PROS Dorce M.M. Retno H. Ferdy S.R. Pengukuran Konsentrasi Abstrak

(1)

r

L,B.b.f-.a.3.

a,Z.;l

Bidang:

c

Matematika dan Pendidikan

Matematika

c

Fisika

dan Pendidikan

Fisika

o

Kimia

dan

Pendidikan

Kimia

*

o

Biologi

dan

Pendidikan

Biologi

Tema:

"Revitalisasi

MIPA

dan

Pendidikan

Penguatan

Kapasitas Kelembagaan

Menuju

World

Class

Universitf'

Fakultas Matematika dan

Ilmu

Pengetahuan Alam

u

n ive

rs',t

ffif

%

;f

nra

ka

rta

!_t I

PROSIDING SEMINAR NASIONAL

Penelitian,

Pendidikan,

dan

Penerapan

MIPA

Tanggal 16 Mei 2009, FMIPA UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

ISBN

:

978-979*9688

0-5-7

MIPA Dalam

Rangka

dan Profesionalisme

(2)

Prosiding Serninar J-4.' iottul Peneliticur, Pencliclilian, clan Penerapqn fuIIPA

Fakultos )IIP 1. L'niversitcts lVegeri Yogyakarta, l6 Mei 2009

PENGUKURAN

KONSENTRASI

ETANOL

PADA

CATIPURAN ETANOL.AI

NIENGGUNAKAN

LED

NIR

Dorce

)I.

\Iogot.

Retno Haril'ani. Ferdl'S. Rondonurvu

Program Studi Fisika, Fakultas Sairts ilun -\Iatenratiku, Lrniyersitas Kristen Satya Wacana,

Jl. Diponegoro 52-60 Salatiga, 5071 I , Irtclorrcsit. _{E-nnil: ferdy_sr@yahoo.com}

Abstrak

Konsentrasi etanol dalam campuran

air

etanol ,lertgcur herbugcti l;onsentrasi diuktn'

menggunakan teknik serapan pada gelombang elektromognetik ili dttet'ah \-IR yaitLt _I450_nm.

LED dengan emisi maksimum pada 1450 nm dilewatkan pada sel sampel clengan panjang

lintasan

optik

l0

mm. Cahaya yang diserap ntelalui sanrpel

ditrktr

dengon cara

membandingkan tegangan keluaran fotodioda sebelum dan setelah .;ttntpel clintasukkan

dalam sel. Konsentrasi etanol diatur secera sistematis yoitu 5. 10. 15. .... 100',o. )lasing-masing

nilai

serapan pada 1450 nm diukur pada masing-nasing kons€ntrasi ttntuk

mendapatkan kun,a kalibrasi. Selanjfinya, kun,a kalibrasi cligunakan unrttk nrenprecliksi

konsentrasi etanol pada sampel yang lain. Hasil analisis km,o t'oliclasi metruttitrkkatr hoht;a

konsentrasi nyata dan konsetrasi prediksi NIR adalah konsisten dan ukurur. -\IeroJe ini

berpotensi besar Ltntltk dikembangkan sebagai alat r.rkur konsentrasi etanol petda skalu besor' dengan biaya yang sangat murah.

Kata kunci: Prediksi NIR, Konsentrasi etanol-air.

A.

PENDAHTTLUAN

Pengukuran konsentrasi etanol dalam air penting dalam industri minuman, terutama dalam

proses produksi. Namun demikian, pengukuran yang akurat dan cepat biasanya membutuhkan

waktu relatif lama dibandingkan proses produksi tersebut. Misalnya, dalam industri minuman yang menggunakan telcrik fermentasi, konsentrasi etanol perlu dimonitor sehingga, dapat menentukan

laju

formasi etanol. Disamping itu, penentuan konsentrasi etanol membantu dalam menentukan kapan proses fermentasi tersebut dapat dihentikan. Pada industri penyulingan bioetanol, sering kali

konsentrasi bioetanol bervariasi dan tidak dapat diketahui secara cepat. Akibatnya, harga bioetanol yang dihasilkan memiliki mutu yang bervariasi dan berakibat pada rendahnya harga

jual.

Oleh

sebab itu, alat ukur bioetanol yang sederhana dan akurat perlu dirancang.

Paper ini melaporkan desain sederhana alat ukur konsentrasi etanol yang diujicobakan pada

campuran etanol-air dengan berbagai konsentrasi. Fokus pada laporan

ini

adalah bagaimana

memanfaatkan gelombang elektromagnetik pada daerah Inframerah dekat (Near Infrared,

NII.)

menggunakan LED (light emitting diode) dan fotodioda yang bersesuaian. Teknik yang digunakan

adalah dengan melakukan perbandingan intensitas cahaya pada 1450

nm

sebelum dan setelah

melewati sampel.

B.

SPEKTRUM SERAP

AIRDAN

ETANOL

Vibrasi dan kombinasi vibrasi O-H pada molekul air secara dominan muncul pada daerah

infra merah yaitu pada panjang gelombang 2899 nm atau bersesuaian dengan 3450

crn'[ref.l].

Namun demikian, serapan IR pada panjang gelombang tersebut sangat dominan, sehingga secara

praktis hampir tidak ada gelornbang elektromagnetik yang dapat lolos pada lapisan

air

dengan

ketebalan 1 mm sekalipun. Dilain pihak overton dan kombinasi overton dari vibrasi

ini

muncul

pada daerah NIR (4000-10000 crn') pada panjang gelombang 5155 cnr-r (1940 nm) dan 6944 cml (1440 nm) dengan tingkat serapan yang sangat memadai untuk analis air dan konsentrasinya pada

campuran tertentu. Overton ikatan hidrogen

O-H

terlihat jelas pada daerah near infrared

14000-4000

crnt

Overton pertama dan kedua dari ikatan hidrogen O-H pada etanol berada pada panjang