BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dari CPO
4.2.1 Adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dengan adsorben M-Am (M=Na, Mg dan Ca; Am = Amberlit)
Untuk melihat tingkat adsorpsi (penyerapan) karotenoida dari CPO oleh 3 (tiga) jenis adsorben M-Am (M=Na, Mg, Ca; Am = Amberlit) masing-masing dengan ukuran partikel 50 mesh, dilakukan adsorpsi terhadap larutan CPO dalam etanol dengan adsorben M-Am (M=Na, Mg dan Ca) dengan konsenterasi karotenoida sebesar 95,94 mg/L. Karotenoida yang teradsorpsi (terserap) pada ketiga adsorben tersebut kemudian didesorpsi (dilepaskan) menggunakan pelarut n-heksana, sedangkan tingkat rekoveri dihitung berdasarkan jumlah karotenoida yang terdesorpsi dibandingkan dengan jumlah karotenoida semula. Tingkat adsorpsi (penyerapan), desorpsi dan rekoveri karotenoida terlihat seperti pada Tabel 4.3 di bawah ini.
Tabel 4.3.Tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dengan konsenterasi larutan 95,94 mg/L menggunakan adsorben M-Am (M=Na, Mg dan Ca) untuk 4 gr.
No JA KF JTT JT PA PD PR
1 Na-Am tt 0 9,594 100 42,69 42,69
2 Mg-Am 3,50 0,350 9,244 96,35 52,76 50,84
3 Ca-Am 2,48 0,248 9,346 97,42 60,65 59,08
JA: jenis adsorben; KF: Kadar karotenoida pada filtrat JTT: jumlah karotenoida tidak terserap; JT: jlh karotenoida terserap, mg; PA: tingkat adsorpsi, %;
PD: tingkat desorpsi,%; PR: tingkat rekoveri, %; tt: tidak terdektesi
Dari Tabel 4.3 di atas terlihat bahwa untuk berat adsorben yang sama, semua adsorben M-Am (M=Na, Mg dan Ca) dapat mengadsorpsi karotenoida antara 96% - 100%. Ini menunjukkan bahwa ketiga adsorben tersebut cukup baik digunakan untuk menyerap karotenoida dalam larutan CPO dalam etanol, namun hal ini belum menunjukkan peranan logam yang terikat pada adsorben tersebut, karena dalam berat adsorben yang sama, jumlah logam yang terikat berbeda.
Untuk mempelajari peranan logam dalam adsorpsi (penyerapan) karotenoida tersebut maka dilakukan perhitungan jumlah logam yang terikat dalam adsorben M-Am (M=Na, Mg dan Ca) dibuat sama. Untuk berat adsorben sebanyak 4 gr, tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri
karotenoida dari larutan CPO dalam etanol dengan konsenterasi karotenoida 95,94 mg/L adalah seperti terlihat pada Tabel 4.4. di bawah ini.
Tabel 4.4. Jari-jari dan berat logam M (M= Na, Mg dan Ca) dalam 4 gr adsorben
Dari Tabel 4.4 di atas terlihat bahwa berat bahan resin amberlit dalam 4 gr adsorben Na-Am adalah 3,75 gr, sedangkan berat ion Na+ adalah 0,25 gr (11,2 mmol). Adsorpsi karoternoida dari larutan CPO dalam etanol (konsenterasi karotenoida 95,94 mg/L) adalah 100% dan tingkat desorpsi adalah sebesar 42,69%. Dari sini terlihat bahwa tingkat adsorpsi dari adsorben Na-Am sangat tinggi, sedangkan tingkat desorpsinya agak rendah. Tingginya tingkat adsorpsi terhadap karotenoida ini dapat diuraikan sebagai berikut: Antara adsorben Na-Am dengan karotenoida dapat terjadi interaksi nonpolar-nonpolar melalui rantai amberlit nonpolar dengan rantai karotenoida, dan interaksi antara ion logam Na+ (polar) dengan densitas elektron pada ikatan rangkap karotenoida (polar), sehingga melalui kedua interaksi ini terjadilah adsorpsi karotenoida yang tinggi. Interaksi antara gugus polar-polar ini lebih kuat dari pada interaksi nonpolar-nonpolar (Shriver, 2010), sehingga pada saat dilakukan desorpsi terhadap karotenoida tersebut, maka karotenoida yang terdesorpsi lebih dominan adalah yang berasal dari interaksi nonpolar-nonpolar tersebut, sedangkan karotenoida yang berinteraksi polar-polar lebih sulit dilepaskan.
Selanjutnya untuk adsorben Mg-Am, dari data yang ada terlihat bahwa untuk 4 gr adsorben Mg-Am terdapat 3,87 gr resin amberlit dan 0,13 gr ion logam Mg2+ (5,464 mmol) dengan tingkat adsorpsi terhadap karotenoida adalah 96,35%. Demikian juga untuk adsorben Ca-Am, dari data yang ada terlihat bahwa untuk 4 gr adsorben Mg-Am terdapat 3,78 gr resin amberlit dan 0,22 gr
ion logam Ca2+ (5,572 mmol) dengan tingkat adsorpsi terhadap karotenoida adalah 97,42%. Hal yang sama seperti pada Na-Am terjadi juga di sini, yaitu interaksi terhadap karotenoida juga dapat terjadi melalui gugus nonpolar amberlit dengan rantai karotenoida yang nonpolar dan melalui gugus polar yaitu ion Mg2+ atau Ca2+ dengan ikatan rangkap karotenoida yang polar (Shriver, 1999, Nilson, A , L.G. Peterson, 2008). Interaksi antara adsorben Mg-Am dan Ca-Am dengan karotenoida dapat digambarkan seperti terlihat pada Gambar 4.10 di bawah ini.
H
Gambar 4.10. Bentuk ikatan yang terjadi antara senyawa karotenoida dengan adsorben Pada bagian (a) dari Gambar 4.10 di atas terlihat bahwa interaksi antara gugus nonpolar dari adsorben M-Am (M=Mg dan Ca) dengan molekul β-karoten dan bagian (b) interaksi antara logam M (M=Mg dan Ca) dengan orbital-π dari ikatan rangkap β-karoten. Ikatan antara logam M (M=Mg dan Ca) dengan orbital-π (ikatan rangkap) dari β-karoten diperkirakan terjadi antara orbital 3d dari logam Mg dan orbital 4d dari logam Ca dengan orbital-π dari β-karoten. Orbital-π dari β-karoten yang kaya elektron dan akan mendonasikan sebagian densitas elektronnya kepada orbital d logam sehingga terjadi ikatan antara logam dengan β-karoten.
Walaupun demikian, dari uraian di atas secara kuantitatif belum dapat ditentukan berapa % karotenoida yang terikat pada rantai (resin) amberlit yang non-polar dan berapa % yang terikat ke logam pada masing-masing adsorben, belum terlihat perbandingan peranan logam adsorben M-Am (Na, Mg dan Ca) tersebut.
Untuk melihat perbandingan peranan logam-logam tersebut maka dibuat asumsi sebagai berikut:
1. Karena karotenoida tidak stabil dalam lingkungan asam, maka penyerapan karotenoida tidak dapat dilakukan menggunakan amberlit asam sulfonit, dan oleh karena itu untuk melihat penyerapan amberlit tanpa logam terhadap karotenoida hanya dilakukan berdasarkan perhitungan saja.
2. Jika berat rantai (resin) amberlit untuk masing-masing adsorben ditentukan 3,75 gr, maka menurut perhitungan adsorpsi dari Na-Am terhadap karotenoida dalam larutan CPO dalam etanol (konsenterasi 95,94 mg/L) adalah 100% dan adsorpsi Mg-Am adalah 3,87/3,75 x 96,35% = 99,43% serta adsorpsi Ca-Am adalah 3,78/3,75 x 97,42%=
98,20%, demikian pula jumlah logam pada masing-masing adsorben adalah Na=11,2 mmol, Mg= 5,5 mmol dan Ca = 5,6 mmol.
3. Jika karotenoida yang diserap oleh 3,75 gr rantai (resin) amberlit adalah X %, maka karotenoida yang diserap oleh logam Na (11,2 mmol) adalah (100-X)%, dan oleh logam Mg (5,5 mmol) adalah (99,43-X)% serta oleh logam Ca (5,6 mmol) adalah (98,20-X)%.
Jumlah logam ion Na+ (11,2 mmol) yang mengadsorpsi (menyerap) karotenoida adalah kira-kira 2 (dua) kali lipat dari jumlah logam ion Mg2+ atau Ca2+ yang masing-masing sebanyak 5,6 mmol. Jika dibuat jumlah logam yang sama, misalkan 11,2 mmol, maka daya serap logam Na+ terhadap karotenoida adalah (100-X)%, sedangkan daya serap logam Mg2+ adalah 2(99,43-X)% dan daya serap logam Ca2+ adalah 2(98,20-X)%. Dari hasil perhitungan ini terlihat bahwa untuk jumlah mol logam yang sama dan harga X yang sembarangan, tingkat adsorpsi ion logam Mg2+ > Ca2+ > Na+.
Kesimpulan ini dapat diuraikan sebagai berikut:
Tingkat adsorpsi ion Mg2+ pada Mg-Am terhadap karotenoida lebih besar dari tingkat adsorpsi ion Ca2+ pada Ca-Am. Hal ini disebabkan oleh karena perbedaan ukuran jari-jari ion Mg2+ (65 pm) < jari-jari ion Ca2+ (99 pm), (House, 2008). Untuk logam-logam yang mempunyai muatan yang sama, semakin kecil jari-jari ion, maka semakin kuat ikatan (interaksi) antara ion logam tersebut dengan ikatan-π olefin. Ikatan antara ion logam Mg2+ pada Mg-Am dengan orbital-π dari karotenoida lebih kuat dibanding dengan ikatan ion Ca2+ pada Ca-Am dengan
karotenoida, sehingga ion Mg2+ pada Mg-Am menyerap karotenoida lebih kuat (banyak) dibandingkan dengan ion Ca2+ pada Ca-Am.
Demikian juga tingkat adsorpsi ion Ca2+ dalam Ca-Am terhadap karotenoida lebih besar dari tingkat adsorpsi ion Na+ dalam Na-Am. Hal ini disebabkan muatan ion Na+ pada Na-Am adalah +1, muatan ini lebih kecil dibanding dengan muatan ion Ca2+ pada Ca-Am yang mempunyai muatan +2, akibatnya interaksi antara ion Na+ terhadap karotenoida lebih kecil dibandingkan dengan ikatan ion Ca2+ terhadap karotenoida, sehingga tingkat adsorpsi ion Na+ dalam Na-Am lebih kecil dari tingkat adsorpsi ion Ca2+ dalam Ca-Am.
Selanjutnya, tingkat desorpsi karotenoida oleh pelarut n-heksana dari logam M pada adsorben M-Am (M = Na, Mg, Ca) untuk jumlah logam yang sama dapat diuraikan sebagai berikut: Jika berat amberlit pada masing-masing adsorben M-Am (M = Na, Mg, Ca) adalah 3,75 gr (Tabel 4.4), dan tingkat desorpsi amberlit adalah Y, maka tingkat desorpsi ion Na+ (11,2 mmol) adalah (42,69 – Y)%, ion Mg2+ (11,2 mmol) adalah 2 x {(3,87/3,75 x 52,76) – Y}% dan ion Ca2+ (11,2 mmol) adalah 2 x {(3,78/3,75 x 60,65) – Y}%. Dari uraian di atas terlihat bahwa untuk harga Y sembarangan tingkat desorpsi ion Ca2+ > Mg2+ > Na+.
Tingkat desorpsi ion Ca2+ pada Ca-Am terhadap karotenoida lebih besar dari tingkat desorpsi ion Mg2+ pada Mg-Am. Hal ini disebabkan oleh karena perbedaan ukuran jari-jari ion Mg2+ (65 pm) < jari-jari ion Ca2+ (99 pm), (House, 2008). Untuk logam-logam yang mempunyai muatan yang sama, semakin kecil jari-jari ion, maka semakin kuat ikatan (interaksi) antara ion logam tersebut dengan ikatan-π olefin. Ikatan antara ion logam Mg2+ pada Mg-Am dengan orbital-π dari karotenoida lebih kuat dibanding dengan ikatan ion Ca2+ pada Ca-Am dengan karotenoida, sehingga ion Mg2+ pada Mg-Am melepas karotenoida lebih sulit (sedikit) dibandingkan dengan ion Ca2+ pada Ca-Am.
Demikian juga tingkat desorpsi ion Mg2+ dalam Mg-Am terhadap karotenoida lebih besar dari tingkat desorpsi ion Na+ dalam Na-Am. Hal ini disebabkan muatan ion Na+ pada Na-Am adalah +1, muatan ini lebih kecil dibanding dengan muatan ion Mg2+ pada Mg-Am yang mempunyai muatan +2. Akibatnya interaksi antara ion Na+ terhadap karotenoida lebih kecil dibandingkan dengan ikatan ion Mg2+ terhadap karotenoida, sehingga tingkat desorpsi ion Na+ dalam Na-Am lebih kecil dari tingkat desorpsi ion Mg2+ dalam Mg-Am.
Untuk melihat grafik perbandingan tingkat adsorpsi (penyerapan) (PA), tingkat desorpsi (PD) dan tingkat rekoveri (PR) dari ion-ion logam Na+, Mg2+ dan Ca2+, maka terlebih dahulu
ditetapkan harga X dan Y secara sembarangan, misalnya harga X= 55% dan Y= 30%, sehingga diperoleh PA untuk ion logam Na+ terhadap karotenoida adalah (100-55)%= 45%, ion logam Mg2+ adalah 2(99,43-55)% = 88,86% dan ion logam Ca2+ adalah 2(98,20-55)%= 86,40%, sedangkan tingkat desorpsi (PD), ion logam Na+ terhadap karotenoida adalah (42,69-30)%=
12,69%, ion logam Mg2+ adalah 2(54,45-30)%= 48,90%, dan ion logam Ca2+ adalah 2(61,13-30)%= 62,26% dan tingkat rekoveri (PR), untuk ion logam Na+ terhadap karotenoida adalah % PA x % PD x 100%= 45% x 12,69% x 100%= 5,71%, ion logam Mg2+ adalah 88,86% x 48,90%
x 100%= 43,45%, dan ion logam Ca2+ adalah 86,40% x 62,26% x 100% = 53,79%. Dari hasil perhitungan di atas diperoleh grafik tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dari logam M dalam adsorben M-Am (M= Na, Mg dan Ca) seperti terlihat pada Gambar 4.11. di bawah ini.
Gambar 4.11. Tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dari logam M dalam adsorben M-Am (M=Na, Mg dan Ca).
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa walaupun tingkat adsorpsi dari Mg-Am lebih baik dari Ca-Am, namun tingkat desorpsi Ca-Am jauh melebihi tingkat desorpsi Mg-Am dan Na-Am. Demikian juga dengan tingkat rekoveri, ternyata dari semua adsorben yang diteliti Ca-Am mempunyai tingkat rekoveri yang terbesar yaitu 72,08%. Untuk selanjutnya diteliti juga
tentang pengaruh jumlah adsorben Ca-Am yang digunakan, ukuran partikel adsorben Ca-Am dan konsenterasi karotenoida dalam larutan CPO.
4.2.1.1. Pengaruh Jumlah Adsorben
Untuk melihat pengaruh jumlah adsorben Ca-Am terhadap tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida, maka dilakukan adsorpsi karotenoida dengan memvariasikan jumlah adsorben yang digunakan dari 2,4,6,8 dan 10 gr untuk mengadsorpsi karotenoida (konsenterasi karotenoida 95,94 mg/L larutan CPO dalam etanol) dan mendesorpsi karotenoida dari adsorben yang telah mengandung karotenoida dengan n-heksana, serta menghitung tingkat rekoveri untuk setiap adsorben dan hasilnya terlihat seperti pada Tabel 4.5 di bawah ini.
Tabel 4.5. Pengaruh jumlah adsorben Ca-Am terhadap tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dari larutan CPO (konsentrasi karotenoida 95,94 mg/L)
JLH: jumlah adsorben; KF: kadar karotenoida pd filtrat;JT: jlh karotenoida terserap;
PA: tingkat adsorpsi;PD: tingkat desorpsi; PR: tingkat rekoveri
Dari Tabel 4.5. di atas terlihat bahwa tingkat adsorpsi (PA) dari adsorben untuk jumlah adsorben sebanyak 2, 4, 6, 8 dan 10 gr meningkat dari 94,66% untuk jumlah adsorben 2 gr menjadi 97,42% untuk jumlah adsorben 4 gr dan menjadi 100% untuk jumlah adsorben 6 gr atau lebih. Ini berarti bahwa seluruh karotenoida yang ada dalam larutan telah terserap seluruhnya oleh 6 gr adsorben. Demikian juga dengan tingkat desorpsi (PD), tingkat desorpsi untuk jumlah adsorben 2 gr dan 4 gr dapat dikatakan sama yaitu 52,75%, sedangkan untuk jumlah adsorben 6 gr, 8 gr dan 10 gr tingkat desorpsi meningkat menjadi 72,08%, sedangkan tingkat rekoveri (PR) untuk jumlah adsorben 2 gr dan 4 gr masing-masing 49,96% dan 51,38%, dan untuk jumlah adsorben 6 gr, 8 gr dan 10 gr tingkat desorpsi naik menjadi 72,08%. Dari uraian di atas dapat
disimpulkan bahwa jumlah adsorben Ca-Am yang terbaik adalah 6 gr, dengan tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida (dari larutan CPO dalam etanol dengan konsenterasi karotenoida 95,94 mg/L) masing-masing adalah 100%, 72,08 % dan 72,08%.
Secara grafis pengaruh jumlah adsorben Ca-Am terhadap tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 4.12 di bawah ini.
Gambar 4.12. Pengaruh jumlah adsorben Ca-Am terhadap tingkat adsorpsi , desorpsi dan rekoveri karotenoida
4.2.1.2. Pengaruh Ukuran Partikel Adsorben
Untuk melihat pengaruh ukuran partikel adsorben terhadap tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dari CPO, maka dilakukan adsorpsi karotenoida dari larutan CPO dalam etanol (konsentrasi karotenoida 95,94 mg/L), dengan adsorben berukuran partikel 50, 100 dan 150 mesh (masing-masing 6 gr). Tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dari adsorben tersebut ditabulasi pada Tabel 4.6. di bawah ini.
Tabel 4.6 Pengaruh ukuran partikel adsorben Ca-Am (6 gr) terhadap tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida (konsenterasi karotenoida 95,94 mg/L)
NO Ukuran Partikel KF (ppm)
JT (mg)
PA (%)
PD (%) PR (%)
1 Ca-Am 50 mesh 24,8 93,46 97,42 52,76 51,38 2 Ca-Am 100 mesh 17,5 94,19 98,17 47,36 46,50 3 Ca-Am 150 mesh 16,4 94,30 98,29 27,26 26,80
KF: kadar karotenoida pada filtrat; JT: jumlah karotenoida terserap;
PA: tingkat adsorpsi; PD: tingkat desorpsi; PR: tingkat rekoveri.
Dari Tabel 4.6, di atas terlihat bahwa tingkat adsorpsi dari adsorben dengan ukuran partikel 50, 100 dan 150 mesh dapat dikatakan hampir konstan yaitu 98%, sedangkan tingkat desorpsi karotenoida menurun dari 52,76% untuk ukuran partikel 50 mesh menjadi 47,36%
untuk ukuran partikel 100 mesh, dan menjadi 27,26% untuk ukuran partikel 150 mesh. Demikian juga dengan tingkat rekoveri karotenoida, tingkat rekoveri tertinggi ditunjukkan oleh adsorben berukuran 50 mesh dengan tingkat rekoveri 51,38%, sedangkan untuk ukuran partikel 100 mesh tingkat rekoveri turun menjadi 46,50% dan untuk ukuran partikel 150 mesh, turun lagi menjadi 26,80%. Dari uraian di atas disimpulkan bahwa ukuran partikel adsorben Ca-Am yang terbaik adalah yang berukuran 50 mesh dengan tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri masing-masing adalah 97,42%, 52,76 % dan 51,38%.
Secara grafis pengaruh ukuran partikel adsorben Ca-Am terhadap tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dapat dilihat pada Gambar 4.13 di bawah ini.
Gambar 4.13. Pengaruh ukuran partikel adsorben Ca-Am terhadap tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida
4.2.1.3. Pengaruh Konsenterasi Karotenoida dalam larutan CPO
Untuk melihat pengaruh konsenterasi karotenoida terhadap tingkat adsorpsi (penyerapan), desorpsi dan rekoveri karotenoida dari larutan CPO dalam etanol, maka dilakukan adsorpsi karotenoida dengan memvariasikan konsenterasi karotenoida yaitu 23,99; 47,97; 71,96; 95,94;
119,93 dan 191,88 mg/L menggunakan adsorben Ca-Am dengan ukuran partikel 50 mesh dan hasilnya ditabulasikan pada Tabel 4.7. di bawah ini.
Tabel 4.7. Pengaruh konsenterasi karotenoida terhadap tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dari 6 gram adsorben Ca-Am 50 mesh.
KC: konsenterasi karotenoida dalam larutan CPO; JK: jumlah karotenoida pada larutan CPO, KF: kadar karotenoida pada filtrat; JT:karotenoida terserap, PA:tingkat adsorpsi; PD:tingkat desorpsi; PR: tingkat recoveri
Dari Tabel 4.7, di atas terlihat bahwa untuk 6 g adsorben Ca-Am tingkat adsorpsinya terhadap karetonoida dari larutan dengan berbagai konsenterasi 23,99 mg/L, 47,97 mg/L, 71,96 mg/L dan 95,94 mg/L semuanya 100%, sedangkan untuk konsenterasi larutan yang lebih besar yaitu 119,93 mg/L dan 191,88 mg/L tingkat adsorpsi karotenoidanya masing-masing adalah 92,73% (111,21 mg/L) dan 73,37% (140,78 mg/L). Dapat disimpulkan bahwa makin tinggi konsenterasi karotenoida dalam larutan, makin besar daya adsorpsi adsorben Ca-Am. Semua karotenoida dalam larutan sampai konsenterasi 95,94 mg/L dapat diserap oleh 6 gr adsorben Ca-Am, tetapi pada konsenterasi larutan karotenoida yang lebih besar yaitu 119,93 mg/L dan 191,88 mg/L tingkat adsorpsi menjadi lebih kecil yaitu masing-masing 92,73% dan 73,37%, namun jumlah karotenoida yang teradsorpsi tetap lebih banyak.
Tingkat desorpsi terhadap karotenoida yang terserap dari larutan dengan konsenterasi 23,99 mg/L, 47,97 mg/L, 71,96 mg/L dan 95,94 mg/L masing-masing adalah 10,42%
(2,50 mg/L), 52,06% (24,97 mg/L), 59,53% (42,84 mg/L) dan 72,08% (69,15 mg/L), sedangkan untuk larutan dengan konsenterasi karotenoida 119,93 mg/L dan 191,88 mg/L tingkat desorpsinya masing-masing adalah 59,98% (66,70 mg/L) dan 69,50% (97,84 mg/L). Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa tingkat desorpsi terhadap karotenoid semakin tinggi sampai
konsenterasi 95,94 mg/L, dan pada konsenterasi lebih tinggi yaitu 119,93 mg/L tingkat desorpsi menjadi lebih kecil yaitu 59,98%, namun naik lagi pada konsenterasi 191,88 mg/L menjadi 69,50%. Secara keseluruhan, tingkat desorpsi karotenoida tertinggi terjadi pada larutan dengan konsenterasi 95,94 mg/L dengan tingkat desorpsi maksimum 72,08%.
Selanjutnya, tingkat rekoveri karotenoida untuk larutan dengan konsenterasi 23,99 mg/L, 47,97 mg/L, 71,96 mg/L dan 95,94 mg/L masing-masing adalah 10,42% (24,99 mg/L) , 52,06%
(24,97 mg/L), 59,53% (42,84 mg/L) dan 72,08% (69,15 mg/L), sama dengan tingkat desorpsi, tetapi untuk larutan dengan konsenterasi karotenoida 119,93 mg/L dan 191,88 mg/L tingkat rekoverinya lebih rendah masing-masing menjadi 55,62% (61,86 mg/L) dan 50,99%
(71,78 mg/L). Dari uraian diatas disimpulkan bahwa konsenterasi karotenoida dalam larutan CPO dalam etanol yang terbaik adalah larutan dengan konsenterasi 95,94 mg/L, dengan tingkat adsorpsi 100%, memberi tingkat desorpsi dan rekoveri karotenoida sebesar 72,08 %.
Secara grafis tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dengan berbagai konsenterasi karotenoida dalam larutan CPO dapat dilihat pada Gambar 4.14 di bawah ini.
Gambar 4.14. Tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dengan berbagai konsenterasi karotenoida dalam larutan CPO.
4.2.2 Adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dengan adsorben M-PSS (M = Na, Mg, Ca, Sr dan Ba; PSS = Polistirenasulfonat)
Untuk melihat tingkat adsorpsi (penyerapan) karotenoida dari larutan CPO dalam etanol oleh 5 (lima) jenis adsorben garam polistirenasulfonat atau M-PSS (M = Na, Mg, Ca, Sr dan Ba;
PSS = polistirenasulfonat), maka dilakukan adsorpsi karotenoida dari larutan CPO dalam etanol dengan konsenterasi karotenoida 96 mg/L, menggunakan adsorben M-PSS (M = Na, Mg, Ca, Sr dan Ba; PSS = polistirenasulfonat), masing-masing sebanyak 0,75 gr dengan ukuran partikel 100 mesh. Karotenoida yang teradsorpsi (terserap) pada kelima adsorben M-PSS (M = Na, Mg, Ca, Sr dan Ba; PSS = polistirenasulfonat) tersebut kemudian didesorpsi (dilepaskan) menggunakan pelarut n-heksana. Tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenida dari larutan CPO dengan konsenterasi karotenoida 96 mg/L, menggunakan adsorben M-PSS (M = Na, Mg, Ca, Sr dan Ba; PSS = polistirenasulfonat) berukuran 100 mesh ditabulasi, terlihat seperti pada Tabel 4.8 di bawah ini.
Tabel 4.8.Tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida (konsenterasi 96 mg/L) menggunakan 0,75 gr adsorben M-PSS (M=Na, Mg, Ca, Sr dan Ba).
No JA KF
JA: jenis adsorben; KF: Kadar karotenoida pada filtrat JTT: jumlah karotenoida tidak terserap; JT: jlh karotenoida terserap, mg; PA: tingkat adsorpsi, %;
PD: tingkat desorpsi,%; PR: tingkat rekoveri, %
Dari Tabel 4.8 di atas terlihat bahwa untuk berat adsorben yang sama (0,75 gr), semua adsorben M-PSS (M=Na, Mg, Ca, Sr dan Ba; PSS = polistirenasulfonat) dapat mengadsorpsi karotenoida antara 77% - 86%. Ini menunjukkan bahwa kelima adsorben tersebut cukup baik digunakan untuk menyerap karotenoida dari larutan CPO dalam etanol, sedangkan tingkat desorpsi berkisar antara 36% sampai 85% dan tingkat rekoveri berkisar antara 30 sampai 65%.
Peranan logam terhadap adsorpsi karotenoida dapat diketahui dengan melakukan perhitungan untuk logam yang terikat dalam adsorben M-PSS (M=Na, Mg, Ca, Sr dan Ba; PSS = polistirenasulfonat) dengan dibuat jumlah yang sama. Untuk berat adsorben sebanyak 0,75 gr, berat logam yang terdapat dalam setiap adsorben terlihat pada kolom BL, dan tingkat adsorpsi, desorpsi dan rekoveri karotenoida dari larutan CPO dalam etanol dengan konsenterasi karotenoida 96 mg/L terlihat pada kolom PA, PD dan PR, dan jari-jari ion logam diperoleh dari literatur kolom RL, semuanya ditabulasi seperti terlihat pada Tabel 4.9. di bawah ini.
Tabel 4.9. Jari-jari dan berat logam M (M = Na, Mg, Ca, Sr, Ba) dalam 0,75 gr adsorben
JA: jenis adsorben; RL:jari-jari ion logam; BP: berat PSS; BL: berat logam;
JML: jumlah mol logam; PA: tingkat penyerapan; PD: tingkat desorpsi;
PR: tingkat rekoveri, *House, 2008.
Dari Tabel 4.9 di atas terlihat bahwa untuk berat 0,75 gr (750 mg) Na-PSS, terdapat 749,425 mg PSS dan 0,575 mg (0,025 mmol) ion Na+, dapat mengadsorpsi karotenoida dari larutan CPO dalam etanol (konsenterasi karotenoida 96 mg/L) sebesar 85,90% dan tingkat desorpsi sebesar 58,12%. Dari sini terlihat bahwa tingkat adsorpsi dari adsorben Na-PSS cukup tinggi, sedangkan tingkat desorpsinya agak rendah. Tingginya tingkat adsorpsi dan rendahnya tingkat desorpsi dari adsorben Na-PSS dapat dijelaskan sama seperti yang terjadi pada adsorben Na-Am (lihat hal. 43 di atas).
Selanjutnya untuk adsorben Mg-PSS, dalam 0,75 gr (750 mg) adsorben Mg-PSS terdapat 749,712 mg PSS dan 0,288 mg (0,012 mmol) ion logam Mg2+ dengan tingkat adsorpsi terhadap karotenoida sebesar 80,69% dan tingkat desorpsi sebesar 63,51%. Demikian juga untuk 0,75 gr (750 mg) adsorben Ca-PSS, terdapat 749,520 mg PSS dan 0,480 mg (0,012 mmol) ion Ca2+
dengan tingkat adsorpsi dan desorpsi masing-masing 77,22% dan 84,53%. Dengan cara yang sama dapat pula dihitung untuk 0,75 gr ( 750 mg) adsorben Sr-PSS dan 0,75 gr ( 750 mg) adsorben Ba-PSS terdapat masing-masing 749,032 mg dan 748,493 mg PSS, dan 0,968 mg (0,011 mmol) ion Sr2+ dan 1,507 mg (0,011 mmol) ion Ba2+ dengan tingkat adsorpsi masing untuk Sr-PSS dan Ba-PSS sebesar 81,81% dan 82,64% serta tingkat desorpsi masing-masing 45,29% dan 36,61%.
Data dari Tabel 4.9 di atas belum dapat ditentukan berapa % karotenoida yang terikat pada rantai PSS yang non-polar dan berapa % yang terikat ke logam pada masing-masing adsorben, sehingga peranan logam yang terdapat pada adsorben M-PSS (M = Na, Mg, Ca, Sr dan Ba; PSS
= polistirenasulfonat) tersebut belum dapat dijelaskan.
Untuk melihat peranan logam-logam tersebut dalam mengadsorpsi karotenoida, maka dibuat asumsi sebagai berikut:
1. Adsorpsi (Penyerapan) PSS tanpa logam terhadap karotenoida dilakukan berdasarkan perhitungan saja (lihat di bawah), karena karotenoida tidak stabil dalam lingkungan asam, sehingga penyerapan karotenoida tidak dapat dilakukan menggunakan asam polistirena sulfonat (H-PSS).
2. Jika berat rantai PSS untuk masing-masing adsorben M-PSS (M = Na, Mg, Ca, Sr, Ba;
PSS = polistirenasulfonat) ditentukan 749,425 mg (tingkat adsorpsi tertinggi pada Tabel 4.9), maka tingkat adsorpsi dari masing-masing adsorben untuk berat PSS 749,425 mg dapat dihitung sebagai berikut.
a. Tingkat adsorpsi Na-PSS terhadap karotenoida dari larutan CPO dalam etanol (konsenterasi karotenoida 96 mg/L) adalah 85,90%.
b. Tingkat adsorpsi Mg-PSS adalah 749,712/749,425 x 80,69% = 80,72%, c. Tingkat adsorpsi Ca-PSS adalah 749,520/749,425 x 77,22% = 77,23%, d. Tingkat adsorpsi Sr-PSS adalah 749,032/749,425 x 81,81% = 81,77% dan e. Tingkat adsorpsi Ba-PSS adalah 748,493/749,425 x 82,64% = 82,54%,
dengan jumlah logam pada masing-masing adsorben adalah Na = 0,025 mmol, Mg
dengan jumlah logam pada masing-masing adsorben adalah Na = 0,025 mmol, Mg