Penetapan kadar etanol dan profil senyawa yang terdapat dalam hasil produksi ``CIU`` rumahan Dusun Sentul Desa Bekonang Kabupaten Sukoharjo dengan metode kromatografi gas - USD Repository
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PENETAPAN KADAR ETANOL DAN PROFIL SENYAWA YANG
TERDAPAT DALAM HASIL PRODUKSI “CIU” RUMAHAN DUSUN
SENTUL DESA BEKONANG KABUPATEN SUKOHARJO DENGAN
METODE KROMATOGRAFI GAS
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh:
Fajar Dwi Riyanto
NIM: 088114043FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
i
PENETAPAN KADAR ETANOL DAN PROFIL SENYAWA YANG
TERDAPATDALAM HASIL PRODUKSI “CIU” RUMAHAN DUSUN
SENTUL DESA BEKONANG KABUPATEN SUKOHARJO DENGAN
METODE KROMATOGRAFI GAS
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)
Program Studi Ilmu Farmasi
Oleh:
Fajar Dwi Riyanto
NIM: 088114043FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PENETAPAN KADAR ETANOL DAN PROFIL SENYAWA YANG TERDAPAT DALAM HASIL PRODUKSI “CIU” RUMAHAN DUSUN SENTUL DESA BEKONANG KABUPATEN SUKOHARJO DENGAN METODE KROMATOGRAFI GAS
Skripsi yang diajukan oleh: Fajar Dwi Riyanto
NIM : 088114043 telah disetujui oleh Pembimbing Jeffry Julianus, M.Si. tanggal ......................
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Pengesahan Skripsi Berjudul
PENETAPAN KADAR ETANOL DAN PROFIL SENYAWA YANG
TERDAPAT DALAM HASIL PRODUKSI “CIU” RUMAHAN DUSUN
SENTUL DESA BEKONANG KABUPATEN SUKOHARJO DENGAN
METODE KROMATOGRAFI GAS
Oleh : Fajar Dwi Riyanto
NIM : 088114043 Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi
Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma pada tanggal: 2 Juli 2013
Mengetahui Fakultas Farmasi
Universitas Sanata Dharma Dekan
Ipang Djunarko, M.Sc., Apt Panitia Penguji Tanda tangan 1. Jeffry Julianus, M.Si.
……………..
2. Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si.
……………..
3. Dra. M. M. Yetty Tjandrawati M.Si.
……………..
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Apabila di kemudian hari ditemukan indikasi plagiarism dalam naskah ini, maka saya bersedia menanggung segala sanksi sesuai peraturan perundang- undangan yang berlaku.
Yogyakarta, 12 Juli 2013 Penulis,
Fajar Dwi Riyanto
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertandatangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Fajar Dwi Riyanto No Mahasiswa : 088114043
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
PENETAPAN KADAR ETANOL DAN PROFIL SENYAWA YANG
TERDAPAT DALAM HASIL PRODUKSI “CIU” RUMAHAN DUSUN
SENTUL DESA BEKONANG KABUPATEN SUKOHARJO DENGAN
METODE KROMATOGRAFI GASBeserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikan di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 12 Juli 2013 Yang menyatakan Fajar Dwi Riyanto
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
Karya Sederhana Ini Saya Persembahkan Untuk:Bapak (Mulyana) dan Ibu (Murwani) Tercinta Kakak ku (Tatang Ony) yang tersayang Almamaterku
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan berkat dan kasih-Nya sehingga penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul “penetapan kadar etanol dan profil senyawa yang terdapat dalam hasil produksi “ciu” rumahan dusun sentul desa bekonang kabupaten sukoharjo dengan metode kromatografi gas
” dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) di Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Dalam pelaksanaan penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi ini, penulis mendapat banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Bapak Jeffry Julianus, M.Si. selaku dosen pembimbing yang dengan sabar memberikan pengarahan, masukan, kritik dan saran baik selama penelitian maupun penyusunan skripsi ini.
3. Ibu Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun dalam penyusunan skripsi.
4. Ibu Dra. Maria Margaretha Yetty Tjandrawati M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun dalam penyusunan skripsi.
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5. Ibu dr. Fenty, M. Kes., Sp.PK, selaku dosen pembimbing akademik atas bimbingan dan semangat yang telah diberikan selama ini.
6. Ibu Rini Dwi Astuti, M.Sc, Apt. selaku Kepala Laboratorium Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
7. Seluruh Dosen Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat demi kemajuan mahasiswa dalam bidang farmasi.
8. Seluruh staff laboratorium kimia Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma: Mas Bimo, Mas Bima, yang telah banyak membantu selama penelitian di laboratorium.
9. Albert, Curut, Wawan, Efa, Widi, Cyntia dan teman-teman lainnya yang selalu membantu.
10. PKS saya Koh Robby yang selalu mendukung dalam doa dan supportnya.
11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam mewujudkan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, sehingga segala kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini membantu dan bermanfaat bagi pembaca pada khususnya dan ilmu pengetahuan pada umumnya.
Penulis
viii
ix
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ………………………………………………… i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ……………………. ii HALAMAN PENGESAHAN ………………………………………. iii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ……………………………. iv
HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................................... v HALAMAN PERSEMBAHAN …………………………………….. vi
PRAKA TA …………………………………………………………... vii
DAFT AR ISI ………………………………………………………… ix
DAFTAR TABEL …………………………………………………… xii
DAFTAR GA MBAR ………………………………………………... xiii
DAFTAR L AMPIRAN ……………………………………………... xiv
INTISARI …………………………………………………………… xv ABSTRACT …………………………………………………………. xvi BAB I PENGANTAR ……………………………………………….
1 A. Latar Belakang …………………………………………………..
1 1. Permasalahan …………………………………………………
2 2. Keaslian penelitian …………………………………………...
3 3. Manfaat penelitian …………………………………………...
3 B. Tujuan Penelitian ………………………………………………..
4 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5 BAB II PENELAAHAN PUSTAKA ……………………………….
A. Tetes
5 Tebu……………………………………………………….
B.
6 Alkohol (ciu Bekonang)………………………………………… C.
8 Kromatografi Gas ……………………………………………....
1.
9 Gas Pembawa ……………………………………………….
2.
10 Sistem Injeksi Sampel ……………………………………….
3.
11 Kolom ……………………………………………………….
4.
12 Fase Diam …………………………………………………… 5.
13 Detektor ……………………………………………………..
6.
15 Pengaturan Suhu …………………………………………….
7.
16 Analisis Kualitatif …………………………………………..
D. Gas Chromatography-Mass Spectra (GC-
16 MS)………………… E.
18 Keterangan Empiris…………………………………………….
19 BAB III METODE PENELITIAN ………………………………….
A.
19 Jenis dan Rancangan Penelitian ………………………………….
B.
19 Variabel ………………………………………………………….
1.
19 Variabel bebas ……………………………………………….
2.
19 Variabel tergantung ………………………………………….
3.
19 Variabel pengacau terkendali ………………………………..
C. Definisi Operasional 20 …………………………………………….
D.
20 Bahan Penelitian ………………………………………………… E.
20 Alat Penelitian …………………………………………………… F.
21 Prosedur Kerja …………………………………………………..
x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1.
21 Pemilihan sampel …………………………………………….
2.
21 Preparasi sampel …………………………………………….
3.
21 Analisi kualitatif ……………………………………………..
4.
22 Pembuatan seri baku ………………………………………..
5.
22 Pembuatan kurva baku ……………………………………… 6.
22 Penetapan kadar sampel …………………………………….
G.
23 Analisis Hasil ……………………………………………………
24 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………
A. Hasil Pemilihan Sampel 24 ………………………………………….
B. Optimasi dan Pemilihan Standar Internal .....................................
24 C. Uji Kualita 26 tif Sampel …………………………………………….
1. Analisis kualitatif berdasarkan
26 waktu retensi (tR) etanol ……
2. Analisis kualitatif menggunakan GC-
27 MS ……………………
D. Pembuatan Kurva Baku Etanol 31 …………………………………..
E.
32 Preparasi Sampel ………………………………………………….
F. Penetapan
33 Kadar Sampel …………………………………………
BAB V KESIM
37 PULAN DAN SARAN …………………………….
A. Kesi 37 mpulan ……………………………………………………….
B. Sar 37 an ……………………………………………………………...
38 DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………
39 LAMPIRAN ………………………………………………………….. BIOGRAFI
90 PENULIS ………………………………………………..
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR TABEL
Tabel I Kandungan Kimia Molase…………………………………….
5 Tabel II Contoh Gas Pembawa dan Pemakaian Detektor …………….
9 Tabel III Jenis Fase Diam dan Penggunannya …………………………
12 Tabel IV Jenis-jenis detektor, batas deteksi, jenis sampel-sampelnya dan kecepatan alir gas pembawa …………………………….
13 Tabel V Kurva Baku Etanol dengan Standar Internal n- Butanol …….
31 Tabel VI Kadar sampel dalam “ciu” Hasil Produksi hari 1 …..……….
34 Tabel VII Kadar Sampel dalam “ciu” Hasil Produksi Hari 2 …………..
34 Tabel VIII Kadar sampel dalam “ciu” Hasil Produksi Hari 3 ………..….
35 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28 Gambar 11 Spektra Massa Senyawa Pada Waktu Retensi 2.233 min..
36 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32 Gambar 18 Hasil statistik kadar etanol dalam ciu..................................
30 Gambar 17 Kurva hubungan antara kadar etanol (%v/v) vs Rasio AUC eta nol/butanol ……………………………………………
30 Gambar 16 Spektra Massa Senyawa Pada Waktu Retensi 2.308 min..
30 Gambar 15 Spektra Massa Senyawa Pada Waktu Retensi 2.083 min..
29 Gambar 14 Kromatogram sam pel 3 …………………….……………
29 Gambar 13 Spektra Massa Senyawa Pada Waktu Retensi 2.217 min..
28 Gambar 12 Kromatogram samp el 2 ………………..………………..
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Gambar Lintasan Embden-Meyerhof- Parnas …………….
26 Gambar 9 Kromatogram sampel (2%v/v) …………………………...
25 Gambar 8 Kromatogram baku etanol (8%v/v) ………………………
25 Gambar 7 Kromatogram etanol dengan standar internal n-butanol....
17 Gambar 6 Kromatogram etanol dengan standar internal methanol.....
14 Gambar 5 Skema Sistem Spektrometri Massa………………………..
10 Gambar 4 Detektor FID ……………………………………………..
9 Gambar 3 Gambar sistem injeksi …………………………………….
7 Gambar 2 Gambar skematis kromatografi gas ………………………
26 Gambar 10 Kromatogram sampel 1 ……………….………………..
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
49 Lampiran 10 Hasil Validasi Metode Analisis.......................................
88 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78 Lampiran 16 Uji Stati stik Sampel ………..………………………….
77 Lampiran 15 Perhitungan Sampel Alko hol ………………………….
61 Lampiran 14 Kondisi Kromatogram Gas …………………………….
56 Lampiran 13 Krom atogram Sampel ………………………………….
54 Lampiran 12 Kromatogram Baku Etanol …………………………….
50 Lampiran 11 Perhitungan Kurva Baku ……………………………….
48 Lampiran 9 Hasil Analisi Sp ektra Massa Sampel 3………………...
Lampiran 1. Sertifikat analisis etanol ……………………………….
47 Lampiran 8 Hasil Analisi Sp ektra Massa Sampel 3 ………………..
46 Lampiran 7 Kromatogram GC- MS Sampel 3 ……………………...
45 Lampiran 6 Kondisi Kromatografi Gas-Spektrofotometri Massa ....
44 Lampiran 5 Hasil Analisi Spektra Massa Sampel 1 dan 2 ………….
44 Lampiran 4 Kromatogram GC- MS Sampel 2 ……………………...
42 Lampiran 3 Kromatogram GC- MS Sampel 1 ……………………...
40 Lampiran 2 Sertifikat analisis N- Butanol ………………………….
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
Kabupaten Sukoharjo, dusun Bekonang merupakan daerah penghasil etanol yang digunakan untuk tujuan medis. Pembuatannya menggunakan ampas tetes tebu yang disebut molase yang difermentasikan sehingga menghasilkan kadar etanol yang kemudian di destilasi secara sederhana. Selain etanol, fermentasi tetes tebu menghasilkan senyawa lain, sehingga perlu diketahui kadar etanol dan mengetahui senyawa lain yang terdapat dari hasil fermentasi.
Penetapan kadar etanol dan untuk mengetahui kandungan senyawa yang terdapat dalam hasil produksi menggunakan instrumen kromatografi gas dan gas
o chromatography-mass spectra dengan hasil optimasi yaitu suhu awal 70
C,
o
dengan initial time: 2 menit dan peningkatan suhu sebanyak: 30 C/min, dan
o
temperatur final: 220
C, dengan waktu final: 2 menit, suhu injektor B yang
o o
digunakan 200 C; dengan suhu detektor A 250
C, serta range:3. Dan parameter validasi yaitu akurasi: 101.8%, presisi: 1.26, linearitas: r:0.9996, batas kuantifikasi: 6.363, dan batas deteksi: 1.909, SD:0.077. Senyawa n-butanol digunakan sebagai standar internal dalam penetapan kadar etanol.
Hasil penetapan kadar etanol dari sampling sejumlah 14 rumah produksi diketahui yaitu hari 1 29.779%v/v±1.725; hari 2: 29.762%v/v ±2.237; dan hari 3: 30.316%v/v±2.085. di setiap harinya diambil 600,0 ml sampel Berdasarkan data diatas dengan dilakukan uji statistik dengan uji ANOVA satu arah bahwa kadar etanol dari setiap hari produksi dan setiap tempat produksi tidak berbeda bermakna. Senyawa lain hasil produksi diketahui adalah yaitu asam asetat, aseton.
Kata kunci: tetes tebu, etanol, n-Butanol, standar internal, kromatografi gas.
xv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTARCT
Sukoharjo district, Bekonang producing ethanol used for medical purposes. Raw material is molasses residue, which is in the making fermented to produce ethanol and then in a simple distillation. Besides ethanol, molasses fermentation produce other compounds that need to know the levels of ethanol and other compounds contained content of the fermentation.
Determination of ethanol content and to determine the content of compounds contained in the instruments of production using gas chromatography and gas chromatography-mass spectra. optimization results that the initial temperature of 70°C, initial time: 2 minutes; rate: 30°C/min; final temperature: 220°C; final time: 2 minutes; injector B: 200°C; detector A: 250°C; range: 3. As well as the accuracy parameter validation: 101.8%, precision: 1.26, linearity: r: 0.9996, LOQ: 6.363, and LOD: 1.909, SD: 0077. N-Butanol is used as an internal standard in the determination of levels of ethanol because there is variation in the measurement tool and as a correction factor.
Assay results are known the day 1 29.779%v/v±1.725; day 2: 29.762%v/v ±2.237; and day 3: 30.316%v/v±2.085, with one-way ANOVA test is known that the production of each days did not differ significantly. Other compounds that are known to yield acetic acid, acetone.
Key Words: molasses, ethanol, n-butanol, internal standar, gas chromatography.
xvi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Penelitian Kabupaten Sukoharjo merupakan salah satu kabupaten di Jawa Tengah,
dan di wilayah kabupaten Sukoharjo terdapat desa yang memiliki sentra produksi etanol yang dikenal dengan nama Bekonang, dan hasil produksinya yang banyak dikenal masyarakat dengan nama
“Ciu Bekonang”. Mayoritas warga di Desa Bekonang merupakan pengrajin industri rumah tangga pembuatan etanol dan hal ini sudah dilakukan oleh warga setempat sejak dahulu kala.
Ciu produksi Bekonang dibuat dari bahan dasar tetes tebu yang difermentasikan dan mengalami proses destilasi sehingga diperoleh etanol (Widodo, 2004). Senyawa yang dihasilkan mempunyai kandungan utama etanol, sedangkan senyawa lain yang dihasilkan berupa asam sitrat dengan kadar rata-rata 6,82% (Widyanti, 2010). Hasil produksi biasanya digunakan untuk etanol medis sehingga perlu diketahui kadar yang dihasilkan agar diketahui seberapa efektif hasil fermentasi, serta perlu diketahui senyawa lain yang terdapat dalam hasil fermentasi agar diketahui keberadaan senyawa yang berbahaya untuk medis.
Penelitian ini bertujuan untuk penetapan kadar Etanol hasil produksi Ciu industri rumahan di daerah bekonang dan juga ingin mengetahui kandungan senyawa lainnya.
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Kromatografi gas merupakan metode untuk melakukan pengukuran secara kualitatif dan kuantitatif untuk bahan-bahan yang mudah menguap, serta stabil pada pemanasan tinggi. Prinsip pemisahan dalam kromatografi gas yaitu dengan cara partisi dari komponen-komponen senyawanya dengan menggunakan fase gas sebagai fase gerak, dan fase cair sebagai fase diam. Prinsip penetapan kadar dengan kromatografi gas adalah sampel diinjeksikan pada instrumen dan oleh gas yang mempunyai tekanan tertentu sampel dibawa menuju kolom kapiler untuk dipisahkan berdasarkan komponen penyusun dan diteruskan menuju detektor. Dari detektor dihasilkan sinyal pembacaan untuk dicatat oleh rekorder sehingga menghasilkan kromatogram. Kadar senyawa diketahui dengan menghitung luas area kromatogram. Etanol dapat dianalisis menggunakan kromatografi gas karena merupakan senyawa volatil yaitu senyawa yang mudah menguap pada suhu kamar, sehingga memenuhi syarat untuk dapat ditetapkan kadarnya melalui kromatografi gas (Dean, 1995).
Penelitian penetapan kadar etanol dari Ciu hasil produksi industri rumahan di daerah sukoharjo menggunakan metode Kromatografi Gas yang telah dilakukan optimasi dan validasi metode. Hasil optimasi yang didapatkan yaitu
o o o
suhu awal 70
C, initial time: 2 menit; rate: 30 C /min; temperatur final: 220 C;
o o
waktu final: 2 menit; injektor B :200 C; detektor A: 250 C; range :3 (Waskito, 2013). Sedangkan validasi dilakukan untuk memberikan jaminan bahwa metode analisis dengan sistem kromatografi gas memenuhi parameter-parameter validasi sehingga dapat memberikan hasil analisis yang valid dengan memenuhi parameter validasi yaitu akurasi: 101.8%, presisi: 1.26, linearitas: r:0.9996, spesifisitas, batas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
kuantifikasi: 1.729%v/v, dan batas deteksi: 0.5%v/v, disini SD: 0.077, sehingga metode telah valid (Rombang, 2013).
1. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, timbul permasalahan sebagai berikut: a. Apa saja kandungan senyawa yang terdapat pada hasil Ciu produksi industri rumahan hasil fermentasi tetes tebu di daerah sukoharjo? b. Berapakah kadar etanol hasil Ciu produksi industri rumahan hasil fermentasi tetes tebu di daerah sukoharjo?
2. Keaslian Penelitian
Sejauh yang diketahui penulis dan studi pustaka yang telah dilakukan penulis, penelitian mengenai penetapan kadar dan profil kandungan hasil produksi industri rumahan di daerah sukoharjo secara kromatografi gas belum dilakukan, tetapi penulis menggunakan acuan kerja berdasarkan penelitian yang berjudul Perbandingan Metode Kromatografi Gas dan Berat Jenis Pada Penetapan Kadar Etanol Dalam Minuman Anggur (Mardoni, 2002).
3. Manfaat penelitian a. Manfaat metodologis.
Dengan penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan ilmiah mengenai metode kromatografi yang dipilih untuk menetapkan kadar etanol dalam hasil produksi Ciu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
b. Manfaat praktis.
Dengan penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kadar etanol dalam hasil produksi Ciu dan kandungan yg terdapat di dalamnya dengan metode Kromatografi Gas.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk mengetahui :
a. Kandungan dari senyawa yang terdapat pada hasil fermentasi tetes tebu yang diproduksi di daerah sukoharjo.
b. Mengetahui kadar etanol dari hasil fermentasi tetes tebu yang di produksi di daerah sukoharjo
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
A. Tetes Tebu (Molase)
0.5 K2O Titrimetri
0.4 (Widyanti, 2010).
1.6 Residu Sulfat (sebagai SO3
0.2 Al2O3 Titrimetri - Residu soda dan karbonat (CO2)
0.2 Na2O Titrimetri - Fe2O3 Titrimetri
0.1 P2O5 Titrimetri
1.5 MgO Titrimetri
3.5 CaO Titrimetri
5
BAB II PENELAAHAN PUSTAKAMolase adalah hasil samping yang berasal dari pembuatan gula tebu (Saccharum officinarum L). Tetes tebu berupa cairan kental dan diperoleh dari tahap pemisahan kristal gula. (Juwita, 2012).
16 Fruktosa Kjeldahl
14 Glukosa Somoghi-Nelson
32 Sakrosa Somoghi-Nelson
20 Senyawa Organik Gula: Somoghi-Nelson
Air Gravimetri
Komponen Analisa %
Tabel 1. Kandungan Kimia Molase
Molase masih mengandung kadar gula yang cukup untuk dapat menghasilkan etanol dengan proses fermentasi, biasanya pH molase berkisar antara 5,5-6,5, dan masih mengandung kadar gula sekitar 10-18 %. (Simanjuntak, 2009).
10 Senyawa Nitrogen Senyawa Anorganik Sio2 Titrimetri
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
B. Ciu Bekonang
Di desa bekonang kabupaten Sukoharjo terdapat pengrajin industri kecil skala rumah tangga yang menghasilkan Etanol untuk keperluan bahan baku kimia industri dan juga keperluan pengobatan. Etanol yang dihasilkan berasal dari fermentasi tetes tebu. Tetes tebu tersebut diberikan enzim yang berasal dari jamur lalu didiamkan beberapa hari, hasil fermentasi di destilasi dengan alat buatan sendiri yang berasal dari drum, lalu hasil destilasi tersebut disaring sehingga menghasilkan cairan yang jernih. (Widodo, 2004).
Dalam fermentasi ini glukosa didegradasi menjadi etanol dan CO melalui
2
suatu jalur metabolisme yang disebut glikolisis yang biasa jalurnya disebut jalur Embden-Meyerhof-Parnas (Sebayang, 2006).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7 Gambar 1. Gambar Lintasan Embden-Meyerhof-Parnas (Anonim, 2012).
Etanol, merupakan sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, yang biasa disebut etil alkohol, dengan rumus kimia C H OH
2
5 (Myers, 2007).
Etanol yang dihasilkan diperoleh dari peragian karbohidrat yang berkataliskan enzim. Enzim tersebut mengubah karbohidrat ke glukosa kemudian ke etanol. Reaksi ini terjadi tanpa adanya oksigen dan menghasilkan CO 2 .
(Fessenden dan Fessenden, 1986).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Etanol adalah pelarut yang umum, etanol dapat larut di air dan larut di pelarut organik, termasuk asam asetat, aseton, benzena, karbon tetraklorida, kloroform, dietil eter, gliserol, piridin, dan toluene (Lide, 2000).
C. Kromatografi Gas
Kegunaan umum dari kromatografi gas adalah untuk pemisahan dinamis dan identifikasi semua jenis senyawa organik yang mudah menguap dan juga untuk melakukan analisis kualitatif dan kuantitatif senyawa dalam suatu campuran (Gandjar, 2007).
Kromatografi gas terdapat dua tipe yang sering digunakan, tipe pertama yaitu gas-solid (adsorption) chromatography dan gas-liquid (partition)
chromatography. Pada tipe kedua yaitu kromatografi gas-cair lebih banyak
digunakan dan menggunakan kolom kapiler sebagai fase diamnya (Christian, 2004).
Bagian dasar yang ada di kromatografi gas:
a. Sumber gas dengan regulator tekanan serta pengatur aliran gas
b. tempat injeksi
c. Kolom kapiler
d. Detektor
e. Oven pengatur suhu kolom agar sampel tetap dalam kondisi gas f. Pencatat (Dean, 1995).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9 Gambar 2. Gambar skematis kromatografi gas (Anonim, 2011).
1. Gas Pembawa
Gas pembawa atau dengan kata lain fase gerak karena tujuan utamanya yaitu membawa sampel (solute) menuju kolom dan tidak berpengaruh pada selektifitas. Syarat gas pembawa yaitu murni dan tidak reaktif, gas pembawa keadaan murni agar tidak berpengaruh pada detektor dan disimpan dalam tangki bertekanan tinggi (Gandjar, 2007).
Tabel 2. Contoh Gas Pembawa dan Pemakaian Detektor.
Gas pembawa Detektor Hidrogen Hantar panas Helium Hantar panas Ionisasi nyala
Fotometri nyala Termoionik Nitrogen Ionisasi nyala Tangkap electron
Fotometri nyala Termoionik Argon Ionisasi nyala Argon + metana 5% Tangkap electron Karbon dioksida Hantar panas (Gandjar, 2007).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2. Sistem Injeksi Sampel
Komponen utama selanjutnya adalah ruang suntik atau inlet. Fungsinya adalah untuk menghantarkan sampel ke aliran gas pembawa menuju kolom.
(Gandjar, 2007). Pada kromatografi gas biasanya yang digunakan yaitu sampel berupa cairan, dan di injekkan ke dalam kotak panas yang berfungsi untuk mengubah sampel cair menjadi fase gas (flash vaporization) tanpa terfraksinasi dan terdekomposisi. Pada kolom kapiler biasanya digunakan sampel yang sedikit yaitu 0,1nL (nanoliter) yang membutuhkan gas pembawa, sehingga hanya dalam jumlah kecil sampel yang masuk ke dalam kolom (Dean, 1995).
Dikarenakannya sampel yang diperlukan sangat kecil, dalam pengukurannya akan sulit maka akan digunakan teknik pemecah suntikan (split
injection ) sehingga aliran gas akan dibagi 2 setelah sampel di ijeksikan, satu aliran
akan dimasukkan kedalam kolom, dan aliran lainnya akan dibuang (Gandjar, 2007).
Gambar 3. Gambar sistem injeksi (Gandjar, 2007).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
3. Kolom
Kolom merupakan tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam, sehingga merupakan komponen yang sentral (Gandjar, 2007). Kolom yang berfungsi sebagai pemisah mengandung fase diam yang bias berupa adsorben (kromatografi gas, padat) atau cairan. Kolom tersebut terbuat dari logam, gelas, atau silika (Dean, 1995).
a. Kolom kemas.
Kolom dapat berbentuk apapun selama masih dapat mengisi tempat pemanas, kolom yang ada biasanya berbentuk melingkar, berbentuk U, dan berbentuk W, tetapi yang paling sering digunakan adalah yang berbentuk melingkar (Cristian, 2004).
b. Kolom kapiler.
Jenis kolom kapiler berbeda dengan kolom kemas, dan kolom kapiler lebih sering digunakan dikarenakan kemampuan kolom kapiler memberikan harga jumlah plat teori yang sangat besar (> 300.000 Pelat) (Gandjar, 2007).
4. Fase Diam
Fase diam yang dipilih berdasarkan polaritas dari sampel yang akan diujikan, dengan prinsip “ like dissolve like ”, oleh karena itu fase diam yang polar akan lebih berinteraksi dengan senyawa yang lebih polar, dan begitulah sebaliknya fase diam yang non polar akan lebih berinteraksi dengan senyawa yang lebih non polar (Christian, 2004).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 3. Jenis fase diam dan penggunannya. Fase diam Polaritas Golongan sampel Suhu maksimum
(Day dan Underwood, 1986).
e. Kemudahan penggunaan.
d. Respon yang baik pada semua komponen organik.
c. Waktu respon terhadap senyawa yang cepat.
b. Stabil.
Detektor harus mempunyai karakteristik sebagai berikut: a. Sensitivitas yang tinggi.
Komponen yang terpenting selanjutnya yaitu detektor. Detektor merupakan perangkat yang berada di ujung kolom tempat keluarnya fase gerak yang membawa sampel yang telah di pisahkan menjadi komponennya (Gandjar, 2007).
C (Gandjar, 2007).
o
250
C Carbowax 20M Polar Alkohol, amina aromatik, keton
12
C Dietilenglikosuksinat Polar Ester 200
o
C Dionil ptalat Semi polar Semua jenis 170
o
300
C Metil silikon Non polar Steroid, pestisida, alkaloida, ester
o
300
C Apiezon L Non polar Hidrokarbon, ester, eter
o
C Squalen Non polar Hidrokarbon 125
o
o
5. Detektor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Tabel 4. Jenis detektor, batas deteksi, jenis sampel dan kecepatan alir gas pembawa.
Jenis detektor Jenis sampel Batas deteksi Kecepatan alir (ml/ menit) Gas pembawa
H2 Udara Hantar panas Senyawa umum 5-100 ng 15-30 - -
Ionisasi nyala Hidrokarbon 10-100 pg 20-60 30-40 200-500
Penangkap elektron Halogen organic, pestisida 0,05-1 pg 30-60 - 70-100Nitrogen- fosfor Senyawa nitrogen organik dan fosfat organik 0,1-10 g 20-40 1-5 60-80
Fotometri nyala (393nm) Senyawa-senyawa sulful
10-100 pg 20-40 50-70 100-150 Fotometri nyala (393nm) Senyawa-senyawa fosfor 1-10 pg 20-40 120-170 -
Fotoionisasi Senyawa-senyawa yang terionisasi dengan UV
2 pg 30-40 - - Konduktifitas elektronik Halogen, N, S
0,5 pg Cl 2 pg S 4 pg N 20-40
80 - Forier transform - infra red
Senyawa-senyawa organik 1000 pg 3-10 - - Selektif massa
Sesuai untuk senyawa apapun 10 pg- 10 ng 0,5-30 - - Emisi atom
Sesuai untuk elemen apapun 0,1 – 20 pg 60-70 - - (Gandjar, 2007).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14 Flame-ionization detector (FID) adalah detektor yang paling popular
dikarenakan memiliki sesitivitas yang tinggi 0,02 coloumb per gram dari hidrokarbon (Dean, 1995). Detektor ini tidak sensitif terhadap kebanyakan bahan anorganik dan termasuk air, sehingga pelarut dapat diinjeksikan dan tidak mengganggu hasil kromatogram (Christian, 2004).
Gambar 4. Detektor FID (Anonim 2011).
6. Pengaturan Suhu
Kromatografi gas didasarkan pada dua sifat senyawa yang dipisahkannya yakni kelarutan senyawa dan titik didih senyawa. Karena titik didih senyawa berhubungan dengan suhu maka suhu merupakan faktor utama dalam
o o
kromatografi gas. Walaupun suhu kolom dapat berkisar antara -100 C - 400 C tetapi tetap harus dikendalikan karena pada suhu tertentu fase diam berada dalam fase padatnya (Gandjar, 2007).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
a. Pemisahan isothermal.
Pemisahan dengan suhu ini dilakukan untuk analisis rutin dan suhu yang digunakan yaitu beberapa derajat dibawah titik didih komponen campuran utama. Pemisahan jenis ini perlu diperhatikan, dikarenakan jika suhu terlalu tinggi maka komponen akan terelusi tanpa terpisah, tetapi jika suhu terlalu rendah maka sampel akan terlalu lama di kolom sehingga semakin lebar puncaknya (Gandjar, 2007).
b. Pemisahan suhu terprogram.
Pemisahan ini dilakukan dengan suhu terendah dari titik didih campuran, lalu diatur penambahan suhunya secar berkala dengan kecepatan kira-kira 3
o
C/menit sehingga didapatkan pemisahan yang optimum (Dean, 1995).
- – 5