Hubungan antara konsentrasi karaginan dengan viskositas larutan karaginan

membuat model hubungan antara konsentrasi karaginan dengan viskositasnya pada dua suhu pengukuran yang berbeda. Jumlah karaginan yang dilarutkan per volume air konsentrasi bv berpengaruh signifikan terhadap kenaikan nilai viskositas. Semakin besar nilai konsentrasi maka nilai viskositasnya akan semakin tinggi. Pada awalnya kecenderungan perubahan laju viskositas terhadap konsentrasi karaginan sangat kecil, tetapi keadaan tersebut berlangsung hanya sampai pada konsentrasi sekitar 0,5 gml. Setelah mencapai konsentrasi tersebut terlihat bahwa laju kenaikan viskositas terhadap konsentrasi semakin tajam. Fenomena hubungan antara konsentrasi dan viskositas pada suatu polimer dijelaskan oleh Jampen et al. 2000. Pada konsentrasi rendah rantai-rantai polimer tidak berhubungan antara satu dengan yang lainnya. Semakin meningkatnya konsentrasi polimer dalam larutan akan menyebabkan rantai-rantai molekul polimer saling berhubungan dan overlap antara satu dengan yang lainnya dan hal tersebut dapat menyebabkan viskositas akan bertambah lebih tinggi. Giner et al. 1996 menemukan hubungan kenaikan konsentrasi dan energi aktivasi pada jus cherry. Peningkatan konsentrasi jus akan menyebabkan meningkatnya energi aktivasi, sehingga kejadian tersebut berdasarkan model Arhenius akan menyebabkan viskositas meningkat. Jika C merupakan besarnya nilai konsentrasi karaginan dan η merupakan nilai dugaan viskositas, maka model empirik antara kenaikan konsentrasi dengan viskositas pada penelitian ini didekati dengan tiga pendekatan model yaitu, model polinom kuadratik, model eksponensial dan model power. Secara umum ketiga model empirik tersebut dapat menjelaskan hubungan antara nilai konsentrasi dan viskositas cukup baik, hal tersebut ditunjukkan dengan nilai koefisien regresi R 2 lebih dari 95 Lampiran 8. Berdasarkan nilai koefisien regresi dan standar errornya, terlihat bahwa model eksponensial paling mendekati untuk menduga viskositas berdasarkan konsentrasinya pada kedua suhu tersebut. Data dan model dugaan eksponensial pada suhu 45 dan 55 o C disajikan pada Gambar 22. y = 0,5930e 1,558x R 2 = 0.98 y = 1,5781e 1.496x R 2 = 0.99 5 10 15 20 25 30 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Konsentrasi gmL V isko si ta s cP Data Vis kos itas Suhu 55C Data Vis kos itas Suhu 45C Model Eks ponens ial Gambar 22 Hubungan antara konsentrasi dan viskositas karaginan pada suhu 45 o C dan 55 o C Nilai-nilai koefisien parameter model a dan b secara kuantitatif dapat menjelaskan besarnya laju kenaikan viskositas terhadap konsentrasi baik pada suhu yang sama atau dibandingkan pada suhu yang berbeda. Berdasarkan hal tersebut terlihat bahwa nilai koefisien a dan b pada suhu pemodelan 55 o C selalu lebih rendah dibandingkan dengan pemodelan pada suhu 45 o C. Pola kejadian tersebut terjadi sama, baik pada model polinom kuadratik, eksponensial maupun model power. Besarnya laju kenaikan viskositas sebagai fungsi konsentrasi pada suhu 45 o C lebih tinggi dibandingkan dengan laju kenaikan viskositas pada suhu 55 o C. Perbedaan nilai laju kenaikan viskositas tersebut akan terlihat lebih jelas terutama pada konsentrasi yang relatif lebih tinggi. Menurunnya laju kenaikan viskositas sebagai fungsi konsentrasi seiring dengan naiknya suhu secara teoritis dapat dijelaskan dengan model Arrhenius η = Ae EaRT Ginner et al. 1996. Pada model tersebut terlihat bahwa besarnya viskositas dipengaruhi oleh faktor energi aktivasi Ea dan suhu T bahan. Mengacu pada model Arhenius terlihat bahwa nilai Ea berbanding terbalik dengan T. Viskositas akan bernilai tinggi jika nilai Ea tinggi, tetapi sebaliknya nilai T yang tinggi akan menyebabkan nilai viskositas rendah. Hasil penelitian Hernandez et al. 1995 menunjukkan bahwa suhu akan 5 10 15 20 25 30 35 350 mesh 1 mikron 0,3 mikron Ka ra gi n a n meningkatkan energi aktivasi. Energi aktivasi jus jeruk pada kisaran suhu 45 – 75 o C hanya 2,9 - 3,5 kcalg mol dan meningkat menjadi 8,4 - 7,8 kcalg mol pada suhu 5 – 45 o C. Pada model Arhenius terlihat bahwa faktor suhu dalam model tersebut berfungsi sebagai pangkat pembagi 1T, hal tersebut menunjukkan nilai viskositas η akan menurun dengan semakin tingginya nilai suhu T.

4.2.5 Rendemen karaginan

Rendemen pada proses produksi karaginan merupakan salah satu indikator baik atau buruknya suatu metode produksi. Semakin tinggi nilai rendemennya akan semakin lebih baik. Pada penelitian ini rendemen didefinisikan sebagai perbandingan antara berat fraksi padatan dengan total berat rumput laut kering. Nilai rendemen yang diperoleh dari hasil proses filtrasi dengan menggunakan filter ukuran 350 mesh, 1 mikron dan 0,3 mikron berturut-turut 28,5, 25,99 dan 23,85 Gambar 23. Semakin kecil ukuran pori filter akan menurunkan nilai rendemen. Turunnya nilai rendemen diduga disebabkan terutama oleh tertahannya sebagian besar selulosa dan sebagian kecil karaginan dan pigmen. Gambar 23 Pengaruh perlakuan ukuran pori filter terhadap nilai rendemen filtrat ekstrak rumput laut y = 10.746x R 2 = 0.9873 y = 15.828x R 2 = 0.9797 y = 17.747x R 2 = 0.991 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Tekanan Transmembran kPa Fl u k s l m -2 h -1 Fluks J Suhu 27C Fluks J Suhu 45C Fluks J Suhu 55C Permeabilitas K

4.3 Permeabilitas dan Tahanan Membran

Polysulfone merupakan salah satu polimer bahan baku membran yang relatif tahan terhadap suhu dan mempunyai kisaran pH yang tinggi. Polimer ini pada proses membran dapat dioperasikan pada suhu sampai dengan 75 o C dan kisaran pH 1 – 13 Doyen et al. 1996. Membran dengan bahan polimer polysulfone telah banyak digunakan pada industri makanan dan minuman karena polysulfone memiliki kecenderungan untuk terjadinya fouling paling rendah dan tahan terhadap klorin Cheryan 1986. Permeabilitas dan tahanan membran internal merupakan parameter karakteristik membran yang sangat penting untuk diketahui. Permeabilitas membran menunjukkan kemampuan membran dalam melewatkan air distilasi , sedangkan tahanan membran merupakan kebalikannya. Jadi jika nilai permeabilitas membran dilambangkan sebagai K, maka nilai tahanan membran internal R m dirumuskan R m = 1K. Nilai permeabilitas diperoleh dengan menghitung gradien slope grafik hubungan antara tekanan transmembran ΔP dengan fluks J, seperti yang disajikan pada Gambar 24. Gambar 24 Pengaruh tekanan membran dan suhu umpan air distilasi terhadap nilai fluks