SKRIPSI KARAKTERISASI SIFAT REOLOGI BIOGUM. Enterobacter ag/omerans N. Oleh: EKO HARI PURNOMO F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

Transkripsi

1 SKRIPSI KARAKTERISASI SIFAT REOLOGI BIOGUM Enterobacter ag/omerans N Oleh: EKO HARI PURNOMO F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2 DAFTAR SIMBOL 1. A, S, D = konstanta 2. C = konsentrasi (b/v) 3. Ea = energi aktivasi (kkal/mol) 4. K = indek konsistensi (PaS) 5. n = indek peri/aku aliran 6. R = konstanta gas 7. r = jari-jari (m) 8. T = suhu (oc) 9. t = waktu (men it) 10. v = kecepatan (m/s) 11. T = gaya geser (Pa) 12. To = yield stress atau gaya geser awal (Pa) 13. y = shear stress atau laju geser (1/s) 14. /lapp = viskositas terukur (PaS) 15. /lo = viskositas pada y=o (PaS) 16. /loc = viskositas pada y=tak hingga (PaS) 17. Ko = faktor pre eksponensial '. ;':~ / '-~, ~,- ~~~.~:.~_;;;,;'I

3 Eko Hari Purnomo, F Karkterisasi Sifat Reologi Biogum Enterobaeter agiomerans N. Di bawah Bimbingan Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, MSc. dan Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc. RINGKASAN Biogum merupakan polisakarida yang berasal dari sumber hayati. Kedalam kelompok ini termasuk gum yang dihasilkan oleh mikroba. Keuntungan penggunaan mikroba sebagai penghasil biogum yaitu produksinya eepat, tidak memakan tempat untuk produksi, kualitas yang konsisten dan tidak tergantung iklim dan kondisi alam. Untuk dapat mengaplikasikan biogum dengan tepat perlu diketahui sifat reologinya dan untuk memprediksikan sifat reologi selama proses dan pada produk akhir diperlukan model reologi. Tujuan yang ingin dieapai dalam penelitian ini yaitu untuk mempelajari pengaruh konsentrasi. laju geser, suhu, lama pemanasan, dan lama pengadukan terhadap sifat reologi biogum. Tahap produksi biogum Enterobaeter aglomerans N dilakukan dengan fermentasi pad a media yang mengandung gula pasir(4%) dan pretease pepton (0,2%) selama 4 hari pada suhu 30 C dan pemanenan menggunakan 2-propanol. Sedangkan analisa.sifat reologi meliputi pengaruh laju geser, konsentrasi, suhu, lama pemanasan dan lama pengadukan dilakukan menggunakan Rotoviseo RV 20. Biogum Enterobaeter aglomerans N bersifat pseudoplastik yang mengikuti model power law, dan sifat pseudoplastik ini semakin berkurang dengan menurunnya konsentrasi biogum. Model pengaruh konsentrasi dan laju geser terhadap viskositas. terukur yaitu : ~app = C y C Peningkatan suhu menyebabkan penurunan viskositas terukur dan mengikuti model power law (~app = ATB) sedangkan model untuk pendinginan secara umum mengikuti mo~el linear tapi khusus pendinginan dari 90 C ke 25 C digambarkan dengan model kuadratik. Pemanasan sampai suhu 90 C diperkirakan telah menyababkan kerusakan biogum yang bersifat irreversible. Lama pemanasan berpengaruh negatif terhadap viskositas terukur, selain itu efek lama pemanasan juga dipengaruhi oler tingkat suhu yang diaplikasikan.

4 Biogum Enterobacter aglomerans N bersifal thixotropic yailu lerjadi penurunan viskosilas dengan meningkalnya waklu pengadukan. Efek lama pengadukan dilunjukan dengan model logarilmik : ~lapp = A log (I) + B. Efek laju geser dan lama shearing (pengadukan) disebabkan keseimbangan slruklur bahan dimana pembenlukan slruklur bahan lebih lambal dari pemecahan slruklur. ii

5 KARAKTERISASI SIFAT REOLOGI BIOGUM Enterobacter aglomerans, N Oleh: EKO HARI PURNOMO F SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor 1998 JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR \' \, :tj' /

6 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN KARAKTERISASI SIFAT REOLOGI BIOGUM Enterobacter ag/omerans N SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh: EKO HARI PURNOMO F Oilahirkan pad a tang gal 12 April 1976 Oi Cilacap Tanggal lulus : September 1998 disetujui Bogor. September 1998 Oosen Pembimbing II

7 KATA PENGANTAR Alhamdulillahi Robbil'alamin, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Bapak, Ibu, dan adik-adik tercinta (Tedi, Agus, Dinar, Dita) atas doa dan dukungannya selama ini. 2. Dr.lr. Purwiyatno Hariyadi, MSc. dan Dr.lr. Lilis Nuraida, MSc. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan petunjuk dan bimbingan dengan tulus dan penuh kesabaran. 3. Ir. Fahim Muchammad Taqi selaku dosen penguji atas saran dan masukannya. 4. Para laboran TPG, PAU, dan FTDC atas segala bantuan dan kerjasamanya yang baik 5. Saudara-saudara sebimbingan: Wendy, Susilo, Imel, Vivi, Nana, Lisia, Nina, Elda, mba Laily atas saran dan dukungannya. 6. Sobat-sobatku di "Duck House" dan semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak mungkin disebutkan satu per satu Akhirnya penulis berharap skripsi ini bisa bermanfaat bagi penulis dan orang-orang yang membutuhkannya. Bogor, Agustus 1998 penulis v

8 DAFTAR lsi Halaman RINGKASAN KA T A PENGANT AR... DAFTAR lsi v vi DAFTAR TABEL DAFTAR GAM BAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAr-J... II. TINJAUAN PUSTAKA... A Biogum Enterobacter aglomerans B. Perilaku Aliran... C Beberapa Model Reologi D. Pengaruh Konsentrasi E. Pengaruh SUI1U F. Pengaruh Lama Pengadukan Pada Laju Geser Konstan Terhadap Viskositas... G. Pengaruh Suhu dan Konsentrasi... H. Pengaruh Kombinasi Konsentrasi dan Laju Geser III. BAHAN DAN METODE A. Bahan dan Ala! 12 B. Metode Produksi Biogum Pengukuran Sifat Reologi IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.. A. Pellgaruh Laju Geser Terhaclap Viskositas B. Pengaruh Suhu Terhadap Viskositas C. Pengaruh Lama Pemanasan Terhadap Viskositas.... D. Pengaruh Lama Pengadukan Pada Laju Geser Konstan V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN vii viii x

9 DAFT AR T ABEL Halaman Tabel 1. Model pengaruh laju geser terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N Tabel 2. Model efek pemanasan sampai 90 C terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N dengan laju geser 601/s Tabel 3. Model efek pendinginan dari suhu 50 C ke suhu 25 C terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N dengan laju geser 60 1/s Tabel4. Model efek pendinginan dari suhu 60 C ke suhu 25 C terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N dengan laju geser 60 1/s Tabel 5. Model efek pendinginan dari suhu 70 C ke suhu 25 C terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N dengan laju geser 60 1/s Tabel 6. Model efek pendinginan dari suhu 80 C ke suhu 25 C terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N dengan laju geser 60 1/s Tabel 7. Model efek pendinginan dari suhu gooe ke suhu 25 C terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N dengan laju geser 60 1/s Tabel 8. Pengaruh lama pemanasan terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N konsentrasi 0.5% (b/v) pada laju geser 60 1/s Tabel9. Model pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobacter aglomerans N pad a laju geser 60 1/s, suhu 25 C

10 DAFTAR GAM BAR Gambar 1. Gambar 2. Gambar 3. Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9. Kurva hubungan laju geser dan gaya geser pad a fluida newtonian dan non-newtonian.... Pengaruh 18jU geser terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobaeter aglomerans N pada berbagai konsentrasi.... Perbandingan pengaruh laju geser terhadap viskositas terukur larutan biogum Enterobaeter aglomerans N dan larutan xantan Halaman gum pada konsentrasi 0.5% (b/v) Profil viskositas terukur larutan biogum Enterobaeter aglomerans N selama pemanasan dan pendinginan pada tingkat pemanasan sampai 50 D e Profil viskositas terukur larutan biogum Enterobaeter aglomerans N selama pemanasan dan pendinginan pad a tingkat pemanasan sampai 60De.... Profil viskositas terukur larutan biogum Enterobaeter aglomerans N selama pemanasan dan pendinginan pada tingkat pemanasan sampai 70 D e Profil viskositas terukur larutan biogum Enterobaeter aglomerans N selama pemanasan dan pendinginan pad a tingkat pemanasan sampai 80 D e Profil viskositas terukur larutan biogum Enterobaeter aglomerans N selama pemanasan dan pendinginan pad a tingkat pemanasan sampai 90 D e.... Perbandingan profil viskositas terukur selama pemanasan dan pendinginan antara larutan biogum Enterobaeter aglomerans N dan larutan xantan gum pad a konsentrasi 0.5% (b/v) Gambar 10. Perbandingan persentase viskositas terukur selama pemanasan dan pendinginan antara larutan biogum Enterobaeter aglomerans N dan larutan xantan gum pad a konsentrasi 0.5% (b/v)