Karakteristik APG Optimasi Proses Produksi APG Dari Glukosa dan Pati Sagu
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
72
menurunkan tegangan
antarmuka sebesar
54,48 77,34. Kemampuan
menurunkan tegangan antarmuka yang tidak jauh berbeda dengan APG-PS juga didapatkan dari APG-K, yaitu sebesar 70,30 81,89. Hasil yang sama juga
diperoleh Ware et al. 2007 yaitu sebesar 77,28 81,98. Dalam aplikasinya
kemampuan menurunkan tegangan antarmuka ini erat hubungannya dengan pembentukan emulsi, kemampuan daya bersih atau dalam penggunaan sebagai
enhanced oil recovery Paul Moulik 2001.
Stabilitas emulsi
Emulsi adalah campuran dua cairan yang tidak saling campur immiscible,
dimana salah satu cairan fase dispersi atau internal berada dalam bentuk globula
tersuspensi dalam cairan yang lain fase kontinyu atau eksternal. Kemampuan meningkatkan stabilitas emulsi merupakan salah satu karakteristik yang penting
dari suatu surfaktan. Stabilitas emulsi terutama ditentukan oleh sifat-sifat antarmuka. Emulsi yang stabil adalah emulsi yang tidak terpisah berubah
terhadap waktu Rosen 2004. Stabilitas emulsi air-xilena dengan adanya APG 0,1 dari hasil sintesis
APG berbahan baku glukosa berkisar antara 37 75, sedangkan stabilitas emulsi dari APG berbahan baku pati sagu berkisar antara 35,8 76,2 Tabel L6 dan
Tabel L7 Lampiran 5. Pada APG hasil sintesis dari glukosa didapatkan stabilitas emulsi air-xilena meningkat dengan meningkatnya suhu asetalisasi dan rasio mol
glukosa-dodekanol, demikian juga pada APG hasil sintesis dari pati sagu, stabilitas emulsi air-xilena meningkat dengan meningkatnya suhu butanolisis dan
rasio mol pati sagu-dodekanol. Namun kenaikan stabilitas emulsi karena kenaikan suhu lebih nyata dibandingkan rasio mol pati sagu dan dodekanol.
Penentuan nilai HLB
Salah satu sifat paling penting dari suatu surfaktan adalah nilai HLB. Nilai HLB, suatu parameter empiris yang menggambarkan kandungan gugus-gugus
hidrofilik dan hidrofobik dari suatu surfaktan, telah sering digunakan dalam formulasi produk-produk emulsi. Emulsifier untuk emulsi tipe wo biasanya
, ,
dengan ,
. Persamaan linier ini digunakan untuk
73
hidrofobik dengan nilai HLB rendah, sedangkan emulsifier dengan nilai HLB yang lebih tinggi sering digunakan dalam persiapan emulsi ow. Pengelompokan
surfaktan juga berdasarkan nilai HLBnya. Metode penentuan HLB dari larutan APG adalah dengan metode titrimetri,
dimana titrannya adalah akuades dan larutan yang mengandung APG 1 g dalam 25 ml campuran 95:5 vv piridina 23,75 ml dan benzena 1,25 sebagai titrat.
Kepala polar yang diperoleh dari karbohidrat yang bersifat hidrofilik akan tarik menarik dengan molekul air yang bersifat polar dan ion nitrogen dari piridina
yang bersifat semi polar. Ekor dari APG yang diperoleh dari fatty alkohol bersifat hidrofobik akan menarik molekul benzena yang non polar dan cincin heterosiklik
aromatik molekul piridina. Titik akhir titrasi dicapai pada saat kekeruhan permanen. Karena pada saat kekeruhan permanen larutan telah jenuh dan molekul
APG sudah tidak dapat berikatan dengan molekul air maupun piridina dan benzena.
Perhitungan nilai HLB dilakukan dengan mencari persamaan linier dari jenis surfaktan yang telah diketahui nilai HLBnya. Menurut Martin
et al. 1970 dalam Moechtar 1989 bahwa nilai HLB dari Tween 80 adalah 15,0; Span 20
adalah 8,6 dan asam oleat adalah 1. Hasil pengukuran banyaknya akuades yang diperlukan dalam titrasi dapat dilihat pada Tabel L8 Lampiran 5. Dari kurva
standar Gambar L1 Lampiran 5 diperoleh persamaan linier, yaitu
menentukan nilai HLB dari surfaktan APG hasil sintesis dan APG komersial. Hasil pengukuran nilai HLB dari APG komersial dan APG hasil penelitian
dari glukosa pada kondisi optimum diperoleh dengan cara interpolasi dengan kurva standar. Nilai HLB yang diperoleh untuk APG komersial adalah 13,64;
untuk APG hasil sintesis dari glukosa adalah 12,31 dan untuk APG hasil sintesis dari pati sagu adalah 8,81. Berdasarkan konsep Grifin dalam Holmberg
et al. 2003, APG komersial dan APG hasil sintesis dari glukosa tergolong dalam
pengemulsi OW dan solubilizer, sedangkan APG hasil sintesis dari pati sagu juga
tergolong dalam pengemulsi OW dan bahan pembasah.
74
Analisa Gugus Fungsi APG Dengan FTI R
Fourier transform infrared spectroscopy FTIR merupakan alat untuk mendeteksi gugus fungsi dari suatu senyawa dengan spektrum inframerah dari
senyawa organik yang mempunyai sifat fisik yang khas sehingga kemungkinan dua senyawa mempunyai spektrum sama adalah kecil sekali. Energi radiasi
inframerah akan diabsorpsi oleh senyawa organik sehingga molekulnya akan mengalami rotasi atau vibrasi. Setiap ikatan kimia yang berbeda seperti C C,
C H, C=O, O H dan sebagainya mempunyai frekuensi vibrasi yang berbeda. Pencirian gugus fungsi ini juga digunakan untuk melakukan perbandingan
antara APG komersial dan APG yang dihasilkan. Gambar spektrum FTIR dari APG komersial dan APG hasil sintesis dari glukosa dan dari pati sagu dapat
dilihat pada Lampiran 7. Dari hasil analisis FTIR secara umum diperoleh pita serapan yang hampir
sama antara APG komersial dan APG yang dihasilkan tetapi pada APG yang dihasilkan baik dari glukosa maupun dari pati sagu terbentuk banyak pita serapan
yang tidak terbentuk pada kurva APG standar, ini diperkirakan karena ketidakmurnian APG hasil sintesis yang bercampur dengan kerak-kerak sehingga
muncul gugus-gugus tersebut. Terbentuknya gugus eter C O C menandakan bahwa sintesis antara gugus hidroksil dari glukosa dan pati dengan alkohol lemak
telah terjadi, sedangkan gugus O H menunjukkan bahwa gugus hidrofilik dari APG telah terbentuk El-Sukkary
et al. 2008. Hasil yang sama juga didapatkan oleh El-Sukkary
et al. 2008 sebagaimana tercantum dalam Tabel 13.
Perbandingan karakteristik APG sintesis dan APG komersial
Hasil sintesis APG pada kondisi optimum baik untuk sintesis APG dari glukosa maupun APG dari pati sagu dibandingkan dengan APG komersial. Hasil
perbandingan karakteristik APG sintesis dan APG komersial dapat dilihat pada Tabel 14.
75
Tabel 13 Pita serapan spektrofotometer FTIR dari APG komersial dan APG hasil penelitian
Jumlah gelombang cm
1
Gugus fungsi APG-K
APG-G APG-PS
El-Sukkary et al. 2008
CH
2
CH
2 n
ganda 721,26
714,94 720,24
720 Tekuk asimetrik
1.465,54 1.460,94
1.465,78 1.461
Ulur simetrik 2.853,29
2.855,79 2.852,08
2.854 Ulur asimetrik
2.923,25 2.928,88
2.921,56 2.932
O H 3.400,34
3.243,27 3.386,66
3.200 3.400 C O
1.050,30 1.065,31
1.031,44 1.055
C O C 1.151,73
1.152,56 1.151,96
1.150
Tabel 14 Perbandingan karakteristik APG sintesis dan APG Komersial Karakteristik
APG dari Glukosa
APG dari Pati Sagu
APG Komersial
Kemampuan menurunkan tegangan permukaan
49,96 68,19 60,97 66,39
55,28 70,32 Kemampuan menurunkan
tegangan antarmuka 54,48 77,34
74,48 80,98 70,30 81,89
Stabilitas emulsi 37 75
35,8 76,2 85
Nilai HLB 12,31
8,81 13,64
Ket: konsentrasi APG dalam larutan berkisar dari 0,1 1.
konsentrasi APG dalam larutan berkisar dari 0,1 0,4.
Dari Tabel 14 dapat dilihat bahwa pada konsentrasi APG dalam larutan rendah, kemampuan APG dari pati sagu untuk menurunkan tegangan permukaan
dan tegangan antarmuka lebih baik dari APG dari glukosa dan APG komersial. Tetapi Nilai HLB APG dari pati sagu lebih rendah dari APG glukosa dan APG
komersial. Namun, menurut Davis 1994 nilai HLB dalam kisaran 8 15 cocok sebagai pengemulsi OW. Secara umum dapat dikatakan bahwa APG hasil sintesis
memiliki karakteristik yang tidak jauh berbeda dengan APG komersial. Perbedaan karakteristik ini disebabkan oleh perbedaan penggunaan alkohol lemak. APG
komersial menggunakan alkohol lemak campuran dari C
10
C
16
, sedangkan APG sintesis menggunakan alkohol lemak C
12
.
Γ
2 perc
28
76