Y ield
m odel
64
Untuk sintesis APG dari pati sagu terlihat bahwa suku-suku model signifikan Lampiran 6. Suhu butanolisis, dan suku-suku kuadratik dari rasio mol
pati sagu-dodekanol dan suhu butanolisis
mempunyai pengaruh yang signifikan sedangkan rasio mol pati sagu-dodekanol
x
1
dan suku interaksi x
1
x
2
tidak signifikan terhadap respon stabilitas emulsi. Dari hasil statistik yang diperoleh menunjukkan bahwa model di atas baik
Pers. 24 maupun Pers. 25 cukup memadai untuk memprediksi yield APG dalam kisaran peubah yang diteliti. Gambar 17 dan Gambar 18 masing-masing
menunjukkan harga-harga prediksi versus harga-harga percobaan untuk yield pada sintesis APG dari glukosa dan dari pati sagu. Seperti terlihat, harga-harga prediksi
yang diperoleh cukup dekat dengan harga-harga percobaan, hal ini menunjukkan bahwa model yang dikembangkan berhasil mengkorelasikan antara peubah-
peubah bebas dengan yield.
32 30
28 26
24 22
22 24
26 28
30 32
Yield percobaan
Gambar 17 Perbandingan antara yield percobaan dan yield prediksi dari model untuk APG dari glukosa.
Yield APG berbahan baku glukosa divisualisasikan melalui permukaan respon tiga dimensi Gambar 19 dan plot kontur permukaan respon Gambar 20.
Dari Gambar 19 terlihat bahwa yield meningkat dengan meningkatnya suhu asetalisasi dan berkurang dengan naiknya rasio mol glukosa-dodekanol. Harga
Y ieldmo
d el
Yi e
ld
65
yield optimum didapatkan ketika kedua peubah bebas berada pada titik optimum dalam rentang yang dipelajari. Kondisi proses optimum didapatkan pada rasio mol
glukosa-dodekanol 1:3 dan suhu asetalisasi 120
o
C dengan yield APG sebesar 29,31.
43 41
39 37
35 33
31 29
27 25
25 27
29 31
33 35
37 39
41 43
Yield percobaan
Gambar 18 Perbandingan yield percobaan dan model pada sintesis APG dari pati sagu.
29.3 27.6
25.9 24.2
22.5
120 115
5.25 6.00
110 Suhu
asetalisasi oC105 100
3.00 4.50
3.75 Rasio mol glukosa-dodekanol
Gambar 19 Permukaan respon yield APG berbahan baku glukosa.
Suhu as
eta lis
as ioC
2
66
120
115
110
28.17
27.03
Yield
25.89 24.75
105
23.61
100 3.00
3.75 4.50
5.25 6.00
Rasio mol glukosa-dodekanol
Gambar 20 Plot kontur permukaan respon yield APG berbahan baku glukosa. Permukaan respon tiga dimensi untuk sintesis APG dari pati sagu dapat
dilihat pada Gambar 21 dan plot kontur permukaan respon pada Gambar 22. Dari Gambar 22 terlihat bahwa yield APG meningkat dengan meningkatnya suhu
butanolisis dan rasio mol pati sagu-dodekanol. Harga yield optimum didapatkan ketika kedua peubah bebas berada pada titik optimum dalam rentang yang
dipelajari. Kondisi proses optimum didapatkan pada rasio mol pati sagu- dodekanol 1:4,57 dan suhu butanolisis 143,89
o
C dengan yield APG sebesar 39,04.
Yield APG yang diperoleh dalam penelitian ini tidak jauh berbeda dengan yield APG yang dihasilkan oleh peneliti sebelumnya. McCurry
et al. 1996 telah mensintesis APG dari glukosa dan alkohol lemak, dimana yield yang diperoleh
sebesar 35,7. El-Sukkary et al. 2008 juga telah melakukan sintesis APG dari
glukosa dan alkohol lemak dengan panjang rantai alkil berbeda, dimana yield yang diperoleh berkisar antara 35 45.
Meskipun yield APG yang dihasilkan rendah, namun beberapa bahan baku masih dapat di
recovery dan digunakan kembali, seperti butanol dan alkohol
Y ield
Su h
u buta
n olis
is o
C
67
lemak. Butanol diperoleh kembali dari proses transasetalisasi dan alkohol lemak diperoleh kembali dari proses distilasi.
39.04 36.30
33.57 30.83
28.10
150 145
5.13 6.00
140
Suhu butanolisis oC
135 130
2.50 4.25
3.38
Rasio mol pati sagu-dodekanol
Gambar 21 Permukaan respon tiga dimensi dari yield APG dari pati sagu.
150
145
140 33.57
Yield
2
37.22 35.39
135 31.74
29.92 33.57
31.74 130
2.50 3.38
4.25 5.13
6.00
Rasio mol pati sagu-dodekanol
Gambar 22 Plot kontur permukaan respon yield APG dari pati sagu.
68
4.1.2 Karakteristik APG
Validasi kondisi optimum dilakukan untuk meyakinkan persamaan optimum yang diperoleh dengan metode permukaan respon. Kemudian APG hasil sintesis
pada kondisi optimum dibandingkan sifat-sifat permukaan dan kinerjanya dengan APG komersial sebagai acuan. Respon yang diamati dalam uji perbandingan ini
meliputi kestabilan emulsi air-xilena dengan adanya APG, tegangan permukaan, tegangan antarmuka, dan nilai HLB.
Tegangan permukaan
Surfaktan berfungsi sebagai senyawa aktif yang dapat menurunkan energi pembatas yang membatasi dua cairan yang tidak saling larut. Kemampuan ini
disebabkan oleh gugus hidrofilik dan hidrofobik yang dimiliki oleh surfaktan, dimana surfaktan akan menurunkan gaya kohesi dan meningkatkan gaya adhesi
sehingga mampu menurunkan tegangan permukaan Matheson 1996. Pengukuran tegangan permukaan air pada berbagai konsentrasi APG telah
dilakukan dengan metode du Nouy. Pada metode ini tegangan permukaan sebanding dengan gaya yang diperlukan untuk menarik cincin hingga lapisan tipis
tepat putus. Pada kajian karakteristik ini APG hasil sintesis dari glukosa disingkat dengan APG-G, untuk APG komersial dinotasikan dengan APG-K, dan untuk
APG hasil sintesis dari pati sagu dilambangkan dengan APG-PS. Gambar 23
menunjukkan ragam tegangan permukaan air pada berbagai konsentrasi surfaktan APG dari glukosa.
Dari Gambar 23 terlihat bahwa tegangan permukaan berkurang dengan meningkatnya konsentrasi APG di dalam larutan. Hal ini dikarenakan APG larut
dalam air, maka APG bermigrasi ke permukaan air sehingga mengurangi tegangan permukaannya. Sebaliknya, bagian yang hidrofobik dari molekul menarik
repeals molekul air, yang bergerak ke atas ke udara sedangkan kepala dari molekul tetap dalam air, ini mengakibatkan reduksi tegangan permukaan pada
batas air-udara. Kenaikan konsentrasi APG akan meningkatkan migrasi molekul- molekul ke permukaan hingga konsentrasi tertentu dimana permukaan menjadi
jenuh. Pada titik ini molekul-molekul APG masih di dalam badan larutan kemudian membentuk misela, dimana ekor-ekor APG mengumpul
aggregate
T eg
anganperm u
k aanmN
m 69
40 35
30 25
20 15
10
APG-K APG-G
5 0.2
0.4 0.6
0.8 1
1.2 Konsentrasi APG bv
Gambar 23 Tegangan permukaan air pada berbagai konsentrasi APG dari glukosa.
dalam misela, dengan kepala molekul-molekul APG terbentuk pada permukaan bagian luar misela. Bila konsentrasi CMC
critical micella concentration ini tercapai tidak ada lagi perubahan harga tegangan permukaan dari larutan. Hasil ini
sesuai dengan hasil penelitian El-Sukkary et al. 2008 dan Ware et al. 2007.
Mereka juga
mendapatkan tegangan
permukaan air
berkurang dengan
meningkatnya konsentrasi APG di dalam larutan hingga konsentrasi tertentu. Di luar konsentrasi ini tidak ada penurunan tegangan permukaan lagi. Dari Gambar
23 juga terlihat bahwa penurunan tegangan permukaan pada APG-K sedikit lebih besar daripada APG-G.
Gambar 24 menunjukkan ragam tegangan permukaan air pada berbagai konsentrasi surfaktan APG dari pati sagu. Dari gambar tersebut juga terlihat
kecendrungan yang sama dengan Gambar 23, yaitu tegangan permukaan larutan sampel berkurang dengan meningkatnya konsentrasi APG dalam larutan hingga
konsentrasi tertentu. Diluar konsentrasi ini tidak ada penurunan tegangan permukaan lagi.
Pada umumnya, ada dua gaya yang mempengaruhi molekul-molekul surfaktan dalam medium encer: 1 gaya tolak-menolak
repulsion antara bagian hidrofobik dari surfaktan dan molekul-molekul air; 2 gaya tarik menarik
attraction antara air dan komponen hidrofilik dari molekul-molekul surfaktan.
T eg
angan p
er mu
kaanm Nm
70 40
35 30
APG-K APG-PS
25 20
15 10
5 0.0
0.2 0.4
0.6 0.8
1.0 1.2
Konsentrasi APG bv Gambar 24 Tegangan permukaan air pada berbagai konsentrasi APG dari pati sagu.
Untuk konsentrasi APG 0,1 0,5, kemampuan menurunkan tegangan permukaan yang diperoleh pada APG-PS lebih besar dibandingkan dengan APG-
G dan hasil yang diperoleh El-Sukkary et al. 2008 serta Ware et al. 2007, yaitu
sebesar 60,97 65,14. El-Sukkary et al. 2008 mampu menurunkan tegangan
permukaan air berkisar antara 59,79 61,08; Ware et al. 2007 berhasil
menurunkan tegangan permukaan air berkisar antara 50,82 51,5 dan APG-G mampu menurunkan tegangan permukaan berkisar antara 49,96 56,99.
Tegangan antarmuka
Pengukuran tegangan antarmuka air-xilena dengan adanya surfaktan APG pada berbagai konsentrasi telah dilakukan dengan menggunakan tensiometer
metode du Nouy. Gambar 25 menunjukkan ragam tegangan antarmuka air-xilena pada berbagai konsentrasi APG yang dihasilkan dari glukosa. Dari gambar
tersebut juga terlihat bahwa tegangan antarmuka berkurang dengan tajam dengan meningkatnya konsentrasi surfaktan. Hasil ini didukung oleh Moecthar 1989
yang menyatakan bahwa tegangan antarmuka sebanding dengan tegangan permukaan, akan tetapi nilai tegangan antarmuka akan selalu lebih kecil daripada
tegangan permukaan pada konsentrasi yang sama.
T egangan
antarm u
kam Nm
T ega
ng anan
tarmuk a
mN m
71 25
20
APG-K APG-G
15 10
5
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 Konsentrasi APG bv
Gambar 25 Tegangan antarmuka air-xilena pada berbagai konsentrasi APG dari glukosa.
Gambar 26 menunjukkan ragam tegangan antarmuka air-xilena pada berbagai konsentrasi surfaktan APG dari pati sagu. Dari gambar tersebut juga
terlihat bahwa tegangan antarmuka berkurang dengan tajam dengan meningkatnya konsentrasi surfaktan.
25 20
APG-K APG-PS
15 10
5
0.0 0.1
0.2 0.3
0.4 0.5
Konsentrasi APG bv Gambar 26
Tegangan antarmuka air:xilena pada berbagai konsentrasi APG dari pati sagu.
Kemampuan menurunkan tegangan antarmuka air-xilena dari APG-PS lebih baik dibandingkan dengan APG-G. APG-PS mampu menurunkan tegangan
antarmuka air-xilena sebesar 74,48 80,98, sedangkan APG-G mampu
