggi yang terisi dai logam dan substansi backdonation dari muatan logam yang terisi ke orbita
l π terendah yang tidak terisi Nilson, 2008. Adapun mekanismenya ditunjukkan sebagai berikut :
Gambar 4.9 . Interaksi antara ikatan π olefinik dengan logam
Kemampuan adsorben mengadsorpsi karotenoid dan metil ester dipengaruhi oleh kemampuan ion Ca
2+
mempolarisasi rantai olefinik, dimana dengan adanya orbital 3d kosong dengan energi yang cukup rendah sehingga
mampu mengikat kuat ikatan π pada karotenoid dan metil ester hidrokarbon tidak jenuh. Namun didasarkan pada jumlah ikatan π, karotenoid akan lebih
terikat kuat karena interaksi yang lebih besar dibandingkan dengan metil ester tidak jenuh dengan 2 atau 3 ikatan rangkap. Kation dengan kemampuan
mempolarisasi yang tinggi mempunyai muatan positif dengan kerapatan yang tinggi, sehingga akan menghasilkan interaksi yang kuat. Ion dengan ukuran
kecil bermuatan tinggi akan memiliki kekuatan ikatan yang tinggi Nur, 2007
20
Ca
2+
= 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
Gambar 4.10. Orbital Kosong atom Ca yang menjadi asseptor elek tron π dari hidrokarbon tak
jenuh
Universitas Sumatera Utara
3d
o
1 2
3 4
5 6
16 17
7 8
9 10
11 12
13 14
15 15
14 13
12 11
10 9
8 7
6 5
4 3
2 1
16 17
eg
t
2
g
Gambar 4.11. Donasi elektron π hidrokarbon tak jenuh terhadap orbital kosong atom logam Ca
C
CH
-
- Ca
Interaksi orbital phi dari karoten terhadap orbital d logam yang kosong
Gambar 4.12. Interaksi orbital π olefinik dengan orbital d kosong logam Ca
Selain karena pengaruh ion logam, kemampuan adsorben untuk mengikat lebih kuat karotenoid dibanding metil ester tidak jenuh adalah karena
faktor panjang rantai karbon. Dimana karotenoid mempunyai rantai hidrokarbon yang lebih panjang dibandingkan dengan rantai hidrokarbon metil
ester. Dengan panjangnya rantai hidrokarbon ini, karotenoid akan lebih senang berada pada fase adsorben yang juga mempunyai rantai hidrokarbon yang
panjang dibandingkan berada membentuk emulsi dengan metil ester.
Kemudian perlu juga diperhatikan bawa gugus ester dari metil ester dapat berikatan ionik dengan mineral pada adsorben sehingga meyebabkan
metil ester akan teradsorpsi sementara.
Pada penelitian ini juga diduga bahwa adsorpsi yang terjadi adalah molekul yang teradsorpsi yaitu karotenoid dan metil ester tak jenuh
berkompetisi memperebutkan sisi aktif dari adsorben, dan juga pelarut dan adsorben berkompetisi merebutkan adsorbat yang teradsorpsi. Banyaknya
permukaan aktif adsorben yang berinteraksi dengan sampel dan tersedianya permukaan interaksi yang lebih luas menyebabkan jumlah sampel yang sedikit
Universitas Sumatera Utara
menghasilkan konsentrat karotenoid dengan konsentrasi yang tinggi Arisurya, 2009
Recovery yang tinggi terjadi karena karotenoid tidak terjerap optimal akibat ketidakmampuan adsorben mengadsorpsi komponen karotenoid dan non
karotenoid. Hal ini diduga terjadi karena permukaan aktif adsorben yang berinteraksi dengan bahan yang diadsorpsi semakin sedikit Gortner, 1953
Interaksi yang terjadi pada proses sorpsi menurut Robands et al 1994 biasanya berupa ikatan antar molekul yang lemah, misalnya ikatan van der
walls dan ikatan hidrogen dan pada beberapa kasus terjadi ikatan ionik.
Universitas Sumatera Utara
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN