ADSORPSI BERULANG DENGAN K ZEOLIT UNTUK KOMPONEN GULA REDUKSI DAN SUKROSA PADA TETES TEBU

Transkripsi

1 ADSORPSI BERULANG DENGAN K ZEOLIT UNTUK KOMPONEN GULA REDUKSI DAN SUKROSA PADA TETES TEBU Jimmy Prasetya*, Dr.A.Koesdarminta Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Katolik Parahyangan JL. Ciumbuleuit 94, Bandung 40141, Indonesia *)Penulis korespondensi: jimmy.jimjrey.prasetya@gmail.com ABSTRAK Molase sebagai salah satu produk samping dari pengolahan gula seringkali tidak dimanfaatkan secara maksimal. Padahal di dalam molase masih terdapat kandungan gula yang cukup besar, baik gula reduksi maupun sukrosa. Pada penelitian ini, komponen gula di dalam molase yang berupa sukrosa, glukosa, dan fruktosa dicoba untuk diadsorpsi dengan menggunakan kalium zeolit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari kemampuan kalium zeolit dalam mengadsorpsi komponen gula maupun non-gula yang terdapat di dalam molase. Percobaan ini didahului dengan membuat kalium zeolit dari zeolit Bayah dengan menggunakan metode pertukaran ion. Selanjutnya dilakukan analisis kadar sukrosa, gula reduksi, kadar abu, dan total solids yang terdapat di dalam molase kemudian molase diencerkan 2x. Percobaan utama dilakukan dengan menambahkan kalium zeolit sebanyak 6 g/100 ml, 4 g/100 ml, dan 2g/200 ml ke dalam molase. Percobaan dilanjutkan dengan memisahkan molase dan kalium zeolit dengan menggunakan centrifuge. Analisis hasil adsorpsi meliputi analisis gula reduksi, sukrosa, abu, dan total solids. Hasil percobaan menunjukan bahwa kalium zeolit dapat mengadsorpsi gula reduksi dan sukrosa. Gula reduksi lebih banyak diadsorp dibandingkan dengan sukrosa. Kata Kunci: Molase, Kalium Zeolit, Gula. ABSTRACT Molase as the by product from sugar production is often not being used maximally. Molase still contains a large number of sugar in form of reducing sugar or sucrose. In this research, sugar compounds

2 in molase which is in form of sucrose, glucose, and fructose is tried being adsorbed by potassium zeolite. The purpose of this research is to learn pottasium zeolite s ability in adsorbing sugar or non sugar compounds inside molase This research is started by creating pottasium zeolite from Bayah zeolite with ion exchange method. Next is analysis for its sucrose, reducing sugars, ashes, and total solids concentration inside molase before being diluted 2 times. The main research is done by adding pottasium zeolite about 6g/100 ml, 4g/100 ml, and 2 g/100ml into molase. Experiment is done by separating molase and pottasium zeolite with a centrifuge. Product analysis are reducing sugar, sucrose, ash, and total solids analyses. The results shows that pottasium zeolite can adsorb reducing sugar and sucrose. Reducing sugar is being adsorbed more than sucrose. Keyword: Molasses, Potassium Zeolite, Sugar. PENDAHULUAN Gula adalah kelompok karbohidrat kristal yang kebanyakan merupakan sukrosa, fruktosa, atau glukosa dan ditandai dengan adanya rasa manis. Gula yang biasanya dikenal di masyarakat adalah sukrosa dan biasa digunakan sebagai bahan aditif makanan untuk memberikan rasa manis. Pada industri, gula diproduksi dari tebu (Saccharum officinarum L.) dan biasa digunakan untuk bahan baku pembuatan bioetanol. Tabel konsumsi dan produksi gula nasional ditunukan melalui tabel 1. Tabel 1 Konsumsi dan Produksi Gula Nasional (GAPPMI, 2010) Salah satu produk samping produksi gula adalah molase. Molase adalah sisa sirup terakhir dari nira tebu yang telah mengalami kristalisasi berulang kali dan sudah tidak mungkin lagi menghasilkan kristal gula. Di dalam molase masih ada kandungan gula reduksi sebesar sekitar 30% dan sukrosa 32%.(Honig, 1963) Jumlah gula sebesar ini masih bisa dimanfaatkan sehingga diperlukan upaya untuk dapat memperoleh gula dalam molase. Salah satu cara adalah

3 dengan mengadsorb komponen gula yang terdapat dalam molase. Adsorben yang digunakan pada penelitian ini adalah kalium zeolit karena mudah ditemukan serta memiliki sifat adsorben yang cukup baik. (Fransisco, 2011) METODE PENELITIAN Bahan a) Bahan Baku Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah tetes tebu dan zeolit Bayah. b) Bahan Penunjang Bahan penunjang dalam analisis ini adalah larutan KOH, larutan HCl, larutan etanol 80%, batu didih, dan aquadest. c) Bahan Analisis Bahan yang digunakan untuk analisis dalam penelitian ini adalah larutan Fehling A dan Fehling B, indikator phenolphthalein dan metil biru, dan HCl. Prodesur Kerja Percobaan ini didahului dengan membuat kalium zeolit dari zeolit Bayah dengan menggunakan metode pertukaran ion. Selanjutnya dilakukan analisis kadar sukrosa, gula reduksi, kadar abu, dan total solids yang terdapat di dalam molase kemudian molase diencerkan 2x. Percobaan utama dilakukan dengan menambahkan kalium zeolit sebanyak 6 g/100 ml, 4 g/100 ml, dan 2g/200 ml ke dalam molase. Percobaan dilanjutkan dengan memisahkan molase dan kalium zeolit dengan menggunakan centrifuge. Analisis hasil adsorpsi meliputi analisis gula reduksi, sukrosa, abu, dan total solids. HASIL DAN PEMBAHASAN Pembuatan Kalium Zeolit Zeolit yang digunakan dalam percobaan ini berukuran 200 mesh. Tujuan penggunaan zeolit yang memiliki ukuran partikel sangat kecil adalah untuk memperbesar luas permukaan

4 zeolit sehingga memperbaik proses pertukaran ion dan proses adsorpsi. Ion kalium dipilih untuk memperkecil ukuran pori zeolit karena ion lain seperti Na, Li, atau Mg memiliki ukuran ion lebih kecil.(yang, 2003) Ukuran pori zeolit yang sudah relatif kecil ini diharapkan dapat mengadsorp gula reduksi lebih selektif. Dari hasil analisis diperoleh kadar kalium dalam zeolit yang tersajikan dalam tabel 2. Tabel 2. Kadar Kalium dalam Zeolit Kadar Kalium (meq/100g) Sebelum Pertukaran 0,479 Setelah Pertukaran 4,943 Menurut data yang didapat, kadar kalium dalam zeolit setelah mengalami proses pertukaran ion meningkat hingga 10x dibandingkan zeolit awal. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa proses pertukaran ion dapat meningkatkan meq kalium. Percobaan Pendahuluan Percobaan pendahuluan dilakukan untuk menghilangkan non gula dalam molase sebanyak mungkin. 1 kg molase diencerkan dengan 2L air, kemudian di sentrifuge. Endapan yang diperoleh dikeringkan dengan oven vakum sehingga diperoleh padatan kering. Endapan ini merupakan komponen non gula yang terdapat dalam molase. Molase yang telah dipisahkan dari komponen non gulanya selanjutnya dianalisis kadar gula reduksi, sukrosa, abu, total solid, dan brix. Hasil analisis disajikan dalam tabel 3. Tabel 3. Hasil Analisis Percobaan Pendahuluan Komponen Kadar (%) Gula Reduksi 9,77 Sukrosa 10,56 Abu 2,94 Total Solid 26,60 Brix 27,30 Non Gula 6,27

5 Hasil analisis menunjukan bahwa setelah melalui pengenceran 3x, semua komposisi dalam molase berkurang menjadi sekitar sepertiga dari komposisi awal. Molase yang telah diencerkan mempermudah proses adsorpsi. Percobaan Utama Percobaan utama dalam penelitian ini adalah proses adsorpsi komponen tetes tebu secara berulang dengan menggunakan kalium zeolit. Adsorpsi tahap 1 menggunakan kalium zeolit sebanyak 6g/100ml. Pada tahap 2, kalium zeolit yang digunakan adalah 4g/100ml dan pada tahap ketiga, kalium zeolit digunakan sebanyak 2g/100ml. Larutan dari setiap tahap disentrifuge terlebih dahulu sebelum memasuki tahap berikutnya untuk memisahkan zeolit yang ada dalam campuran. Hasil analisis disajikan dengan mengalurkan persen massa (%m) terhadap tahapan adsorpsi. Hasil percobaan utama ditunjukan pada gambar Hasil Analisis Kadar Gula Reduksi, Sukrosa, Abu, dan Total Solids %m Gula Reduksi Sukrosa Abu Total Solids Tahap Gambar 1. Grafik Perbandingan Hasil Analisis Kadar Gula Reduksi, Sukrosa, Abu, dan Total Solids Setelah pengenceran hingga 2000ml, konsentrasi gula reduksi adalah 9,77% sedangkan setelah adsorpsi tahap 3, gula reduksi turun menjadi 5,72%. Penurunan gula reduksi semakin berkurang sebanding dengan pengurangan jumlah adsorben yang dipakai. Peristiwa ini diwakili oleh garis yang semakin landai. Hal ini disebabkan semakin sedikit adsorben yang dipakai,

6 jumlah gula reduksi yang dapat diserap juga akan semakin sedikit. Peristiwa ini sesuai dengan hasil dari penelitian yang dilakukan oleh University of Santiago de Compostela, Spanyol yang sudah membuktikan bahwa kalium zeolit mampu mengadsorp gula reduksi. (Fransisco, 2011). Setelah pengenceran hingga 2000ml, konsentrasi gula reduksi adalah 10,56% sedangkan setelah adsorpsi tahap 3, gula reduksi turun menjadi 8,08%. Penurunan sukrosa semakin berkurang sebanding dengan pengurangan jumlah adsorben yang dipakai. Peristiwa ini diwakili oleh garis yang juga semakin landai seperti halnya pada gula reduksi. Hal ini disebabkan semakin sedikit adsorben yang dipakai, jumlah gula reduksi yang dapat diserap juga akan semakin sedikit. Dari gambar 1 terlihat bahwa kurva kadar gula reduksi dan sukrosa hampir berhimpitan. Hal ini menunjukan kalium zeolit mengadsorpsi gula reduksi dan sukrosa. Kurva gula reduksi sedikit lebih curam daripada kurva sukrosa menunjukan bahwa gula reduksi lebih banyak teradsorp daripada sukrosa. Hal ini menunjukan bahwa meskipun ukuran pori zeolit sudah diperkecil, namun sukrosa yang berukuran lebih besar daripada gula reduksi masih mampu masuk ke dalam pori. Hasil analisis kadar abu tidak menunjukan kecenderungan yang jelas. Titik tertinggi ada pada saat pengenceran hingga 2000ml yaitu 3,43% dan titik terendah ada di tahap ke 2 yaitu 3,36%. Perbedaan kadar abu antara kedua titik itu adalah 0,07%. Angka ini sangat kecil sehingga kadar abu disimpulkan konstan selama proses adsorpsi dengan kalium zeolit. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa kalium zeolit tidak mengadsorp abu. Dari grafik diatas terlihat bahwa jumlah padatan total semakin menurun selama proses adsorpsi. Menurunnya jumlah padatan disebabkan karena jumlah gula reduksi dan sukrosa dalam molase teradsorp oleh zeolit. Karena gula yang diadsorp sedikit, gradien kurva tidak terlalu curam. KESIMPULAN 1. Zeolit dalam percobaan ini dapat dipertukarkan ionnya dengan ion kalium. 2. Kalium Zeoilt dapat mengadsorpsi gula reduksi dan sukrosa. 3. Kalium Zeolit mengadsorpsi gula reduksi lebih besar daripada sukrosa.

7 DAFTAR PUSTAKA Francisco, M., et al., Recovery of glucose from an aqueous ionic liquid by adsorption onto a zeolite-based solid. Chemical Engineering Journal, GAPPMI, Produksi dan Konsumsi gula di Indonesia Honig, P., Principal of Sugar Technology. Vol , Amsterdam: Elsevier. Yang, R., Adsorbents: Fundamentals and Application. 2003: John Wiley & Sons Inc