KINETIKA ADSORPSI ISOTERMAL
β
-KAROTEN OLEIN
SAWIT KASAR DENGAN MENGGUNAKAN ATAPULGIT
Oleh
KRISTIN EVA ELISABETH SIRAIT F34102119
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Skripsi ini kupersembahkan untuk Tuhan Yesusku dan terimakasih untuk :
Mama, Bapak, de Bertua, de Leo.. atas doa, dukungan, materi, kasih sayang abadi dan
mengingatkan untuk terus bertumbuh dalam iman.
Nantulang Nurhayati Gurning dan Keluarga, untuk motivasi, dukungan dan kasih sayang.
Heru, atas kasih sayang, bantuan, kesabaran dan mengajarkan kedewasaan dan komitmen
dalam hidup.
Paulina dan Ria, atas kebersamaan, motivasi dan kasih seorang sahabat.
Teman satu penelitian ”Vitamin’s Team” Oki, Indri dan Vina, akhirnya kita wisuda.
KPSer.. KPD (Maria, Cipta, Ronald dan Marta), Kornita Team dan Pezek, buat doa dan
dukungannya. God bless u all.
Teman-teman TIN 39 (khususnya Hani dan Annisa R), Eva TPG 39 untuk bantuan
seminarnya, dan Cici Ita.
Mbak Yeni, Mbak Oryza dan Mbak Ritna.
Kristin Eva E. S. F34102119. Kinetika Adsorpsi Isotermal -Karoten Olein Sawit Kasar Dengan Menggunakan Atapulgit. Di bawah bimbingan Sapta Raharja dan Prayoga Suryadarma. 2006.
RINGKASAN
-karoten merupakan senyawa non polar, sumber utama provitamin A dan berwarna kuning kemerahan. Β karoten termasuk kedalam golongan karotenoid.
-karoten banyak digunakan terutama dalam industri pangan dan obat-obatan. -karoten banyak terdapat dalam olein sawit kasar yaitu berkisar 680-760 ppm. Warna merah yang merupakan pigmen karotenoid dalam minyak sawit dihilangkan untuk memperoleh minyak goreng sawit yang jernih. Adanya pertimbangan nilai nutrisi komponen-komponen aktif yang potensial di dalam minyak sawit maka diperlukan adanya proses pemisahan dan pemurnian -karoten di industri pemurnian minyak goreng sawit dari minyak sawit kasar. Penggunaan adsorben bertujuan untuk penjerapan komponen-komponen yang terdapat di dalam olein. Atapulgit sangat berpotensi digunakan sebagai adsorben -karoten dari olein sawit kasar. Model kinetika adsorpsi isotermal penting diketahui untuk keperluan rekayasa proses. Arang aktif digunakan sebagai adsorben pembanding pada penelitian ini.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan kondisi kesetimbangan proses adsorpsi -karoten dari olein sawit kasar menggunakan atapulgit. Kondisi kesetimbangan diperoleh berdasarkan hubungan antara penurunan konsentrasi -karoten dalam olein (μg/ml) dengan lama adsorpsi (menit). Kondisi kesetimbangan dicapai apabila dalam lama adsorpsi tertentu konsentrasi -karoten dalam olein (μg/ml) tidak lagi mengalami penurunan. Pemilihan model isoterm adsorpsi dilakukan dengan regresi linear antara konsentrasi -karoten dalam adsorben (μg/g) dengan konsentrasi -karoten dalam olein (μg/ml). Penelitian ini juga bertujuan untuk menentukan parameter kinetika adsorpsi -karoten, yaitu konstanta laju adsorpsi (k) dan energi aktivasi (Ea). Koefisien determinasi (r2) terbesar dipilih untuk menentukan model yang sesuai dengan data percobaan dengan menggunakan persamaan isoterm Freundlich dan Langmuir. Dari hasil regresi tersebut dapat diketahui konstanta laju adsorpsi (k). Penentuan energi aktivasi (Ea) dihasilkan dari regresi linear antara konstanta laju adsorpsi (k) dan suhu (T) dengan menggunakan persamaan Arrhenius.
Kondisi kesetimbangan yang diperoleh untuk nilai konsentrasi -karoten dalam olein menggunakan atapulgit untuk masing-masing suhu reaksi 40 ºC, 50 ºC dan 60 ºC adalah 249 ppm, 264 ppm dan 210 ppm. Untuk arang aktif 45 ppm, 60 ppm dan 85 ppm. Lama (menit) dicapainya kondisi kesetimbangan tersebut adalah 33, 31 dan 25 pada atapulgit; 22, 22 dan 19 pada arang aktif.
Kristin Eva E. S. F34102119. Kinetics Of Isothermal Adsorption of -Carotene Crude Palm Olein Using Attapulgite. Supervised by Sapta Raharja and Prayoga Suryadarma. 2006.
SUMMARY
-carotene is a non polar molecule, main source of provitamin A and coloured of turning yellow squeezing. -carotene is including into faction of carotenoid. -carotene used in many especially in food industries and medical.
Crude palm olein has many -carotene in that is varying 680-760 ppm. Red pigment of karotenoid in palm oil eliminated to obtain; get cooking oil clearness. Existence of consideration of value of active potential nutrition components in palm oil hence needed the existence of dissociation process and purification in industry purification of cooking oil from crude palm oil. Usage of adsorben aim is to adsorp the components in olein. Attapulgite is potential to used as adsorben of -carotene from crude palm olein. Kinetics model of isothermal adsorption is important to accurate for engineering process. Active charcoal is using as comparator adsorben in this research.
Focus of this research is to determine steady state condition of adsorption process of -carotene crude palm olein using attapulgite. Steady state condition is obtained from relation between the decrease of -carotene concentration in olein (μg/ml) and adsorption time (minute). Steady state condition is achieved when the adsorption time no longer improve the decrease of -carotene concentration in olein (μg/ml). The adsorption isotherm model is determine by the linear regression between the concentration of -carotene in adsorbent (μg/g) and concentration of -carotene in olein (μg/ml). This research also aim to determine kinetics parameter of -carotene adsorption, that is adsorption rate constanta (k) and activation energy ( Ea). The selection of the highest value of the determination coefficient (r2) is done to choose the fit model with the experimental data by using isotherm equation of Freundlich and Langmuir. Based on the result of the regression, the adsorption rate constanta (k) can be obtained. The activation energy is determine by using the linear regression between adsorption rate constanta (k) and the temperature (T) with the Arrhenius equation.
Steady state condition which obtained for the value of -carotene concentration using attapulgite to the each adsorption temperature at 40 ºC, 50 ºC, and 60 ºC are 249 ppm, 264 ppm, and 210 ppm. For activated carbon are 45 ppm, 60 ppm, and 85 ppm. The duration (minute) of adsorption to reach the steady state condition are 33, 31, and 25 for attapulgite; 22, 22, and 19 for activated carbon.
KINETIKA ADSORPSI ISOTERMAL β-KAROTEN OLEIN SAWIT KASAR DENGAN MENGGUNAKAN ATAPULGIT
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
KRISTIN EVA ELISABETH SIRAIT F34102119
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KINETIKA ADSORPSI ISOTERMAL β-KAROTEN OLEIN SAWIT KASAR DENGAN MENGGUNAKAN ATAPULGIT
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
Kristin Eva E. Sirait
F34102119
Dilahirkan pada tanggal 19 Desember 1984
di Bogor
Tanggal lulus : Januari 2007
Menyetujui
Bogor, 26 Januari 2007
Dr.Ir. Sapta Raharja, DEA Prayoga Suryadarma, S.TP, MT
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul
“Kinetika Adsorpsi Isotermal β-Karoten Olein Sawit Kasar Dengan Menggunakan Atapulgit” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen Pembimbing Akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, Januari 2007
Yang membuat pertanyaan
Kristin Eva E. Sirait
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 19 Desember 1984. Penulis adalah anak kedua dari empat
bersaudara, putri dari pasangan Bachtiar Sirait dan
Rosdiana Manurung. Pada tahun 1996, penulis
menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SDN
Singajaya I. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah
menengah di SLTPN 1 Jonggol pada tahun 1999. Kemudian penulis melanjutkan
pendidikan di SMUN I Jonggol dan lulus pada tahun 2002.
Pada tahun 2002 penulis melanjutkan pendidikan tinggi di Departemen
Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor melalui jalur SPMB. Pada saat menjalani kegiatan akademis, penulis
pernah menjadi asisten praktikum untuk mata kuliah Teknologi Emulsi (2005) dan
mata kuliah Analisis Bahan dan Produk Agroindustri (2006).
Semasa kuliah penulis pernah aktif dalam beberapa organisasi
kemahasiswaan yaitu Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (Himalogin) dan
Komisi Pelayanan Siswa UKM PMK IPB (KPS). Penulis juga aktif dalam
beberapa kepanitiaan seperti Lepas Landas Sarjana Fateta (2004), Pelatihan
Pembuatan Sabun Transparan (2004), Pelatihan PKM (2004), Sportin (2004),
Seminar ISO 14001 (2004), Up Grading HIMALOGIN (2005), Hari Warga
Industri (HAGATRI) (2004) dan Pengajar Agama Kristen SMU KORNITA
Yayasan Dharma Wanita IPB (2004-2006).
Penulis melaksanakan praktek lapang pada tahun 2005 dengan topik
“Mempelajari Aspek Teknologi Proses Produksi dan Pengawasan Mutu Susu
Kental Manis di PT. Australian Indonesian Milk Industries (INDOMILK),
Jakarta”. Untuk menyelesaikan tugas akhir ini, penulis melakukan penelitian yang
dituangkan dalam skripsi berjudul ”Kinetika Adsorpsi Isotermal -Karoten Olein
KATA PENGANTAR
Syalom..
Puji Syukur ke hadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat, hikmat dan
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Kinetika Adsorpsi Isotermal β-karoten dari Olein Sawit Kasar dengan Menggunakan Atapulgit”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi
Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Suatu kehormatan tersendiri bagi penulis, selama penelitian dan
penyusunan skripsi ini banyak mendapat arahan dan bantuan dari berbagai pihak.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Dr. Ir. Sapta Raharja, DEA dan Prayoga Suryadarma, S.TP, MT selaku
Dosen Pembimbing Akademik.
2. Drs. Purwoko, MSi selaku dosen penguji yang telah memberikan saran
untuk penyempurnaan skripsi ini.
3. Bapak Edi Lukas, PhD selaku pimpinan dari PT. Asian Agro Agung Jaya.
4. Direktorat Jenderal Pendidikan, Departemen Pendidikan Nasional melalui
Riset Andalan Perguruan Tinggi dan Industri (RAPID).
Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang
memerlukannya. Saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan demi
perbaikan selanjutnya.
Alaihim Syalom
Bogor, Januari 2007
KINETIKA ADSORPSI ISOTERMAL
β
-KAROTEN OLEIN
SAWIT KASAR DENGAN MENGGUNAKAN ATAPULGIT
Oleh
KRISTIN EVA ELISABETH SIRAIT F34102119
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Skripsi ini kupersembahkan untuk Tuhan Yesusku dan terimakasih untuk :
Mama, Bapak, de Bertua, de Leo.. atas doa, dukungan, materi, kasih sayang abadi dan
mengingatkan untuk terus bertumbuh dalam iman.
Nantulang Nurhayati Gurning dan Keluarga, untuk motivasi, dukungan dan kasih sayang.
Heru, atas kasih sayang, bantuan, kesabaran dan mengajarkan kedewasaan dan komitmen
dalam hidup.
Paulina dan Ria, atas kebersamaan, motivasi dan kasih seorang sahabat.
Teman satu penelitian ”Vitamin’s Team” Oki, Indri dan Vina, akhirnya kita wisuda.
KPSer.. KPD (Maria, Cipta, Ronald dan Marta), Kornita Team dan Pezek, buat doa dan
dukungannya. God bless u all.
Teman-teman TIN 39 (khususnya Hani dan Annisa R), Eva TPG 39 untuk bantuan
seminarnya, dan Cici Ita.
Mbak Yeni, Mbak Oryza dan Mbak Ritna.
Kristin Eva E. S. F34102119. Kinetika Adsorpsi Isotermal -Karoten Olein Sawit Kasar Dengan Menggunakan Atapulgit. Di bawah bimbingan Sapta Raharja dan Prayoga Suryadarma. 2006.
RINGKASAN
-karoten merupakan senyawa non polar, sumber utama provitamin A dan berwarna kuning kemerahan. Β karoten termasuk kedalam golongan karotenoid.
-karoten banyak digunakan terutama dalam industri pangan dan obat-obatan. -karoten banyak terdapat dalam olein sawit kasar yaitu berkisar 680-760 ppm. Warna merah yang merupakan pigmen karotenoid dalam minyak sawit dihilangkan untuk memperoleh minyak goreng sawit yang jernih. Adanya pertimbangan nilai nutrisi komponen-komponen aktif yang potensial di dalam minyak sawit maka diperlukan adanya proses pemisahan dan pemurnian -karoten di industri pemurnian minyak goreng sawit dari minyak sawit kasar. Penggunaan adsorben bertujuan untuk penjerapan komponen-komponen yang terdapat di dalam olein. Atapulgit sangat berpotensi digunakan sebagai adsorben -karoten dari olein sawit kasar. Model kinetika adsorpsi isotermal penting diketahui untuk keperluan rekayasa proses. Arang aktif digunakan sebagai adsorben pembanding pada penelitian ini.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan kondisi kesetimbangan proses adsorpsi -karoten dari olein sawit kasar menggunakan atapulgit. Kondisi kesetimbangan diperoleh berdasarkan hubungan antara penurunan konsentrasi -karoten dalam olein (μg/ml) dengan lama adsorpsi (menit). Kondisi kesetimbangan dicapai apabila dalam lama adsorpsi tertentu konsentrasi -karoten dalam olein (μg/ml) tidak lagi mengalami penurunan. Pemilihan model isoterm adsorpsi dilakukan dengan regresi linear antara konsentrasi -karoten dalam adsorben (μg/g) dengan konsentrasi -karoten dalam olein (μg/ml). Penelitian ini juga bertujuan untuk menentukan parameter kinetika adsorpsi -karoten, yaitu konstanta laju adsorpsi (k) dan energi aktivasi (Ea). Koefisien determinasi (r2) terbesar dipilih untuk menentukan model yang sesuai dengan data percobaan dengan menggunakan persamaan isoterm Freundlich dan Langmuir. Dari hasil regresi tersebut dapat diketahui konstanta laju adsorpsi (k). Penentuan energi aktivasi (Ea) dihasilkan dari regresi linear antara konstanta laju adsorpsi (k) dan suhu (T) dengan menggunakan persamaan Arrhenius.
Kondisi kesetimbangan yang diperoleh untuk nilai konsentrasi -karoten dalam olein menggunakan atapulgit untuk masing-masing suhu reaksi 40 ºC, 50 ºC dan 60 ºC adalah 249 ppm, 264 ppm dan 210 ppm. Untuk arang aktif 45 ppm, 60 ppm dan 85 ppm. Lama (menit) dicapainya kondisi kesetimbangan tersebut adalah 33, 31 dan 25 pada atapulgit; 22, 22 dan 19 pada arang aktif.
Kristin Eva E. S. F34102119. Kinetics Of Isothermal Adsorption of -Carotene Crude Palm Olein Using Attapulgite. Supervised by Sapta Raharja and Prayoga Suryadarma. 2006.
SUMMARY
-carotene is a non polar molecule, main source of provitamin A and coloured of turning yellow squeezing. -carotene is including into faction of carotenoid. -carotene used in many especially in food industries and medical.
Crude palm olein has many -carotene in that is varying 680-760 ppm. Red pigment of karotenoid in palm oil eliminated to obtain; get cooking oil clearness. Existence of consideration of value of active potential nutrition components in palm oil hence needed the existence of dissociation process and purification in industry purification of cooking oil from crude palm oil. Usage of adsorben aim is to adsorp the components in olein. Attapulgite is potential to used as adsorben of -carotene from crude palm olein. Kinetics model of isothermal adsorption is important to accurate for engineering process. Active charcoal is using as comparator adsorben in this research.
Focus of this research is to determine steady state condition of adsorption process of -carotene crude palm olein using attapulgite. Steady state condition is obtained from relation between the decrease of -carotene concentration in olein (μg/ml) and adsorption time (minute). Steady state condition is achieved when the adsorption time no longer improve the decrease of -carotene concentration in olein (μg/ml). The adsorption isotherm model is determine by the linear regression between the concentration of -carotene in adsorbent (μg/g) and concentration of -carotene in olein (μg/ml). This research also aim to determine kinetics parameter of -carotene adsorption, that is adsorption rate constanta (k) and activation energy ( Ea). The selection of the highest value of the determination coefficient (r2) is done to choose the fit model with the experimental data by using isotherm equation of Freundlich and Langmuir. Based on the result of the regression, the adsorption rate constanta (k) can be obtained. The activation energy is determine by using the linear regression between adsorption rate constanta (k) and the temperature (T) with the Arrhenius equation.
Steady state condition which obtained for the value of -carotene concentration using attapulgite to the each adsorption temperature at 40 ºC, 50 ºC, and 60 ºC are 249 ppm, 264 ppm, and 210 ppm. For activated carbon are 45 ppm, 60 ppm, and 85 ppm. The duration (minute) of adsorption to reach the steady state condition are 33, 31, and 25 for attapulgite; 22, 22, and 19 for activated carbon.
KINETIKA ADSORPSI ISOTERMAL β-KAROTEN OLEIN SAWIT KASAR DENGAN MENGGUNAKAN ATAPULGIT
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
KRISTIN EVA ELISABETH SIRAIT F34102119
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KINETIKA ADSORPSI ISOTERMAL β-KAROTEN OLEIN SAWIT KASAR DENGAN MENGGUNAKAN ATAPULGIT
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
Kristin Eva E. Sirait
F34102119
Dilahirkan pada tanggal 19 Desember 1984
di Bogor
Tanggal lulus : Januari 2007
Menyetujui
Bogor, 26 Januari 2007
Dr.Ir. Sapta Raharja, DEA Prayoga Suryadarma, S.TP, MT
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul
“Kinetika Adsorpsi Isotermal β-Karoten Olein Sawit Kasar Dengan Menggunakan Atapulgit” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen Pembimbing Akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, Januari 2007
Yang membuat pertanyaan
Kristin Eva E. Sirait
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 19 Desember 1984. Penulis adalah anak kedua dari empat
bersaudara, putri dari pasangan Bachtiar Sirait dan
Rosdiana Manurung. Pada tahun 1996, penulis
menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SDN
Singajaya I. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah
menengah di SLTPN 1 Jonggol pada tahun 1999. Kemudian penulis melanjutkan
pendidikan di SMUN I Jonggol dan lulus pada tahun 2002.
Pada tahun 2002 penulis melanjutkan pendidikan tinggi di Departemen
Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor melalui jalur SPMB. Pada saat menjalani kegiatan akademis, penulis
pernah menjadi asisten praktikum untuk mata kuliah Teknologi Emulsi (2005) dan
mata kuliah Analisis Bahan dan Produk Agroindustri (2006).
Semasa kuliah penulis pernah aktif dalam beberapa organisasi
kemahasiswaan yaitu Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (Himalogin) dan
Komisi Pelayanan Siswa UKM PMK IPB (KPS). Penulis juga aktif dalam
beberapa kepanitiaan seperti Lepas Landas Sarjana Fateta (2004), Pelatihan
Pembuatan Sabun Transparan (2004), Pelatihan PKM (2004), Sportin (2004),
Seminar ISO 14001 (2004), Up Grading HIMALOGIN (2005), Hari Warga
Industri (HAGATRI) (2004) dan Pengajar Agama Kristen SMU KORNITA
Yayasan Dharma Wanita IPB (2004-2006).
Penulis melaksanakan praktek lapang pada tahun 2005 dengan topik
“Mempelajari Aspek Teknologi Proses Produksi dan Pengawasan Mutu Susu
Kental Manis di PT. Australian Indonesian Milk Industries (INDOMILK),
Jakarta”. Untuk menyelesaikan tugas akhir ini, penulis melakukan penelitian yang
dituangkan dalam skripsi berjudul ”Kinetika Adsorpsi Isotermal -Karoten Olein
KATA PENGANTAR
Syalom..
Puji Syukur ke hadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat, hikmat dan
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Kinetika Adsorpsi Isotermal β-karoten dari Olein Sawit Kasar dengan Menggunakan Atapulgit”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi
Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Suatu kehormatan tersendiri bagi penulis, selama penelitian dan
penyusunan skripsi ini banyak mendapat arahan dan bantuan dari berbagai pihak.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Dr. Ir. Sapta Raharja, DEA dan Prayoga Suryadarma, S.TP, MT selaku
Dosen Pembimbing Akademik.
2. Drs. Purwoko, MSi selaku dosen penguji yang telah memberikan saran
untuk penyempurnaan skripsi ini.
3. Bapak Edi Lukas, PhD selaku pimpinan dari PT. Asian Agro Agung Jaya.
4. Direktorat Jenderal Pendidikan, Departemen Pendidikan Nasional melalui
Riset Andalan Perguruan Tinggi dan Industri (RAPID).
Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang
memerlukannya. Saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan demi
perbaikan selanjutnya.
Alaihim Syalom
Bogor, Januari 2007
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI... iv
DAFTAR TABEL... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN... viii
I. PENDAHULUAN ... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN PENELITIAN... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA... 5
A. MINYAK SAWIT KASAR ... 3
B. KAROTENOID... 5
C. ADSORPSI... 7
D. ATAPULGIT ... 8
E. KINETIKA ADSORPSI... 9
III. METODOLOGI ... 11
A. BAHAN DAN ALAT ... 11
B. METODOLOGI PENELITIAN ... 11
1. Tahapan Penelitian ... 12
2. Rancangan Percobaan ... 12
(a) Karakterisasi Olein Sawit Kasar... 12
(b) Penentuan Kondisi Kesetimbangan Adsorpsi ... 13
(d) Penentuan Energi Aktivasi ... 14
(e) Penentuan Kualitas Adsorpsi... 15
3. Prosedur Pengujian ... 16
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 18
A. KARAKTERISTIK OLEIN SAWIT KASAR... 18
B. KARAKTERISTIK ATAPULGIT... 19
C. KONDISI KESETIMBANGAN ADSORPSI... 19
D. KINETIKA ADSORPSI Β-KAROTEN ... 26
1. Konstanta Laju Adsorpsi (k) ... 26
2. Energi Aktivasi (Ea)... 30
E. SELEKTIVITAS ADSORPSI ... 32
F. KEMAMPUAN DESORPSI Β-KAROTEN DARI ADSORBEN ... 33
V. KESIMPULAN DAN SARAN... 35
A. KESIMPULAN ... 35
B. SARAN ... 35
DAFTAR PUSTAKA ... 36
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Nilai sifat fisiko-kimia Minyak sawit Kasar (CPO)... 3
Tabel 2. Komponen minor yang merupakan fraksi tidak tersabunkan pada minyak sawit ... 4
Tabel 3. Nilai sifat fisikokimia olein sawit kasar... 5
Tabel 4. Komposisi komponen penyusun atapulgit ... 10
Tabel 5. Penentuan parameter kinetika adsorpsi dari regresi linear hubungan antara q dan c pada model isoterm adsorpsi
Langmuir dan Freundlich... 14
Tabel 6. Penentuan nilai energi aktivasi pada bentonit dan arang
aktif ... 15
Tabel 7. Hasil karakterisasi sifat fisikokimia olein sawit kasar ... 18
Tabel 8. Karakterisasi atapulgit dan arang aktif... 19
Tabel 9. Nilai konsentrasi -karoten masing-masing suhu pada
kondisi kesetimbangan reaksi adsorpsi minyak sawit... 21
Tabel 10. Parameter adsorpsi isotermal menggunakan model Langmuir dan Freundlich adsorpsi -karoten olein
sawit kasar dengan atapulgit dan arang aktif ... 27
Tabel 11. Nilai konstanta laju adsorpsi -karoten... 29
Tabel 12. Energi aktivasi reaksi adsorpsi -karoten dengan adsorben
atapulgit dan arang aktif... 32
Tabel 13. Nilai parameter kualitas ... 32
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Reaksi pembentukan trigliserida ... 3
Gambar 2. Struktur kimia -karoten ... 6
Gambar 3. Beberapa jenis isoterm adsorpsi... 8
Gambar 4. Struktur atapulgit... 11
Gambar 5. Diagram alir tahapan penelitian ... 12
Gambar 6. Diagram alir proses adsorpsi -karoten olein sawit kasar... 17
Gambar 7. Hubungan antara penurunan nilai konsentrasi -karoten dengan lama adsorpsi... 20
Gambar 8. Ikatan van der walls antara -karoten dan atapulgit... 23
Gambar 9. Hubungan antara nilai konsentrasi -karoten dalam olein dengan konsentrasi -karoten dalam adsorben ... 24
Gambar 10. Permukaan isoterm Freundlich... 28
Gambar 11. Laju reaksi adsorpsi fraksi olein sawit kasar untuk atapulgit.... 28
Gambar 12. Laju reaksi adsorpsi fraksi olein sawit kasar untuk arang aktif 28
Gambar 13. Regresi linier Hubungan antara 1/T dengan ln k pada adsorpsi menggunakan atapulgit ... 31
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Prosedur karakterisasi olein sawit kasar... 40
Lampiran 2. Skema reaktor berpengaduk ... 43
Lampiran 3. Foto Reaktor Adsorpsi -karoten dari Olein Sawit Kasar Tipe Tangki Berpengaduk ... 44
Lampiran 4. Kurva standar ß-karoten ... 45
Lampiran 5. Perubahan warna olein dan adsorben ... 46
Lampiran 6. Perhitungan energi aktivasi (Ea)... 47
Lampiran 7. Data hasil penelitian ... 48
Lampiran 8. Model kinetika adsorpsi -karoten olein sawit kasar ... 50
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Minyak sawit kasar atau CPO (Crude Palm Oil) merupakan salah satu komoditas andalan penyumbang devisa negara. Saat ini luas areal perkebunan
kelapa sawit di Indonesia lebih dari tiga juta hektar dengan jumlah produksi
minyak sawit Indonesia tahun 2006 diperkirakan mencapai lebih dari 14,2 juta
ton per tahun (www.kompas.co.id.2006). Selain itu, konsumsi CPO untuk
industri turunan 500.000-600.000 ton. Berubahnya pola konsumsi masyarakat
dari minyak goreng kelapa ke minyak goreng sawit memberikan
perkembangan yang baik bagi industri minyak goreng sawit. Jurnal minyak
nabati dunia (Oil World) meramalkan pada tahun 2015 konsumsi minyak kelapa sawit dunia akan mencapai 23 persen. Harga CPO di pasar
internasional (Rotterdam) akhir Mei 2004 mencapai US$ 460 per ton.
Industri pengolahan minyak sawit menggunakan teknologi proses kimia
dan fisika untuk mendapatkan produk-produk akhir minyak, antara lain
proses-proses fraksinasi, rafinasi, hidrogenasi, interesterifikasi, dan
sebagainya, yang secara tidak langsung dapat mengakibatkan kerusakan
terhadap komponen-komponen aktif yang terkandung di dalam minyak, atau
bahkan hilang sama sekali. Selain itu, proses pengolahan CPO di industri
pemurnian minyak goreng sawit memerlukan proses bleaching untuk menghilangkan warna merah yang merupakan pigmen karotenoid dalam olein
sawit kasar untuk memperoleh minyak goreng sawit yang jernih sesuai
keinginan konsumen. Kandungan karoten dalam olein berkisar 680-760 ppm.
Adanya pertimbangan nilai nutrisi komponen-komponen aktif yang potensial
di dalam olein sawit kasar serta sensitifitas komponen-komponen tersebut
terhadap suhu tinggi atau terjadinya oksidasi, maka diperlukan adanya proses
pemisahan dan pemurnian -karoten di industri pemurnian minyak goreng
sawit dari CPO.
Penggunaan adsorben secara umum bertujuan untuk penjerapan
komponen-komponen yang terdapat di dalam olein. Atapulgit (aluminium
digunakan sebagai adsorben -karoten olein sawit kasar dan baik untuk
didesorpsi kembali. Selama ini, atapulgit hanya digunakan sebagai bahan aktif
dalam industri farmasi atau obat-obatan. Adsorben non polar baik digunakan
untuk proses pemisahan karoten (Baharin et al. 1998). Atapulgit merupakan adsorben yang tidak mudah jenuh, tahan sampai suhu 500ºC, memiliki
kemampuan memilih komponen yang diinginkan dalam proses adsorpsi dan
mudah didesorpsi (Lansbarkis, 2000). Jenis adsorben, kombinasi adsorben dan
perbandingan adsorben dengan minyak sawit kasar mempengaruhi hasil
adsorpsi. Proses adsorpsi -karoten dapat dilakukan pada suhu 50-55ºC (Latip
et al. 2001). Proses adsorpsi tokoferol dapat dilakukan sampai suhu 80ºC (Sanagi et al, 2005). Kinetika diperlukan dalam suatu proses adsorpsi untuk menunjukkan parameter hubungan antara kecepatan adsorpsi dengan diameter
pori adsorben (Kadirvelu et al. 2000). Isoterm Langmuir dan Freundlich digunakan untuk menunjukkan model kinetika yang cocok untuk suatu proses
adsorpsi (Ribeiro et al. 2001).
Penelitian ini diharapkan dapat memperoleh -karoten yang terdapat
dalam olein sawit kasar dengan menggunakan atapulgit. Selain itu,
menghasilkan profil aktivitas adsorpsi atapulgit dalam mengadsorpsi
-karoten serta diperoleh model kinetika adsorpsi yang penting untuk keperluan
rekayasa proses.
B. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini antara lain memperoleh kondisi
kesetimbangan proses adsorpsi -karoten dari olein sawit kasar menggunakan
atapulgit dan memperoleh nilai parameter kinetika adsorpsi -karoten, yaitu
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. MINYAK SAWIT KASAR
Minyak sawit kasar atau CPO (Crude Palm Oil) dihasilkan dari kulit buah (mesocarp) tanaman kelapa sawit (Elaeis guanensis JACQ) yang termasuk dalam famili Palmae. Minyak sawit mengandung komponen
monodigliserida, digliserida dan trigliserida.
CH2
Gliserol Asam Lemak Trigliserida Air
Gambar 1. Reaksi pembentukan trigliserida (Ketaren, 1986)
Minyak sawit diperoleh dengan cara melakukan ekstraksi buah kelapa
sawit. Setelah diekstraksi CPO biasanya mengalami proses lanjutan menjadi
RBD (Refined, Bleached, and Deodorized) stearin dan RBD olein. CPO mempunyai ciri berwarna kuning kemerahan, mengandung asam lemak bebas
± 5%, mengandung provitamin A dan vitamin E ± 800-900 ppm dan titik
leburnya sekitar 33-40ºC. Beberapa sifat fisiko-kimia dapat dilihat pada Tabel
1.
Tabel 1. Nilai sifat fisiko-kimia minyak sawit kasar (CPO)
Sifat Nilai
Titik cair : awal
akhir
21-24ºC
26-39ºC
Bobot Jenis 15ºC 0.859-0.870 g ml-1
Indeks Bias D 40ºC 1.4565 – 1.4585
Bilangan Penyabunan 196 – 205
Bilangan Iod 48 – 56
Minyak sawit, selain mengandung komponen utama trigliserida (94%),
juga terdapat pula komponen asam lemak bebas dan komponen minor bukan
minyak yang merupakan bahan tidak tersabunkan. Kandungan bahan tidak
tersabunkan pada minyak sawit kasar sebesar 0.5 persen.
Komponen minor dapat dibagi menjadi dua golongan. Golongan
pertama terdiri dari turunan asam lemak, seperti mono dan digliserida,
pospatida, ester dan sterol. Golongan kedua terdiri dari hidrokarbon, alkohol
alifatik, sterol bebas, tokoferol, pigmen dan trace metals.
Tabel 2. Komponen minor yang merupakan fraksi tidak tersabunkan pada minyak sawit
Komponen % mg/kg
(dalam minyak sawit) Karotenoida
Pospatida 500-1000
Total alkohol
Sumber : Loncin, Jacobsberg dan Evrard (1970) dalam Naibaho (1983)
Minyak sawit berwujud setengah padat pada suhu kamar. Sebaliknya,
minyak inti sawit bersifat cair pada suhu kamar. Perbedaan sifat ini
disebabkan oleh perbedaan jenis dan jumlah rantai asam lemak yang
membentuk trigliserida dalam kedua minyak tersebut (Muchtadi 1992).
kegunaannya sebagai bahan pangan, minyak sawit beperan dalam berbagai
aplikasi industri oleokimia seperti tekstil, plastik, kosmetik, farmasi, cat dan
deterjen.
Proses fraksinasi pada minyak sawit kasar biasanya bertujuan untuk
memisahkan fraksi stearin dan fraksi olein berdasarkan perbedaan titik beku
kedua fraksi tersebut. Menurut SNI (1998), definisi crude palm olein adalah minyak fraksi cair berwarna kuning kemerahan yang diperoleh dengan cara
fraksinasi minyak kelapa sawit (crude palm oil) dan belum mengalami proses pemurnian. Beberapa sifat fisiko-kimia olein sawit kasar dapat dilihat pada
Tabel 3.
Tabel 3. Nilai sifat fisiko-kimia olein sawit kasar
Sifat Nilai
Asam lemak bebas (%) Maks 5a
Bilangan Iod Min 56 a
Titik leleh (ºC) Maks 24 a
Bilangan Penyabunan (mgKOH/gminyak) 198b
Indeks Bias D 50ºC 1.459 b
Sumber : a SNI (1998), b PORIM (1989)
B. KAROTENOID
Karotenoid adalah suatu pigmen alami yang dapat ditemui pada
tanaman, ganggang, hewan vertebrata dan mikroorganisme. Karotenoid
merupakan suatu zat warna kuning sampai merah yang mempunyai struktur
alifatik atau alisiklik yang pada umumnya disusun oleh delapan unit isoprena
dan kedua gugus metil yang dekat pada molekul pusat terletak pada posisi C-1
dan C-5, serta diantaranya terdapat ikatan ganda terkonjugasi (Muchtadi et al., 1995).
Ikatan ganda pada strukturnya menyebabkan mudah terjadi oksidasi
pada karotenoid. Oksidasi karotenoid akan lebih cepat dengan adanya sinar
dan katalis logam, khususnya tembaga, besi dan mangan. Oksidasi terjadi
secara acak pada rantai karbon yang mengandung ikatan ganda (Raw 1980).
Kepekaannya terhadap oksidasi membuat karotenoid digunakan sebagai
ikatan ganda yang terkonjugasi di dalam molekul karotenoid menandakan
adanya gugus kromofor, yaitu lokasi di dalam sel tempat terdapatnya
karotenoid. Makin banyak ikatan ganda terkonjugasi akan makin pekat warna
karotenoid tersebut, artinya semakin mengarah ke warna merah
(Wirahadikusumah, 1985). Karotenoid lebih tahan tersimpan dalam
lingkungan asam lemak tidak jenuh dibandingkan penyimpanan dalam asam
lemak jenuh. Hal ini disebabkan asam lemak tidak jenuh lebih mudah
menerima radikal bebas apabila dibandingkan dengan karotenoid, sehingga
oksidasi yang pertama kali akan terjadi pada asam lemak tidak jenuh dan
akibatnya karotenoid terlindung dari oksidasi (Choo et al., 1992).
Kandungan karoten minyak sawit dapat mencapai 1000 ppm atau lebih,
tetapi dari minyak jenis tenera sekitar 500-700 ppm. Crude palm olein
mempunyai jumlah karotenoid yang lebih banyak, yaitu berkisar 680-760
ppm; dibandingkan dengan crude palm oil (630-700 ppm)maupun crude palm stearin (380-540 ppm) (Ong dan Tee, 1992 dalam Zeb dan Mehmood, 2004). Karotenoid dibagi menjadi 4 golongan, yaitu karoten dan xantofil, yang
merupakan golongan hidroksi derivatif, ester xantofil dengan asam lemak dan
asam-asam karotenoid.
Karotenoid umum yang dikenal sebagai sumber vitamin A adalah
-karoten (100%), α-karoten (53%) dan -karoten (3,3%). -karoten adalah bentuk provitamin A paling aktif, yang terdiri atas dua molekul retinol yang
saling berkaitan (Almatsier, 2002). -karoten yang merupakan sumber utama
vitamin A mempunyai struktur kimia seperti Gambar 2.
-karoten merupakan senyawa non polar, pada bagian tengah struktur
kimianya berupa rantai alifatik simetris yang terdiri dari 18 atom karbon dan
memiliki ikatan rangkap secara kontinu. -karoten mempunyai dua struktur
cincin yang sama pada kedua sisi rantai karbon alifatik, yaitu berupa cincin
-ionon (Andarwulan, 1992).
C. ADSORPSI
Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas atau
cair, yaitu bahan yang dipisahkan ditarik oleh permukaan sorben padat dan
diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada permukaan tersebut. Kecepatan
adsorpsi tidak hanya tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas
permukaaan adsorben, melainkan tergantung juga pada suhu, tekanan (untuk
gas), ukuran partikel, porositas adsorben, ukuran molekul bahan yang akan
disorpsi dan viskositas campuran yang akan dipisahkan (cairan/gas)
(Bernasconi et al. 1995).
Proses adsorpsi terdiri dari dua tipe adsorpsi, yaitu dapat terjadi secara
kimia dan dapat juga terjadi secara fisika. Adsorpsi kimia adalah tipe adsorpsi
dengan cara suatu molekul menempel ke permukaan melalui pembentukkan
ikatan kimia. Ciri-ciri dari adsorpsi kimia adalah terjadi pada temperatur yang
tinggi, jenis interaksinya kuat, berikatan kovalen antara permukaan adsorben
dengan adsorbet, entalpinya tinggi (∆H 400 KJ/mol). Adsorpsi terjadi hanya pada suatu lapisan atas (monolayer) dan energi aktivasinya tinggi (www.wikipedia.org/wiki/adsorption).
Adsorpsi fisika adalah tipe adsorpsi dengan cara adsorbat menempel
pada permukaan melalui interaksi intermolekuler yang lemah. Ciri-ciri dari
adsorpsi fisika adalah terjadi pada temperatur yang rendah, selalu di bawah
temperatur kritis dari adsorbat, jenis interaksi adalah interaksi molekuler (gaya
van der Waals), entalpinya rendah (∆H < 20 KJ/mol), adsorpsi dapat terjadi dalam banyak lapisan (multilayers) dan energi aktivasinya rendah (www.wikipedia.org/wiki/adsorption).
Isoterm adsorpsi ialah hubungan kesetimbangan antara konsentrasi
tertentu (McCabe et al., 1999). Isoterm adsorpsi sendiri mempunyai beberapa bentuk antara lain: Isoterm linear mengikuti garis lurus melalui sumbu
koordinat dan kuantitas yang diadsorpsi dalam hal ini sebanding dengan
konsentrasi di dalam fluida. Isoterm yang cembung ke atas dikatakan
cenderung (favorable) karena pemuatan zat padat yang relatif tinggi dengan konsentrasi fluida yang rendah. Isoterm tak mampu balik (irreversible) mempunyai koefisien perpindahan massa yang konstan karena laju
perpindahan massa dalam hal ini sebanding dengan konsentrasi fluida.
Adsorpsi yang sangat-cenderung memberikan hasil yang hampir sama dengan
adsorpsi tak mampu balik, karena konsentrasi keseimbangan di dalam fluida
praktis bernilai nol, sampai konsentrasi zat padat sudah melewati separuh nilai
jenuhnya. Isoterm yang cekung ke atas dikatakan tak-cenderung karena
pemuatan zat padatnya relatif rendah dan karena hal itu mengakibatkan zona
perpindahan massa di dalam hamparan itu menjadi cukup panjang (McCabe et al., 1999). Beberapa contoh bentuk isoterm ditampilkan dalam Gambar 3.
c, ppm
Tak mampu balik
W
Gambar 3. Beberapa jenis isoterm adsorpsi
D. ATAPULGIT
Atapulgit mempunyai rumus molekul Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4.4H2O
melepas gugus hidroksil dan atom hidrogen yang menyebabkan terjadi ikatan
rangkap baru. Silika yang mengandung gugus air dalam strukturnya berfungsi
sebagai adsorben dan agen peningkat viskositas. Aluminium pada atapulgit
berfungsi untuk mencegah polimerisasi, sedangkan komponen magnesium
berfungsi menjaga kestabilan warna minyak (Kirk dan Othmer, 1964).
Atapulgit terlihat seperti tanah dan berwarna putih. Pemanasan atapulgit
sebelum digunakan merupakan reaktifasi yang diperlukan untuk
mengembangkan struktur pori (Roy, 1995). Struktur atapulgit dapat dilihat
pada Gambar 4.
Gambar 4. Struktur atapulgit (Grim, 1989)
Atapulgit memiliki beberapa kelebihan, yaitu kekhasan pada saat
terdispersi, tahan terhadap suhu tinggi, memiliki ketahanan terhadap garam
dan alkali, memiliki kemampuan adsorpsi yang tinggi, baik untuk proses
desorpsi dan memiliki kemampuan mempertahankan warna juga kemampuan
Tabel 4. Komposisi komponen penyusun atapulgit
Oksida Persentase (%)
SiO2 55.6-60.5
Bahan lain 10.53-11.8
Sumber: www. Chymc.com (2003)
E. KINETIKA ADSORPSI
Gejala adsorpsi seringkali dicapai dengan cara kinetik, tergantung pada
penyamaan laju kondensasi dan penguapan bagi molekul teradsorpsi pada
permukaan.
Isoterm langmuir didasarkan pada asumsi bahwa setiap tempat adsorpsi
adalah ekuivalen dan kemampuan partikel untuk terikat di tempat itu tidak
bergantung pada ditempati atau tidak ditempatinya tempat yang berdekatan
dan menggambarkan permukaan adsorpsi yang homogen. Koefisien kinetik
adsorpsi diberikan pada persamaan 1 (Ribeiro et al. 2001).
q = ⎟
dimana: qmaks merupakan kapasitas maksimum adsorben, C merupakan
konsentrasi setimbang, k merupakan faktor yang berpengaruh pada proses
adsorpsi.
Isoterm Freundlich digunakan bersamaan dengan penggunaan isoterm
Langmuir untuk mengetahui sistem adsorpsi yang tepat. Isoterm Freundlich
dapat menggambarkan permukaan adsorpsi yang heterogen.
q = kfC^n
dimana: qmaks merupakan kapasitas maksimum adsorben, C merupakan
konsentrasi setimbang, k dan n merupakan faktor yang berpengaruh pada
III. METODOLOGI
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai bahan dan alat yang digunakan dan
metode penelitian. Metode penelitian terdiri dari tiga tahap yang meliputi tahapan
penelitian, rancangan percobaan dan prosedur percobaan.
A. BAHAN DAN ALAT 1. Bahan
Bahan baku yang digunakan adalah olein sawit kasar hasil fraksinasi
minyak sawit kasar (CPO). Minyak sawit kasar tersebut diperoleh dari PT
AsianAgro AgungJaya, Jakarta Utara. Atapulgit (150 mesh) yang
diperoleh dari Engelhard Corporation USA, arang aktif (150 mesh),
standar -karoten (Sigma-Aldrich), standar α-tokoferol (Sigma-Aldrich), heksana, fenolftalein, kalium hidroksida beralkohol (KOH), aquades,
alkohol 95%, KOH 0.1 N dan phenolpthalein.
2.Alat
Reaktor tangki berpengaduk untuk adsorpsi dan desorpsi yang
dilengkapi dengan pemanas, sistem pengadukan, thermometer, sistem
pengendalian suhu dan saluran pengambilan contoh (sampling). Skema
dan foto reaktor tangki berpengaduk dapat dilihat Lampiran 2 dan 3.
Spektrofotometer, refraktometer, High Performance Liquid Chromatrography (HPLC), erlenmeyer, gelas piala, pengaduk kaca, sudip, timbangan kasar, timbangan analitik, pipet volumetrik, pipet mohr, buret,
labu takar, tabung ulir, wadah, penangas air dan pompa vakum
B. METODE PENELITIAN
Metode penelitian ini dibagi menjadi tahapan penelitian, rancangan
percobaan dan prosedur percobaan. Tahapan penelitian menjelaskan tentang
langkah-langkah yang harus dilalui untuk mencapai tujuan penelitian.
Rancangan percobaan menggambarkan percobaan yang akan dikerjakan
dalam setiap tahapan penelitian, sedangkan prosedur percobaan merupakan
1. Tahapan Penelitian
Penelitian ini terdiri dari 5 tahapan, yaitu karakterisasi olein sawit
kasar dan adsorben, penentuan kondisi kesetimbangan proses adsorpsi,
penentuan laju adsorpsi (k), penentuan energi aktivasi (Ea), dan penentuan
kualitas adsorpsi.
Selesai
Penentuan konstanta laju adsorpsi (k) Karakterisasi
Penentuan kondisi kesetimbangan adsorpsi
Penentuan energi aktivasi (Ea) Mulai
Penentuan kualitas adsorpsi
Gambar 5. Diagram alir tahapan penelitian
2. Rancangan Percobaan
a. Karakterisasi Olein Sawit Kasar
Karakterisasi olein sawit kasar terdiri dari penentuan kadar asam
lemak bebas (%) dan bilangan asam (AOAC, 1999) serta indeks bias
(Apriyantono, et al. 1989). Prosedur karakterisasi olein sawit kasar dapat dilihat pada Lampiran 1. Selain itu, dilakukan karakteriksasi
terhadap adsorben yang digunakan meliputi warna visual adsorben,
b. Penentuan Kondisi Kesetimbangan Adsorpsi
Kondisi kesetimbangan diperoleh dari hubungan antara lamanya
adsorpsi dengan konsentrasi -karoten dalam olein sawit kasar, yaitu
ketika peningkatan lamanya adsorpsi tidak lagi menyebabkan
penurunan kandungan -karoten dalam olein sawit kasar. Kondisi
kesetimbangan ditentukan untuk masing-masing perlakuan jenis
adsorben yang digunakan (atapulgit dan arang aktif) dan suhu (40, 50,
dan 60ºC). Parameter kondisi kesetimbangan yang akan ditentukan
diantaranya adalah lama dan nilai (konsentrasi -karoten dalam olein
sawit kasar) tercapainya kondisi kesetimbangan.
Selanjutnya dapat diketahui hubungan antara konsentrasi
penjerapan dalam adsorben (q) dengan konsentrasi pada larutan (C)
dengan menggunakan model isoterm adsorpsi yang sesuai pada data
percobaan. Perhitungan nilai q = (C0-Ct)V/m, dimana C0 adalah
konsentrasi olein sawit kasar, Ct adalah konsentrasi olein pada waktu t,
V adalah volume olein sawit kasar yang digunakan (900 ml) dan m
adalah massa adsorben yang digunakan (300 gram). Nilai C
merupakan konsentrasi pada saat t tertentu. Kurva hubungan antara q
dan C tersebut dapat menunjukkan jenis dari isoterm yang terbentuk
pada atapulgit dan arang aktif. Diagram alir adsorpsi -karoten olein
sawit kasar dapat dilihat pada Gambar 5.
c. Penentuan Konstanta Laju Adsorpsi (k)
Nilai konstanta laju adsorpsi (k) dapat ditentukan dengan cara
memplotkan nilai konsentrasi -karoten dalam adsorben (q) dengan
nilai konsentrasi -karoten dalam olein (c) pada persamaan Langmuir
dan Freundlich.
Plot dari 1/q dan 1/C menghasilkan bentuk linear dari model
Langmuir. Persamaan linear tersebut dapat dilihat pada persamaan 1 :
Kemiringan atau slope dari hasil regresi linear persamaan 1 menghasilkan nilai k/qmaks dimana k merupakan konstanta laju adsorpsi
dan intersepnya menunjukkan nilai 1/qmaks. Sedangkan plot dari log q
dan log C menghasilkan bentuk linear dari model Freundlich dapat
dilihat pada persamaan 2 :
C n Kf
q log log
log = + ...(2)
Kemiringan atau slope dari hasil regresi linear persamaan 2
merupakan nilai n dan intersepnya menunjukkan nilai konstanta laju
adsorpsi (kf). Parameter kinetika adsorpsi yang dihasilkan dari
persamaan Langmuir dan Freundlich dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Penentuan parameter kinetika adsorpsi dari regresi linear hubungan antara q dan c pada model isoterm adsorpsi Langmuir dan Freundlich
Model Isoterm Adsorpsi Perlakuan
d. Penentuan Energi Aktivasi (Ea)
Nilai energi aktivasi (Ea) ditentukan berdasarkan hasil regresi
linear dari konstanta laju adsorpsi (k) dan suhu (T). Penentuan energi
aktivasi dengan menggunakan persamaan Arrhenius dapat dilihat pada
Kondisi percobaan untuk kinetika reaksi adsorpsi -karoten olein sawit
kasar dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Penentuan nilai energi aktivasi pada atapulgit dan arang aktif
Jenis Adsorben
Suhu Adsorpsi [ºC]
Konstanta Laju Adsorpsi [(b%)-1(menit)-1]
e. Penentuan Kualitas Adsorpsi
Kualitas adsorpsi dapat diketahui berdasarkan selektivitas
adsorben di dalam menyerap komponen -karoten, α-tokoferol dibandingkan dengan komponen pengotor lain yang terdapat dalam
olein selama proses adsorpsi berlangsung. Parameter kualitas adsorpsi
lain yang digunakan adalah kadar asam lemak bebas dan indeks bias.
Selain itu, dilakukan analisis terhadap kualitas desorpsi dari
masing-masing adsorben untuk mengetahui kemampuan adsorben untuk
melepaskan -karoten. Penentuan nilai absorbansi -karoten
dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer dan penentuan
3. Prosedur Pengujian
Diagram alir adsorpsi -karoten olein sawit kasar ditampilkan pada
Gambar 6. Perbandingan antara adsorben dengan olein sawit kasar yang
digunakan adalah 1:3. Campuran adsorben dengan olein tersebut disiapkan
di dalam reaktor berpengaduk berkapasitas 2 liter. Proses adsorpsi
dilakukan pada tiga kondisi suhu, yaitu 40°C, 50°C dan 60°C. Kecepatan
pengadukan yang digunakan adalah 120 rpm. Contoh diambil melalui
saluran pengambilan contoh pada lama adsorpsi tertentu secara kontinyu
selama 171 menit. Selanjutnya contoh disaring dengan kertas saring dan
menggunakan pompa vakum. Penyaringan dilakukan untuk memisahkan
adsorben yang telah mengandung -karoten dengan olein. Pengukuran
aktivitas ß-karoten dalam olein menggunakan spektrofotometer pada
panjang gelombang 446 nm untuk menentukan nilai absorbansi. Nilai
absorbansi kemudian dikonversi menjadi konsentrasi dengan
menggunakan kurva standard -karoten. Kurva standar ß-karoten dapat
dilihat pada Lampiran 4. Konsentrasi -karoten dinyatakan dalam ppm (μg -karoten/ml olein sawit kasar) atau dalam International Unit (IU) sebagai suatu takaran vitamin A adalah 1 IU = 0,6 µg -karoten.
Analisis selektivitas adsorben dilakukan dengan pengukuran α -tokoferol pada olein sawit kasar sesudah proses adsorpsi dengan High Performance Liquid Chromatrography (HPLC) kolom Zorbax Sil (0,46 x 25 cm) dengan fase bergerak hexane:isopropanol (99.5:0.5 v/v); laju alir 1 ml/menit dan nilai absorbansi tokoferol adalah 292 nm (AOCS, 1997),
Pemisahan adsorben dengan olein sawit kasar Pencampuran adsorben (300 gram) dengan olein (900 ml) dalam reaktor berpengaduk
(kecepatan pengadukan =120 rpm; suhu = 40, 50, 60°C; lama adsorpsi = 171 menit)
Mulai
Pengambilan contoh campuran adsorben dan olein pada lama adsorpsi tertentu
Selesai Analisis olein
(konsentrasi -karoten, konsentrasi α-tokoferol, kadar asam lemak bebas, indeks bias
dan kemampuan desorpsi)
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. KARAKTERISTIK OLEIN SAWIT KASAR
Karakterisasi terhadap fraksi olein dari minyak sawit kasar ini dilakukan
untuk mengetahui sifat fisikokimianya.
Tabel 7. Hasil karakterisasi sifat fisikokimia olein sawit kasar
Karakteristik Nilai SNI Olein
Tahun 1998
Kadar Asam Lemak Bebas (%) 5.06 Maks 5
Bilangan Asam, mg KOH/gr 11.09 -
Indeks Bias 26.9ºC 1.46 -
Kadar asam lemak bebas atau % FFA menunjukkan banyaknya asam
lemak bebas yang terkandung di dalam 1 mg olein. Tinggi rendahnya
kandungan asam lemak bebas dalam suatu minyak atau lemak dapat
dipengaruhi oleh adanya reaksi hidrolisis yang dapat menyebabkan
terbentuknya asam lemak bebas. Berdasarkan Tabel 7 diketahui bahwa olein
yang digunakan memiliki nilai kadar asam lemak bebas sebesar 5.06%. Nilai
ini lebih besar dibandingkan standar, yaitu sebesar 5%. Hal ini disebabkan
reaksi hidrolisis yang mungkin terjadi di dalam olein. Bilangan asam
menunjukkan jumlah asam lemak bebas yang terdapat dalam olein. Hasil
karakterisasi menunjukkan nilai bilangan asam olein yang digunakan dalam
penelitian ini sebesar 11.09. Indeks bias digunakan untuk mengetahui
kemurnian dari minyak dan derajat ketidakjenuhan dari minyak tersebut.
Indeks bias dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kadar asam lemak bebas,
proses oksidasi dan suhu. Semakin besar nilai indeks bias menunjukkan
semakin panjang rantai karbon dan semakin banyak ikatan rangkap di dalam
minyak. Dari hasil karakterisasi juga diketahui bahwa nilai indeks bias dari
B. KARAKTERISTIK ATAPULGIT
Karakteristik atapulgit dan arang aktif dilakukan untuk mengetahui
kemampuan penjerapannya. Untuk melihat sifat-sifat adsorben maka
dilakukan karakterisasi terhadap adsorben yang meliputi warna visual, bentuk
visual bahan dan ukuran partikel. Hasil karakterisasi ini disajikan pada Tabel
8.
Tabel 8. Karakterisasi atapulgit dan arang aktif
Karakteristik Jenis Adsorben
Warna Bentuk Ukuran
Partikel
Atapulgit Putih keabu-abuan Serbuk 150 mesh
Arang aktif Hitam Serbuk 150 mesh
Berdasarkan Tabel 8, dapat diketahui bahwa atapulgit dan arang aktif
yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran partikel 150 mesh
dan berbentuk butiran serbuk. Karakteristik ini memudahkan proses adsorpsi
untuk pemisahan bahan dengan konsentrasi yang kecil dari campuran yang
mengandung bahan lain yang berkonsentrasi tinggi (Bernasconi et al, 1995). Bentuk adsorben yang berupa butiran serbuk sangat baik digunakan untuk
proses adsorpsi campuran cair, selain itu adanya pori dan luas permukaan
yang besar pada atapulgit membuat proses penjerapan menjadi lebih cepat.
Menurut Ketaren (1986), daya penjerapan terhadap warna akan lebih efektif
jika adsorben tersebut mempunyai bobot jenis yang rendah, kadar air tinggi,
ukuran partikel halus dan pH adsorben mendekati netral.
C. KONDISI KESETIMBANGAN ADSORPSI
Kondisi keseimbangan merupakan kondisi saat proses pemisahan
komponen tertentu dari suatu fase fluida berpindah ke permukaan adsorben
yang mendekati jenuh dan pemisahan yang dikehendaki tidak dapat lagi
berlangsung. Sesuai dengan hukum laju reaksi yang menyatakan bahwa laju
adsorpsi minyak sawit kasar ditentukan berdasarkan penurunan nilai
konsentrasi -karoten selama berlangsungnya reaksi adsorpsi. Penurunan nilai
-karoten dalam olein menyatakan peningkatan konsentrasi -karoten dalam
adsorben. Pada penelitian ini digunakan arang aktif sebagai adsorben
pembanding. Kondisi kesetimbangan didapat dari hubungan antara konsentrasi
-karoten dalam olein dengan lama adsorpsi berlangsung. Hubungan antara
penurunan nilai konsentrasi -karoten dengan waktu adsorpsi dapat dilihat
pada Gambar 7.
Lama Adsorpsi (me nit)
Ko
Gambar 7. Hubungan antara penurunan nilai konsentrasi -karoten dalam olein dengan lama adsorpsi (○, atapulgit 40 ºC; □, atapulgit 50 ºC;
∆, atapulgit 60 ºC; ●, arang aktif 40 ºC; ■, arang aktif 50 ºC; ▲, arang aktif 60 ºC)
Berdasarkan Gambar 7 dapat diketahui bahwa semakin lama waktu
reaksi maka terjadi penurunan nilai konsentrasi -karoten dalam olein sampai
kondisi setimbang terpenuhi dan tidak terjadi penurunan nilai konsentrasi
-karoten. Penurunan nilai konsentrasi -karoten ini disebabkan adanya
penjerapan -karoten oleh adsorben. Konsentrasi -karoten dalam olein yang
menurun seiring dengan lamanya waktu menyebabkan konsentrasi -karoten
yang dijerap dalam adsorben meningkat sehingga adsorben mengalami kondisi
yang tidak mampu menjerap lagi. Kondisi tersebut merupakan kondisi
proses ini semakin tinggi suhu, maka warna olein akan semakin pucat dan
warna pada adsorben akan semakin pekat akibat ion Al3+ pada permukaan
partikel adsorben yang dapat mengadsorpsi partikel zat warna. Perubahan
warna olein dan adsorben dapat dilihat pada Lampiran 4.
Kondisi kesetimbangan yang diperoleh berbeda pada masing-masing
suhu reaksi. Pada adsorpsi -karoten menggunakan atapulgit semakin tinggi
suhu reaksi, maka konsentrasi -karoten dalam olein semakin menurun dan
waktu yang dicapai untuk memberikan pengaruh yang sama terhadap
penurunan konsentrasi -karoten pada suhu reaksi yang tinggi lebih cepat
dibandingkan pada suhu reaksi yang rendah. Kondisi kesetimbangan pada
arang aktif lebih baik dibandingkan atapulgit. Hal ini dapat dilihat dari nilai
konsentrasi -karoten dalam olein yang lebih rendah dibandingkan konsentrasi
-karoten dalam olein dengan menggunakan atapulgit dan waktu yang dicapai
semakin cepat. Nilai konsentrasi -karoten dalam olein pada kondisi
kesetimbangan untuk masing-masing suhu adsorben dan jenis adsorben
ditunjukkan pada Tabel 9.
Tabel 9. Nilai konsentrasi -karoten dalam olein pada kondisi kesetimbangan untuk masing-masing suhu adsorpsi dan jenis adsorben
Jenis Adsorben Suhu Reaksi (0C)
Waktu Reaksi (menit)
Konsentrasi β-karoten dalam olein (μg/ml)
Berdasarkan Tabel 9 dapat diketahui kondisi keseimbangan pada
masing-masing suhu berdasarkan jenis adsorben. Pada adsorpsi -karoten
menggunakan atapulgit, kondisi kesetimbangan semakin meningkat seiring
peningkatan suhu. Hal ini membuktikan bahwa suhu mempengaruhi laju
adsorpsi dan kondisi kesetimbangan proses adsorpsi tersebut.
Peningkatan laju tersebut disebabkan adanya penjerapan -karoten
pemucatan secara adsorpsi bahwa proses adsorpsi pada suhu yang rendah,
seperti pemucatan (bleaching), lebih disebabkan oleh ikatan intermolekular daripada pembentukan dari ikatan kimia baru. Molekul yang terfisisorpsi tetap
mempertahankan identitasnya dan tidak menghasilkan pemutusan ikatan.
Proses adsorpsi paling mudah terjadi apabila energi bebas Gibbs paling
rendah, dimana adsorben dan adsorbat memiliki kepolaran yang sama
sehingga adsorbat cenderung teradsorpsi karena energi bebas Gibbsnya
rendah. Selain itu, -karoten terjerap oleh adsorben akibat interaksi hidrofobik
antara adsorben dan -karoten (Baharin et al., 1998). Keadaan demikian memungkinkan terjadinya ikatan van der walls. Ikatan van der walls
merupakan antaraksi berbagai dipol secara kolektif. Antaraksi
dipol-dipol ini menimbulkan tarik menarik antara muatan yang berlainan tanda dan
tolak menolak antara muatan yang sama. Molekul non polar saling ditarik oleh
antaraksi dipol-dipol yang lemah yang disebut gaya London (Fessenden dan
Fessenden, 1994).
Struktur atapulgit terdiri dari rantai silika ganda yang berikatan dengan
okigen membentuk tetrahedral, yang merupakan gugus non polar, aluminium
dan magnesium berikatan dengan oksigen, gugus hidroksil dan gugus OH
membentuk oktahedral yang merupakan gugus polar (Grim, 1989). Adanya
gugus polar dan non polar pada atapulgit menyebabkan adsorben ini tergolong
ke dalam adsorben semi polar.
Menurut Chu et. al. (2004) ikatan yang kurang polar merupakan ikatan antara silika dengan oksigen (Si-O-Si) yang disebut siloksan. -karoten yang
merupakan molekul non polar akan dijerap oleh gugus siloksan. Gugus
siloksan inilah yang berinteraksi dengan awan elektron yang banyak terdapat
pada ikatan ganda terkonjugasi dari molekul -karoten melalui ikatan
dipol-dipol. Kemungkinan ikatan van der walls antara -karoten dan atapulgit
Si O Si δ+
Gambar 8. Ikatan van der walls antara -karoten dan atapulgit
Pada adsorpsi -karoten menggunakan atapulgit, konsentrasi beta
karoten di dalam olein pada kondisi kesetimbangan mencapai nilai yang
meningkat pada kenaikan suhu adsorpsi dari 40 – 50 °C dan menurun pada
kenaikan suhu adsorpsi dari 50 – 60 °C. Hal ini disebabkan adanya adsorpsi
komponen dalam olein seperti α-tokoferol yang mempunyai berat molekul lebih rendah dibandingkan -karoten, tetapi laju penjerapan pada proses ini
tetap meningkat. Pada suhu 60 ºC terlihat kondisi keseimbangan dan laju yang
semakin meningkat. Hal ini diakibatkan adanya oksidasi pada asam lemak tak
jenuh dari olein dan menghasilkan ikatan rangkap.
Pada arang aktif proses adsorpsi secara fisik terjadi karena daya tarik
atau perbedaan polaritas dari permukaan arang aktif lebih besar dibandingkan
daya tarik yang menahan -karoten dalam olein. Perbedaan polaritas ini
menyebabkan adsorbat melekat sedemikian kuat pada arang aktif. Pori dan
luas permukaan adsorben mempengaruhi kecepatan adsorpsi, semakin besar
pori dan luas permukaan maka reaksi adsorpsi terjadi semakin cepat. Keadaan
inilah yang menyebabkan daya jerap dari arang aktif lebih besar dibandingkan
daya jerap atapulgit.
Konsentrasi -karoten di dalam olein menggunakan arang aktif semakin
menurun seiring peningkatan suhu. Hal ini disebabkan arang aktif cenderung
mengadsorpsi molekul yang berantai lurus, selain itu arang aktif dapat
menyerap zat warna sebanyak 95-97 persen dari total zat warna yang terdapat
dalam minyak dan dapat digunakan dalam jumlah yang sangat kecil (Ketaren,
1986). Adanya perbedaan kondisi kesetimbangan tersebut membuktikan
bahwa suhu dan jenis bahan adsorben mempengaruhi laju adsorpsi dan kondisi
Penggunaan arang aktif pada proses adsorpsi -karoten olein sawit kasar
lebih baik dibandingkan penggunaan atapulgit. Pada atapulgit, semakin tinggi
suhu maka maka konsentrasi -karoten dalam fase padat atau atapulgit
meningkat sedangkan konsentrasi -karoten dalam arang aktif menurun.
Walaupun peningkatan suhu dapat meningkatkan jumlah pori-pori mikro pada
arang aktif, tetapi laju penjerapan -karoten pada arang aktif semakin rendah.
Hal ini diakibatkan aktivitas penjerapan yang terjadi tidak hanya menjerap
-karoten saja, tetapi juga zat-zat warna yang dihasilkan akibat oksidasi yang
terdapat dalam olein sehingga arang aktif cepat jenuh dan kurang menjerap
-karoten, selain itu arang aktif lebih cepat menjerap molekul yang berantai
lebih lurus. Bila struktur molekul dari dua macam zat sama, maka yang berat
molekulnya lebih besar akan lebih banyak diserap oleh arang aktif. Tetapi,
apabila struktur molekulnya tidak sama maka adsorpsinya lebih dipengaruhi
oleh susunan molekul (Djatmiko et al., 1985). Adanya penjerapan zat warna lain oleh arang aktif maka arang aktif tidak tergolong ke dalam adsorben
selektif untuk -karoten. Besarnya kapasitas adsorpsi dari atapulgit dan arang
aktif ini ditampilkan pada Gambar 9.
0
Berdasarkan Gambar 9 terlihat bahwa konsentrasi -karoten dalam olein
yang menurun seiring dengan lamanya waktu menyebabkan konsentrasi
-karoten yang dijerap dalam adsorben meningkat sehingga adsorben
mengalami kondisi yang tidak mampu menjerap lagi. Kondisi tersebut
merupakan kondisi setimbang dimana adsorben mengalami kapasitas jenuh
penjerapan.
Perpindahan adsorbat ke permukaan adsorben dipengaruhi langsung
oleh viskositas dan laju alir, secara tidak langsung oleh ukuran partikel
adsorbat. Mekanisme penyebaran ini terdiri dari tahap difusi ke permukaan
adsorben dan difusi ke dalam pori adsorben.
Pada Gambar 9 menunjukkan gambaran bentuk permukaan molekul
teradsorpsi dan banyaknya kuantitas yang diadsorpsi pada suhu yang lebih
tinggi.. Kurva tersebut mempunyai nilai n ≥ 1, yang menggambarkan proses adsorpsi yang tidak mempunyai kecenderungan atau berbentuk cekung ke
atas, sehingga zona perpindahan massa di dalam proses tersebut lebih panjang
dan desorpsinya akan memerlukan suhu yang lebih rendah. Zona perpindahan
massa dapat diartikan sebagai daerah dimana sebagian besar perubahan
konsentrasi berlangsung. Lebar zona perpindahan massa bergantung pada laju
perpindahan massa, laju aliran dan bentuk kurva kesetimbangan. Jika zona
perpindahan massa pada hamparan cukup panjang dapat mengakibatkan
penggunaan adsorben yang tidak efisien dan dapat menambah biaya energi
untuk melakukan regenerasi adsorben (McCabe et al., 1989). Pada proses industri bentuk kurva yang paling dikehendaki berbentuk tak mampu balik
dibandingkan bentuk kurva sangat cenderung, tak cenderung, dan linear. Hal
ini dikarenakan kuantitas yang diadsorpsi tidak bergantung pada konsentrasi
adsorbat dan mengurangi biaya energi untuk regenerasi (McCabe et al., 1999). Indeks efisiensi adsorpsi (n) mempengaruhi proses adsorpsi yang
terjadi. Bentuk isoterm berhubungan dengan nilai efisiensi dari adsorpsi.
Semakin tinggi nilai n maka proses penjerapan yang terjadi akan semakin
lambat. Pada atapulgit dan arang aktif, peningkatan suhu meningkatkan
efisiensi proses adsorpsi yang terjadi. Nilai n akan dibahas lebih lanjut pada
D. KINETIKA ADSORPSI Β-KAROTEN
Kinetika kimia dapat membantu unuk mengambil kesimpulan mengenai
mekanisme suatu reaksi (Petrucci, 1985). Hasil kinetika adsorpsi selanjutnya
berguna untuk menetapkan kondisi operasi, metoda pengendalian, kebutuhan
peralatan dan teknologi suatu proses sehingga dapat dimanfaatkan untuk
merancang proses yang sesuai. Pada subbab ini akan dibahas mengenai
konstanta laju adsorpsi (k) dan energi aktivasi (Ea). Kedua parameter ini
menunjukkan performa dari kedua jenis adsorben dalam mengadsorpsi
-karoten.
1. Konstanta Laju Adsorpsi (k)
Kurva hubungan nilai konsentrasi -karoten dengan kapasitas
adsorpsi merupakan data percobaan yang digunakan untuk penentuan laju
laju reaksi adsorpsi -karoten olein sawit kasar. Kemungkinan orde reaksi
dari reaksi adsorpsi olein sawit kasar adalah orde reaksi semi pertama,
karena reaksi adsorpsi -karoten olein sawit kasar hanya melibatkan satu
pereaksi tunggal yaitu olein sawit kasar. Bentuk persamaan laju reaksi
dapat ditransformasi menjadi bentuk persamaan garis lurus (linier).
Regresi merupakan persamaan matematik yang menduga hubungan bentuk
persamaan laju reaksi adsorpsi fraksi olein dari data percobaan yang
menunjukkan hubungan antara satu peubah bebas yaitu nilai konsentrasi
karoten (dalam hal ini disebut C) dan penurunan nilai konsentrasi
-karoten dalam adsorben (dalam hal ini disebut q) dengan digunakan
metode kesesuaian dengan regresi. Regresi hubungan antara q dengan C
ditransformasikan mengikuti bentuk persamaan garis lurus (linear). Untuk
laju adsorpsi digunakan 2 persamaan adsorpsi yaitu isoterm Freundlich
dan isoterm Langmuir. Ukuran untuk melihat tingkat kesesuaian dengan
data percobaan ditentukan berdasarkan koefisien determinasi (r2) terbesar.
Dari perhitungan didapat bahwa laju adsorpsi fisik dari atapulgit dan arang
aktif lebih cocok menggunakan isoterm Freundlich. Untuk perhitungan
isoterm Langmuir dapat dilihat pada lampiran 8. Nilai parameter adsorpsi
-karoten olein sawit kasar dengan atapulgit dan arang aktif disajikan pada
Tabel 10.
Tabel 10. Parameter adsorpsi isotermal menggunakan model Langmuir dan Freundlich adsorpsi -karoten olein sawit kasar dengan atapulgit dan arang aktif
Model Isoterm
Langmuir Freundlich
Jenis Adsorben Suhu
[ºC]
Pada Tabel 10 diketahui bahwa persamaan laju reaksi adsorpsi fraksi
olein sawit kasar yang memiliki tingkat kesesuaian terbaik dengan data
percobaan untuk ketiga suhu reaksi adalah isoterm Freundlich. Hal ini
ditunjukkan oleh nilai koefisien determinasinya, nilai koefisien
determinasi untuk isoterm Freundlich lebih besar dibandingkan dengan
nilai koefisien determinasi untuk isoterm Langmuir pada ketiga suhu
reaksi.. Nilai koefisien determinasi yang lebih besar menunjukkan bahwa
keragaman nilai konsentrasi -karoten lebih mampu diterangkan oleh
persamaan isoterm Freundlich. Pada arang aktif suhu 50ºC koefisien
determinasi langmuir lebih besar dibandingkan Freundlich tetapi nilai
konstanta laju (k) dan kapasitas adsorpsi maksimum (qm) bernilai negatif,
sehingga isoterm terpilih adalah Freundlich yang bernilai positif. Hal ini
menunjukkan bahwa proses adsorpsi non linear dan lapisan sorben yang
terbentuk heterogen akibat tidak semua permukaan adsorben mempunyai
daya adsorpsi dan berbentuk multilayer. Bentuk permukaan isoterm
Gambar 10. Permukaan isoterm Freundlich
Kurva regresi antara konsentrasi -karoten dalam adsorben (log q)
dengan konsentrasi -karoten dalam olein (log C) untuk persamaan
isoterm Freundlich dapat dilihat pada Gambar 11 dan 12.
0
Gambar 11. Laju reaksi adsorpsi fraksi olein sawit kasar untuk atapulgit (○, atapulgit 40 ºC, r2 = 0.8573; □, atapulgit 50 ºC, r2 = 0.9872; ∆,
