Aplikasi Sistem Pengering Adsorpsi Untuk Bahan Pangan dan Aditif
17 TheStructure Commission of The International Zeolite Association diidentifikasi
dengan kode mnemonic yang terdiri dari tiga huruf. Contohnya, untuk kerangka faujasite mempunyai kode FAU, ERI untuk erionit dan MOR untuk
mordenite.Stabilitas termal zeolite bervariasi dengan kisaran suhu yang cukup besar. Untuk zeolite dengan kadar silika rendah, proses dekomposisi akan mulai
terjadi pada suhu ± 700 C, sementara untuk zeolite dengan kadar silika tinggi relatif
stabil sampai suhu 1300 C. Zeolite berkadar silika rendah bersifat hidrofilik,
sedangkan zeolite berkadar silika tinggi bersifat hidrofobik. Peralihan dari sifat hidrofilik menjadi hidrofobik terjadi pada rasio SiAl sekitar 10 Kurniasari, 2010.
2.2.2. Zeolite Alam
Zeolite terdapat secara alami di bumi. Mineral zeolite alam yang pertama ditemukan adalah stilbite. Saat ini ada sekitar 40 zeolite alam yang sudah
ditemukan Butland, 2008. Sebagian besar zeolite alam mempunyai perbandingan SiAl yang rendah, karena ketiadaan bahan organik yang berfungsi penting untuk
pembentukan silika. Jenis zeolite alam yang sudah ditemukan beserta pengelompokannya berdasarkan perbandingan SiAl dapat dilihat pada Tabel 2.1.
18
Mohamad Djaeni, dkk
Tabel 2.1: Kelompok Zeolite AlamPayra dan Dutta, 2003
SiAl ≤ 2 2 SiAl ≤ 5
5 SiAl Kadar silika rendah
Kadar silika sedang Kadar silika tinggi
AFG, afghanite BOG, boggsite
FER, ferrierite ANA, analcime
BRE, brewsterite MEP, melanopholgite
BIK, bikitaite CHA, chabazite
CAN, cancrinite DAC, dachiardite
EDI, edingtonite EPI, epistilbite
GIS, gismondine ERI, erionite
GME, gmelinite FAU, faujasite
LAU, laumonite FER, ferrierite
LEV, levyne GOO, goosecreekite
LIO, liotite HEU, heulandite
NAT, natrolite MAZ, mazzite
PAR, partheite MER, merlinoite
PHI, philipsite MON, montasommaite
ROG, roggianite MOR, mordenite
WEN, wenkite OFF, offretite
THO, thomsonite PAU, paulingite
STI, stilbite YUG, yugawaralite
Sementara formula umum untuk zeolite alam dapat dinyatakan sebagai berikut: M
x
D
y
[Al
x+2y
Si
n-x+2y
O
2n
].mH
2
O Dimana M menunjukkan kation monovalensi, seperti Na
+
, K
+
, D merupakan kation divalent umumnya m≤n. Sedangkan Al
x+2y
Si
n-x+2y
O
2n
merupakan kerangka atom zeolite Kurniasari, 2010
a. Sifat-sifat Zeolite Alam
Zeolite alam mempunyai sifat-sifat yang khusus tergantung pada struktur kristal serta bentuk dan ukuran pori. Diantara sifat-sifat khusus tersebut, yang
berkaitan dengan fungsi zeolite sebagai adsorben adalah kapasitas tukar kation cation-exchange capacity serta kemampuan adsorpsinya Kurniasari, 2010.
a. Kapasitas Tukar Kation Cation Exchange Capacity
Kapasitas tukar kation adalah jumlah pasangan ion yang tersedia tiap satuan berat atau volume zeolite dan menunjukkan jumlah kation yang tersedia untuk
dipertukarkan. Kapasitas ini merupakan fungsi dari derajat substitusi Al terhadap Si dalam struktur kerangka zeolite. Semakin besar derajat substitusi,
maka kekurangan muatan positif zeolite semakin besar, sehingga jumlah
Aplikasi Sistem Pengering Adsorpsi Untuk Bahan Pangan dan Aditif
19 kation alkali atau alkali tanah yang diperlukan untuk netralisasi juga semakin
banyak. Secara umum, kapasitas tukar kation pada zeolite tergantung pada tipe dan volume tempat adsorpsi, serta jenis, jari-jari ion dan muatan kation.
b. Kemampuan Adsorpsi
Struktur bagian dalam zeolite yang membentuk lubang dan sambungan dapat diisi dengan molekul-molekul lain, termasuk molekul air. Molekul yang dapat
masuk ke dalam struktur zeolite hanyalah molekul yang memiliki ukuran yang sama atau lebih kecil dari ukuran lubang zeolite, sehingga molekul yang
berukuran lebih besar dari ukuran lubang zeolite tidak dapat masuk. Karena hal inilah, maka zeolite sering juga disebut sebagai bahan yang memiliki sifat
molekular sieve. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kemampuan adsorpsi zeolite.
Faktor-faktor itu adalah perbandingan SiAl zeolite, ukuran dan jumlah pori, tipe tempat adsorpsi serta ukuran dan bentuk lubang pada struktur zeolite
Kurniasari, 2010.
b. Kegunaan Zeolite Alam
Secara umum, zeolite mempunyai tiga fungsi utama, yaitu sebagai adsorben, katalis dan ion exchange. Namun untuk zeolite alam, fungsinya sebagai
katalis sangat terbatas karena kemurnian dan luas permukaannya yang rendah. Oleh karena itu zeolite alam lebih banyak digunakan pada proses adsorpsi dan ion
exchange. Pada proses adsorpsi, penggunaan zeolite difokuskan pada penghilangan molekul-molekul polar atau sedikit polar dengan menggunakan zeolite
berkadar Al tinggi. Potensi zeolite alam pada proses ini cukup besar, mengingat zeolite alam umumnya mempunyai kadar Al yang tinggi perbandingan SiAl nya
rendah. Contoh zeolite alam yang banyak digunakan sebagai adsorbent adalah clinoptilolite HEU. Sementara ion exchange umumnya digunakan pada proses
pelunakan air di industri detergen. Zeolite alam juga dapat digunakan sebagai bahan tambahan untuk pupuk, semen, sebagai suplemen pada hewan ternak serta
