Download - PENGARUH SURFAKTAN TERHADAP KARAKTERISTIK SISTEM ...repository.uinjkt.ac.id/dspace/bitstream/123456789... · analisis appearance, pH, viskositas, indeks bias, ukuran dan distribusi

PENGARUH SURFAKTAN TERHADAP KARAKTERISTIK

SISTEM NANOEMULSI BERBASIS MINYAK MIMBA

(Neem Oil) SEBAGAI BAHAN DASAR PESTISIDA NABATI

SKRIPSI

TRI RAHAYU

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2018 M / 1439 H

PENGARUH SURFAKTAN TERHADAP KARAKTERISTIK

SISTEM NANOEMULSI BERBASIS MINYAK MIMBA

(Neem Oil) SEBAGAI BAHAN DASAR PESTISIDA NABATI

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh :

TRI RAHAYU

1113096000009

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2018 M / 1439 H

ABSTRAK

TRI RAHAYU. Pengaruh Surfaktan Terhadap Karakteristik Sistem Nanoemulsi

Berbasis Minyak Mimba (Neem Oil) Sebagai Bahan Dasar Pestisida Nabati.

Dibimbing oleh YENNY MELIANA dan NURHASNI.

Minyak Mimba merupakan salah satu ekstrak tanaman yang dapat

digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan pestisida nabati. Dibutuhkan

formulasi yang tepat untuk dapat menghasilkan pestisida nabati dengan kualitas

baik. Penelitian ini bertujuan membuat suatu formulasi pestisida nabati dengan

sistem nanoemulsi. Formulasi pestisida nabati dibuat dalam konsentrasi 300

Emulsifiable Concentrate (EC) dengan menggunakan pelarut n-heksana dan

variasi komposisi surfaktan. Pada setiap produk dilakukan uji karakteristik berupa

analisis appearance, pH, viskositas, indeks bias, ukuran dan distribusi partikel.

Analisis pengaruh variabel dilakukan dengan menggunakan metode statistik uji

Mann Whitney–U atau U–Test serta analisis regresi linier. Formula terbaik

diperoleh berdasarkan hasil uji stabilitas emulsi. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa formula pestisida terbaik yang diperoleh ialah pestisida mimba yang

diformulasikan menggunakan pelarut n–Heksana serta surfaktan Rodakal dan

Geronol pada perbandingan konsentrasi (1% : 9%) dengan warna kuning

kecokelatan; pH 4,26; viskositas 1,70; indeks bias 1,413; ukuran partikel 116,4

nm; distribusi partikel 0,447; dan creaming sebesar 0,1 mL setelah 24 jam.

Kata Kunci : Minyak mimba, pestisida nabati, Emulsifiable Concentrate (EC),

nanoemulsi

ABSTRACT

TRI RAHAYU. The Effect of Surfactant on The Characteristic of Nanoemulsion

System Neem Oil Based Botanical Pesticide. Supervised by YENNY MELIANA

and NURHASNI.

Neem oil is one of plant’s extract that can be used in botanical pesticides

production. Precise formulation is required to produce good and effective

botanical pesticides. This study aimed to formulate botanical pesticide with

nanoemulsion system. Botanical pesticides formulation are made in a

concentration of 300 Emulsifiable Concentrate (EC) by using a solvent and

variation of the surfactant’s composition. The characteristic test of appearance, pH

analysis, viscosity, refractive index, as well as size and distribution of particles

will be done in each product. The effect of variables on pesticides characteristic

was analyzed by using Mann Whitney–U or U–Test statistic method and linear

regression analysis. The best formula was obtained from the result of emulsion

stability test. The results showed that the best pesticide formula was obtained

from neem pesticide formulated by using n–Heksane solvent and Rhodacal and

Geronol surfactant with ratio of concentration (1% : 9%) which have brownish

yellow color; pH 4,26; viscosity 1,70; refractive index 1,413; particle size 116,4

nm; particle distribution 0,447; and creaming 0,1 mL after 24 hours.

Keywords : Neem oil, botanical pesticides, Emulsifiable Concentrate (EC),

nanoemulsion

viii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahhirabbil’alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat

Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah kepada penulis, sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengaruh Surfaktan

Terhadap Karakteristik Sistem Nanoemulsi Berbasis Minyak Mimba (Neem

Oil) Sebagai Bahan Dasar Pestisida Nabati.

Terdapat beberapa kendala dan hambatan dalam penyusunan skripsi ini,

namun dukungan serta diskusi dengan banyak pihak menjadikan hambatan

tersebut dapat dilalui dan berbagai kendala dapat teratasi. Untuk itu dalam

kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Yenny Meliana selaku Pembimbing I yang telah berkenan menerima

penulis dengan sangat baik, senantiasa memberikan pengarahan,

masukan, ilmu, dan bimbingannya serta memiliki peran besar dalam

penelitian;

2. Nurhasni, M.Si selaku Pembimbing II yang selalu memberikan

pengarahan, bimbingan, serta motivasi kepada penulis selama penelitian

dan penulisan skripsi ini;

3. Dr. Hendrawati, M.Si dan Dr. Siti Nurbayti, M.Si sebagai penguji yang

telah memberikan saran dan masukan yang sangat bermanfaat dalam

penelitian dan penulisan skripsi;

4. Drs. Dede Sukandar, M.Si dan Isalmi Aziz, M.T selaku Ketua dan

Sekretaris Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN

Syarif Hidayatullah Jakarta;

ix

5. Dr. Agus Salim selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif

Hidayatullah Jakarta;

6. Anna Muawanah, M.Si. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang

selalu membimbing serta memberikan motivasi dan membantu penulis

dalam banyak hal;

7. Dr. Eng. Agus Haryono selaku Kepala Pusat Penelitian Kimia LIPI yang

telah bersedia menerima penulis untuk melaksanakan penelitian dan

menggunakan seluruh fasilitas selama penelitian di Pusat Penelitian

Kimia LIPI–Serpong;

8. Feni Amriani, M.T selaku pembimbing teknis yang telah berkenan

menerima penulis dengan sangat baik serta selalu membimbing penulis

selama penelitian dan memberikan ilmu, masukan, serta pengalaman

yang sangat berharga;

9. Savitri, M.T yang telah memberikan ilmu serta masukan dalam

penelitian;

10. kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan, do’a, motivasi, serta

kasih sayang yang tiada henti;

11. seluruh Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN

Syarif Hidayatullah Jakarta yang telah memberikan ilmu dan bimbingan

kepada penulis selama mengikuti perkuliahan;

12. rekan Mahasiswa Program Studi Kimia angkatan 2013 Fakultas Sains

dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta yang selalu memberikan

dukungan dan motivasi kepada penulis;

13. serta seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

x

Akhir kata, semoga Allah SWT. senantiasa membalas kebaikan semua pihak

yang telah membantu penulis hingga saat ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat

bagi banyak pihak.

Jakarta, 11 Januari 2018

Tri Rahayu

xi

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR .................................................................................. viii

DAFTAR ISI ................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1. Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................. 7

1.3. Hipotesis ................................................................................................ 7

1.4. Tujuan Penelitian .................................................................................. 7

1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................ 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 9

2.1. Pestisida .................................................................................................. 9

2.1.1. Formulasi Pestisida ....................................................................... 11

2.1.2. Bahan Aktif (Active Ingredients) .................................................. 14

2.1.2.1. Tanaman Mimba (Azadirachta indica A. Juss) ............... 14

2.1.2.2. Minyak Mimba (Neem Oil) ............................................ 18

2.1.3. Bahan Tidak Aktif (Inert Ingredients) .......................................... 19

2.1.3.1. Bahan Pembantu (Adjuvant) ............................................ 19

2.1.3.1.1. Pelarut (Solvent) .............................................. 19

2.1.3.1.2. Surfaktan (Surfactant) ..................................... 20

2.1.3.2. Bahan Pembawa (Carrier)............................................... 23

2.2. Karakteristik Pestisida ............................................................................. 23

2.2.1. pH .................................................................................................. 23

2.2.2. Viskositas ...................................................................................... 24

2.2.3. Indeks Bias .................................................................................... 27

2.2.4. Ukuran dan Distribusi Partikel ...................................................... 27

xii

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................ 29

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................. 29

3.2. Alat dan Bahan ....................................................................................... 29

3.3. Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 30

3.4. Prosedur Penelitian.................................................................................. 31

3.4.1. Preparasi Sampel ........................................................................... 31

3.4.2. Karakterisasi Pestisida Nabati Mimba 300 EC ............................. 32

3.4.2.1. Pengukuran Derajat keasaman dengan pH Meter............ 32

3.4.2.2. Pengukuran Viskositas dengan Viskometer Ostwald ...... 33

3.4.2.3. Pengukuran Indeks Bias dengan Refraktometer .............. 33

3.4.2.4. Pengukuran Ukuran dan Distribusi Partikel dengan PSA 33

3.4.2.5. Uji Stabilitas Emulsi ........................................................ 34

3.4.3. Analisis Data ................................................................................... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 35

4.1. Formulasi Pestisida Mimba 300 EC ........................................................ 35

4.2. Hasil Uji Karakteristik Formula Pestisida Mimba 300 EC ..................... 37

4.2.1. Warna ........................................................................................... 39

4.2.2. Odor/ Aroma ................................................................................. 41

4.2.3. pH .................................................................................................. 41

4.2.4. Viskositas ...................................................................................... 44

4.2.5. Indeks Bias .................................................................................... 48

4.2.6. Ukuran dan Distribusi Partikel ...................................................... 51

4.2.7. Stabilitas Emulsi ........................................................................... 56

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 63

5.1. Simpulan ................................................................................................. 63

5.2. Saran ........................................................................................................ 63

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 65

LAMPIRAN .................................................................................................. 73

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Tanaman Mimba ......................................................................... 16

Gambar 2. Struktur senyawa Azadirachtin, Meliantriol, Nimbin, Salannin. 17

Gambar 3. Ilustrasi instrumen viskometer Ostwald ..................................... 26

Gambar 4. Ilustrasi instrumen PSA .............................................................. 27

Gambar 5. Skema kerja penelitian ................................................................ 30

Gambar 6. Ilustrasi electrostatic repulsion and steric stabilization ............. 36

Gambar 7. Skema O/W dan W/O ................................................................. 37

Gambar 8. Hasil formulasi pestisida Mimba 300 EC dengan penggunaan

pelarut n–Heksana serta surfaktan Rodakal dan Geronol ........... 38


pelarut n–Heksana serta surfaktan MES dan PMO ..................... 38


pelarut Pegasol serta surfaktan MES dan PMO ........................ 39

Gambar 11. Perbandingan pengaruh penggunaan pelarut terhadap warna

formula pestisida Mimba .......................................................... 40

Gambar 12. Pengaruh perbandingan konsentrasi surfaktan terhadap pH

formulasi ................................................................................... 42

Gambar 13. Pengaruh perbandingan konsentrasi surfaktan terhadap viskositas

formulasi ................................................................................... 45

Gambar 14. Pengaruh perbandingan konsentrasi surfaktan terhadap indeks bias

formulasi ................................................................................... 49

Gambar 15. Pengaruh perbandingan konsentrasi surfaktan terhadap ukuran

partikel formulasi ...................................................................... 51

Gambar 16. Pengaruh perbandingan konsentrasi surfaktan terhadap distribusi

partikel formulasi ...................................................................... 52

Gambar 17. Pengaruh homogenizer terhadap partikel.................................. 55

Gambar 18. Hasil uji stabilitas ukuran partikel emulsi pestisida Mimba dengan

penggunaan pelarut n–Heksana serta surfaktan Rodakal dan Geronol

pada perbandingan konsentrasi (1% : 9%) dengan PSA ........... 58

xiv

Gambar 19. Hasil uji stabilitas distribusi partikel emulsi pestisida Mimba dengan


pada perbandingan konsentrasi (1% : 9%) dengan PSA ............. 59

Gambar 20. Fase dispersi dan fase kontinyu dalam sistem emulsi ................ 60

xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Manfaat beberapa bagian tanaman Mimba ..................................... 18

Tabel 2. Standar karakteristik minyak Mimba .............................................. 18

Tabel 3. Persentase konsentrasi pestisida Mimba 300 EC n–Heksana R:G . 31

Tabel 4. Persentase konsentrasi pestisida Mimba 300 EC n–Heksana M:C . 31

Tabel 5. Persentase konsentrasi pestisida Mimba 300 EC Pegasol M:C ...... 32

Tabel 6. Hasil uji stabilitas emulsi pestisida Mimba dengan penggunaan pelarut

n–Heksana serta surfaktan Rodakal dan Geronol ............................ 57


n–Heksana serta surfaktan MES dan PMO ...................................... 57


Pegasol serta surfakatan MES dan PMO ......................................... 58

Tabel 9. Hasil analisis minyak Mimba dengan alat GC–MS ........................ 62

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Perhitungan konsentrasi formula ............................................ 73

Lampiran 2. Dokumentasi penelitian .......................................................... 75

Lampiran 3. Perhitungan nilai viskositas .................................................... 78

Lampiran 4. Hasil analisis statistik uji Mann Whitney U (U-Test) ............. 93

Lampiran 5. Hasil analisis PSA (pestisida Mimba dengan penggunaan pelarut

n–Heksana serta surfaktan Rodakal dan Geronol dengan

perbandingan konsentrasi 1% : 9%) ......................................... 96

Lampiran 6. Hasil analisis ukuran dan distribusi partikel emulsi formula pestisida

Mimba dengan PSA .................................................................. 97

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tanaman menjadi bagian terpenting yang banyak dimanfaatkan dalam

bidang pangan dan obat–obatan. Kualitas tanaman yang unggul merupakan target

utama bagi pemanfaatan maupun pemasaran yang baik. Berbagai cara diupayakan,

mulai dari pemilihan bibit yang tepat, pemberian pupuk, sampai dengan

penanggulangan hama. Menurut Smith (1983) hama adalah semua organisme atau

agen biotik yang merusak tanaman dengan cara yang bertentangan dengan

kepentingan manusia. Pencegahan dan pemberantasan hama tersebut dapat

dilakukan dengan menggunakan suatu pestisida.

Peraturan Menteri Pertanian (Permentan) Republik Indonesia No. 39 Tahun

2015 tentang pestisida menyatakan bahwa pestisida adalah semua zat kimia dan

bahan lain serta jasad renik dan virus yang dipergunakan untuk memberantas atau

mencegah hama dan penyakit, memberantas rerumputan, mencegah pertumbuhan

yang tidak diinginkan, merangsang pertumbuhan tanaman, memberantas atau

mencegah hama–hama, mencegah hama air, dan memberantas atau mencegah

binatang–binatang yang dapat menyebabkan penyakit pada manusia atau binatang

yang perlu dilindungi dengan penggunaan pada tanaman, tanah, atau air.

Penggunaan pestisida dalam langkah penanggulangan hama memang

tergolong efektif. Tetapi tidak dapat dipungkiri bahwa saat ini terdapat pro dan

kontra dari efek penggunaannya. Kemampuan membasmi organisme selektif

(target organisme) tidak dapat menjamin terlindunginya organisme non target.

2

World Health Organization (WHO) memperkirakan setiap tahun terdapat 1–5 juta

kasus keracunan pestisida pada pekerja pertanian dengan jumlah kematian

mencapai 20.000 jiwa. Sekitar 80% keracunan pestisida dilaporkan terjadi di

negara berkembang (Kishi et al., 1995).

Pemakaian pestisida dapat mengakibatkan timbulnya dampak negatif bagi

manusia dan lingkungan, diantaranya berpotensi meninggalkan residu pada

tanaman yang mungkin akan dikonsumsi oleh manusia, serta dapat meninggalkan

residu pada lingkungan yang akan menyebabkan terjadinya pencemaran air, tanah,

maupun udara. Residu muncul akibat adanya kandungan senyawa organologam

yang terdapat pada komponen penyusun pestisida, contohnya Dichloro Diphenyl

Trichloroethane (DDT), Cyclodienes, Hexachlorocyclohexane (HCH), dan

Endrin. Kandungan unsur Klor (Cl-) dalam pestisida tersebut memiliki tingkat

toksisitas yang tinggi sehingga keberadaannya dapat membahayakan kesehatan

manusia serta dapat menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan (Sudarmo,

1991).

Firman Allah SWT. dalam Q.S. Al–Baqarah ayat 30 telah menjelaskan

bahwa manusia seharusnya dapat menjaga kelestarian alam dan lingkungan

sekitar dengan baik. Manusia berkedudukan sebagai khalifah di muka bumi ini

yang ditugaskan untuk memelihara dan melestarikan alam, dimana salah satu cara

yang dapat diupayakan ialah dengan tidak berbuat kerusakan dan tidak

menimbulkan hal–hal yang dapat mencemari lingkungan sekitar. Jadi manusia

harus memanfaatkan alam seperlunya sehingga tidak terjadi kerusakan dan apabila

terlanjur terjadi manusia itu kembali yang harus memperbaikinya.

3

Artinya : “Ingatlah ketika Tuhanmu berfirman kepada para Malaikat:

"Sesungguhnya Aku hendak menjadikan seorang khalifah di muka bumi". Mereka

berkata: "Mengapa Engkau hendak menjadikan (khalifah) di bumi itu orang yang

akan membuat kerusakan padanya dan menumpahkan darah, padahal kami

senantiasa bertasbih dengan memuji Engkau dan mensucikan Engkau?" Tuhan

berfirman: "Sesungguhnya Aku mengetahui apa yang tidak kamu ketahui"(Al-

Baqarah : 30).

Pemanfaatan bahan alam (hewani dan nabati) sebagai bahan aktif pestisida

(pestisida organik) merupakan salah satu solusi untuk menanggulangi kerusakan

yang ditimbulkan akibat penggunaan pestisida. Pestisida nabati bersifat mudah

terurai di alam (biodegradable) sehingga tidak mencemari lingkungan dan relatif

aman bagi manusia karena residunya mudah hilang (Handayani, 2015).

Mimba (Azadirachta indica A. Juss) adalah salah satu tanaman yang

mengandung senyawa aktif yang dapat dimanfaatkan dalam pembuatan pestisida

nabati. Biji Mimba mengandung bahan aktif utama yaitu azadirachtin yang

berfungsi sebagai insektisida. Dengan cara menyebabkan gangguan terhadap

pengaturan hormon perkembangan (ekdison dan belia/juvenille) dalam tubuh

serangga. Tanaman mimba juga mengandung senyawa aktif meliantriol dan

salanin yang berfungsi untuk mencegah makan (antifeedant) dan mencegah

serangga untuk mendekati tanaman (repellant) (Mardiningsih et al., 2010).

Keefektifan Mimba sebagai salah satu bahan aktif pestisida nabati telah

4

dibuktikan oleh Sunarto dan Nurindah (2006) dalam mengendalikan populasi ulat

daun tembakau.

Minyak yang diperoleh dari tanaman Mimba dapat digunakan sebagai bahan

baku dalam pembuatan pestisida nabati. Hanya saja, proses penyemprotan

pestisida yang secara umum memanfaatkan air sebagai diluent (bahan pengencer)

menjadi suatu kendala, karena minyak bersifat tidak dapat larut di dalam air,

sehingga membuat proses pengaplikasian menjadi cukup sulit. Formulasi yang

tepat diperlukan untuk mengatasi masalah tersebut. Salah satu caranya ialah

dengan menggunakan formulasi Emulsifiable Concentrate (EC).

Formulasi EC merupakan larutan pekat pestisida yang diformulasikan

dengan menggunakan surfaktan, tujuannya ialah untuk memudahkan

penyampuran antara bahan aktif pestisida dan air dengan cara menyebabkan

penyebaran butir–butir kecil minyak secara menyeluruh dalam air pengencer.

Penyemprotan merupakan cara yang paling umum, mencakup 75% dari seluruh

pemakaian insektisida, yang sebagian besar berasal dari formulasi EC

(Tarumingkeng, 1992).

Karakteristik pestisida merupakan salah satu faktor yang dapat

mempengaruhi kualitas pestisida disamping efikasinya (keefektifan pestisida

dalam membunuh Organisme Pengganggu Tanaman (OPT)). Sistem emulsi yang

stabil dituju untuk dapat memperoleh pestisida nabati dengan formulasi EC yang

berkualitas. Menurut Sumingkrat (1992), kestabilan emulsi terutama dipengaruhi

oleh variasi dan jumlah penggunaan emulsifier. Emulsifier bertindak sebagai

bahan penolong untuk membentuk emulsi, dan berfungsi menstabilkan bahan aktif

dalam air atau minyak yang diemulsikan (Rofienda, 2002 dalam Supriyo, 2007).

5

Surfaktan merupakan salah satu jenis emulsifier yang dapat dimanfaatkan

sebagai penstabil sistem emulsi. Pada skala industri biasanya dilakukan kombinasi

antara jenis surfaktan anionik dan non ionik, dimana campuran antara kedua

surfaktan tersebut dinilai dapat menghasilkan sistem emulsi yang lebih stabil

dibandingkan dengan penggunaan surfaktan tunggalnya (The Key Center for

Polymer Colloids, 2001). Proses pembuatan serta komposisi yang berbeda

menjadikan tiap surfaktan memiliki perbedaan sifat intrinsik. Surfaktan Rodakal

(surfaktan anionik) dan Geronol (surfaktan non ionik) yang berasal dari bahan

Petroleum serta surfaktan Metil Ester Sulfonat (MES) (surfaktan anionik) dan

Polietilen glikol Mono Oleat (PMO) (surfaktan non ionik) yang berasal dari

turunan minyak kelapa sawit menjadikan masing–masing surfaktan memiliki

perbedaan terutama pada tingkat toksisitasnya terhadap lingkungan. Surfaktan

dengan bahan turunan minyak kelapa sawit dikenal lebih ramah lingkungan

dibandingkan dengan surfaktan yang berasal dari bahan Petroleum. Variasi antara

surfaktan anionik dan non ionik berdasarkan hal tersebut perlu dilakukan sebagai

pembanding untuk mengetahui pengaruh sifat intrinsik terhadap kestabilan sistem

emulsi maupun karakteristik pestisida pada penggunaannya.

Kestabilan sistem emulsi nampaknya tidak hanya dipengaruhi oleh

penggunaan surfaktan, melainkan dipengaruhi pula oleh ukuran partikel dari fase

terdispersi (fase terlarut dalam sistem emulsi) maupun fase pendispersinya (fase

pelarut dalam sistem emulsi). Sistem nanoemulsi (emulsi dengan ukuran partikel

nano) merupakan suatu sistem yang dinilai lebih stabil dibandingkan dengan

sistem emulsi lainnya. Nanoemulsi merupakan dispersi minyak dalam air yang

distabilkan oleh lapisan film dari surfaktan (Shakeel et al., 2008). Nanoemulsi

6

stabil secara kinetik sehingga mencegah terjadinya sedimentasi dan creaming

selama penyimpanan (Solans et al., 2005). Creaming merupakan salah satu

indikasi awal yang menandakan bahwa pembentukan emulsi bersifat tidak stabil.

Pembentukan formulasi EC yang didasari dengan sistem nanoemulsi

diharapkan dapat meningkatkan efisiensi dari pestisida. Jika hal ini diterapkan

maka akan dapat meminimalisir penggunaan pestisida pada tanaman, karena

hanya serangga target saja yang terkena dampaknya (Yanura dan Mutiara, 2014).

Uji efikasi dari formulasi EC juga telah dilakukan oleh Anjali et al. (2012) pada

pembentukan sistem nanoemulsi dengan komposisi formula yang terdiri dari

minyak mimba, surfaktan non ionik (Tween 20), dan air yang efektif sebagai

larvasida terhadap Culex quinqencefasciatus serta pengaruhnya terhadap

penekanan konsentrasi penggunaan pestisida nabati.

Penggunaan pelarut pada formulasi EC juga dinilai memberikan pengaruh

yang signifikan, baik terhadap karakteristik pestisida maupun dampak

penggunaannya terhadap lingkungan. Savitri dan Meliana (2014) sebelumnya

telah melakukan formulasi pestisida mimba dengan menggunakan pelarut pegasol,

namun pegasol mengandung senyawa benzena yang dapat berpotensi meracuni

lingkungan, sehingga pencarian pelarut alternatif perlu dilakukan. Penggunaan

pelarut n–Heksana yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan pelarut

pegasol diharapkan dapat meminimalisir dampak negatif tersebut.

Peneliti tertarik untuk melakukan pembuatan pestisida nabati berbahan aktif

minyak mimba dengan formulasi EC dan mencari komposisi surfaktan yang

paling sesuai untuk memperoleh suatu sistem nanoemulsi dalam proses

7

pengaplikasiannya, sehingga diharapkan penggunaannya di masa mendatang

dapat menekan tingginya tingkat konsentrasi penggunaan pestisida.

1.2. Rumusan Masalah

1. Apakah variasi komposisi surfaktan (Rodakal : Geronol) serta (MES :

PMO) memberikan pengaruh yang signifikan terhadap karakteristik serta

pembentukan sistem emulsi formula pestisida?

2. Bagaimanakah karakteristik appearance, pH, viskositas, indeks bias, ukuran

dan distribusi partikel, serta creaming dari pestisida nabati terbaik yang

diperoleh?

1.3. Hipotesis

1. Variasi komposisi surfaktan (Rodakal : Geronol) serta (MES : PMO)

memberikan pengaruh yang signifikan terhadap karakteristik serta

pembentukan sistem emulsi formula pestisida.

2. Pestisida nabati terbaik yang diperoleh memiliki ukuran dan distribusi

partikel yang sesuai dengan standar sistem nanoemulsi serta nilai pH,

viskositas, dan creaming yang sesuai dengan karakteristik pestisida nabati

komersial.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Memperoleh komposisi surfaktan yang memberikan pengaruh signifikan

terhadap karakteristik serta pembentukan sistem emulsi formula pestisida.

8

2. Memperoleh pestisida nabati terbaik dengan ukuran dan distribusi partikel

yang sesuai dengan standar sistem nanoemulsi serta nilai pH, viskositas, dan

creaming yang sesuai dengan karakteristik pestisida nabati komersial.

1.5. Manfaat Penelitian

1. Memberikan informasi bahwa minyak yang diperoleh dari biji tanaman

mimba dapat dimanfaatkan sebagai bahan aktif dalam pembuatan pestisida

nabati.

2. Dapat menghasilkan suatu formulasi pestisida nabati berbasis minyak

mimba dengan kualitas stabilitas emulsi yang cukup baik.

9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pestisida

Pestisida (pest=hama; cida=pembunuh) adalah zat kimia yang digunakan

untuk mengendalikan atau mencegah hama, memberantas rumput-rumputan,

mengatur pertumbuhan tanaman, dan lainnya yang tujuannya agar tanaman

mencapai produktifitas yang maksimum. Berdasarkan sasaran, pestisida

digolongkan sebagai berikut (Wudianto, 2010) :

1. Insektisida berfungsi untuk mematikan semua jenis serangga.

2. Fungisida berfungsi untuk memberantas dan mencegah fungi/ cendawan.

3. Bakterisida berfungsi untuk membunuh bakteri.

4. Nematisida berfungsi untuk mengendalikan nematoda.

5. Akarisida berfungsi untuk membunuh tungau, caplak, dan laba–laba.

6. Rodentisida berfungsi untuk mematikan berbagai jenis binatang pengerat.

7. Moluskisida berfungsi untuk membunuh moluska (siput, bekicot, tripisan).

8. Herbisida berfungsi untuk membunuh gulma.

9. Pestisida lain seperti Pisisida, Algisida, Advisida, dan lain-lain.

10. Pestisida berperan ganda yaitu pestisida yang berperan untuk membasmi 2

atau 3 golongan organisme pengganggu tanaman.

Menurut susunan kimianya pestisida dibedakan menjadi golongan senyawa

anorganik dan senyawa organik. Golongan senyawa organik masih dibedakan lagi

menjadi 2 golongan yaitu : golongan senyawa organik alami dan golongan

senyawa organik sintetis. Golongan senyawa organik sintetis misalnya senyawa

10

klor, senyawa organofosfat, senyawa karbamat dan senyawa lainnya (digunakan

dalam pembuatan pestisida sintesis), sedangkan senyawa organik alami dapat

berasal dari hewan maupun tumbuhan (digunakan dalam pembuatan pestisida

hewani/ nabati) (Badarudin, 1997).

Pestisida nabati pada dasarnya merupakan pestisida yang bahan dasarnya

berasal dari tumbuhan, dimana tumbuhan mengandung banyak bahan kimia hasil

produksi senyawa metabolit sekunder yang digunakan sebagai alat pertahanan

dari serangan Organisme Pengganggu Tanaman (OPT). Lebih dari 2.400 jenis

tumbuhan yang termasuk ke dalam 235 famili dilaporkan mengandung bahan

pestisida (Nurhidayah, 2017). Menurut Kardinan (2002) pestisida nabati bersifat

mudah terurai di alam, residunya singkat, dan menyebabkan tanaman akan

terbebas dari residu, sehingga tanaman aman untuk dikonsumsi. Sudarmo (2005)

menyatakan bahwa pestisida nabati dapat membunuh atau menggangu hama dan

penyakit melalui saluran pencernaan, kulit (kontak langsung), dan saluran

pernapasan dengan cara kerja yang unik dan spesifik, diantaranya yaitu merusak

perkembangan telur, larva, dan pupa, menghambat pergantian kulit, mengganggu

komunikasi serangga, menyebabkan serangga menolak makan, menghambat

reproduksi serangga betina, mengurangi nafsu makan, memblokir kemampuan

makan serangga, mengusir serangga (repellent), dan menghambat perkembangan

patogen penyakit.

Beberapa kelebihan yang dapat diperoleh dari pemanfaatan pestisida nabati

yaitu relatif mudah dibuat, lebih mudah terurai di alam, lebih aman bagi manusia

dan lingkungan, dapat meningkatkan daya saing produk melalui peningkatan

efisiensi usaha dan image produk perkebunan ramah lingkungan, dapat

11

memberikan pengaruh terhadap berkurangnya volume penggunaan pestisida, serta

berdampak positif terhadap kualitas produk tanaman terutama dengan semakin

terhindarnya produk dari kemungkinan pencemaran residu pestisida sintesis.

Beberapa kelemahan yang juga dimiliki oleh pestisida nabati diantaranya

ialah bahan aktif yang mudah terurai sehingga diperlukan penggunaan yang

berulang–ulang, sebaran tanaman yang seringkali spesifik lokasi, kandungan

bahan aktif pada tanaman yang sangat bergantung pada varietas dan lokasi

penanaman, pemanfaatan berupa formulasi sederhana yang mudah ditiru, dan

banyak kelemahan lainnya yang sebenarnya sekaligus juga merupakan kelebihan

pestisida nabati, maka seharusnya kelemahan tersebut tidak dijadikan sebagai

kendala dalam pengembangannya (Haryono, 2011).

2.1.1. Formulasi Pestisida

Formulasi pestisida yang dipasarkan terdiri atas bahan pokok yang disebut

bahan aktif (active ingredient) yang merupakan bahan utama pembunuh

organisme pengganggu dan bahan ramuan (inert ingredient) (Wudianto, 2010).

Beberapa jenis formulasi pestisida sebagai berikut :

1. Tepung Hembus, debu (Dust = D)

Bentuknya tepung kering yang hanya terdiri atas bahan aktif, misalnya

belerang atau dicampur dengan pelarut aktif, kandungan bahan aktifnya rendah

sekitar 2–10%. Dalam penggunaannya pestisida ini harus dihembuskan

menggunakan alat khusus yang disebut duster.

12

2. Butiran (Granula = G)

Pestisida ini berbentuk butiran padat yang merupakan campuran bahan aktif

berbentuk cair dengan butiran yang mudah menyerap, bagian luarnya ditutup

dengan suatu lapisan.

3. Tepung yang dapat disuspensikan dalam air (Wettable Powder = WP)

Pestisida berbentuk tepung kering agak pekat ini belum bisa secara langsung

digunakan untuk memberantas jasad sasaran, harus terlebih dahulu dibasahi air.

Hasil campurannya dengan air disebut suspensi. Pestisida jenis ini tidak larut

dalam air, melainkan hanya tercampur saja. Sewaktu disemprotkan harus sering

diaduk atau tangki penyemprotnya digoyang-goyang.

4. Tepung yang larut dalam air (water-Sofable Powder = SP)

Pestisida berbentuk SP ini sepintas mirip WP. Penggunaanya pun

ditambahkan air. Perbedaannya terletak pada kelarutannya. Bila WP tidak bisa

terlarut dalam air, SP bisa larut dalam air. Larutan ini jarang sekali mengendap,

maka dalam penggunaannya dengan penyemprotan, pengadukan hanya dilakukan

sekali pada waktu pencampuran.

5. Suspensi (Flowable concentrate = F)

Formulasi ini merupakan campuran bahan aktif yang ditambah pelarut

serbuk yang dicampur dengan sejumlah kecil air. Hasilnya adalah seperti pasta

yang disebut campuran basah. Campuran ini dapat tercampur air dengan baik dan

mempunyai sifat yang serupa dengan formulasi WP yang ditambah sedikit air.

13

6. Cairan (Emulsifiable Concentrate = EC)

Bentuk pestisida ini adalah cairan pekat yang terdiri atas campuran bahan

aktif dengan perantara emulsi (emulsifier). Dalam penggunaanya, biasanya

dicampur dengan bahan pelarut berupa air. Hasil pengencerannya atau cairan

semprotnya disebut emulsi.

Emulsi adalah suatu sistem yang tidak stabil secara termodinamika yang

mengandung paling sedikit dua fase cair yang tidak bercampur, satu diantaranya

didispersikan sebagai globul dalam fase cair lain. Sistem ini dibuat stabil dengan

bantuan suatu zat pengemulsi atau emulgator.

Nanoemulsi didefinisikan sebagai sistem yang terdiri atas air, minyak, dan

ampifil yang secara termodinamika merupakan larutan cair yang stabil.

Nanoemulsi terdiri atas globul–globul berdiameter 100–200 nm. Jika

dibandingkan dengan sistem emulsi biasa, nanoemulsi dapat dibedakan karena

globul fase terdispersi mempunyai ukuran yang sangat kecil. Nanoemulsi tidak

terlihat putih susu, melainkan translusen atau transparan dan tidak mengalami

pemisahan, selain itu nanoemulsi juga memberikan efek Tyndall.

7. Solution (S)

Solution merupakan formulasi yang dibuat dengan melarutkan bahan aktif

pestisida ke dalam pelarut organik dan dapat digunakan dalam pengendalian jasad

pengganggu secara langsung tanpa perlu dicampur dengan bahan lain. Formulasi

ini hampir tidak ditemui.

Merek dagang pestisida biasanya selalu diikuti dengan singkatan

formulasinya dan angka yang menunjukkan besarnya kandungan bahan aktif.

14

2.1.2. Bahan Aktif (Active Ingredient)

Bahan aktif merupakan senyawa kimia atau bahan–bahan lain yang

memiliki efek biologi sebagai pestisida (meracuni, membunuh, atau

mempengaruhi kehidupan Organisme Pengganggu Tanaman (OPT))

(Djojosumarto, 2009). Bahan aktif yang berbeda memberikan perbedaan fungsi

pula pada penggunaan pestisida. Menurut Kusnoputranto (1995) menyatakan

bahwa penggunaan bahan aktif pestisida yang paling banyak dan luas digunakan

berasal dari golongan organoklorin, organofosfat, karbamat, dan piretroid.

Padahal, apabila penggunaan bahan aktif tersebut dilakukan secara berlebihan,

maka akan menimbulkan dampak buruk bagi lingkungan (Subiyakto, 2009). Sejak

krisis moneter tahun 1997/98 harga pestisida kimia naik 2–3 kali lipat dan

mendorong para peneliti untuk mencari pestisida alternatif yang relatif murah

tetapi juga efektif dan aman (Subiyakto et al., 1997).

Tanaman secara alamiah diketahui menghasilkan senyawa sekunder yang

dapat dimanfaatkan untuk melindungi dirinya dari serangan Organisme

Pengganggu Tanaman (OPT). Hasil ekstraksi senyawa kimia ini berpotensi untuk

dimanfaatkan sebagai bahan aktif pestisida nabati yang lebih selektif dan kurang

persisten di alam jika dibandingkan dengan bahan aktif pestisida sintetis sehingga

penggunaannya aman bagi para petani, pengguna, dan lingkungan di sekitarnya

(Regnault and Roger, 2005).

2.1.2.1. Tanaman Mimba (Azadirachta indica A. Juss)

Mimba adalah jenis pohon yang banyak diteliti karena merupakan pohon

yang beracun dan penolak hama terutama serangga larva, kutu daun dan thrips.

15

Klasifikasi mimba ialah sebagai berikut (Ardiansyah et. al., 2001):

Divisio : Spermatophyta

Kelas : Dikotiledonae

Sub Kelas : Angiospermae

Ordo : Rutales

Famili : Meliaceae

Genus : Azadirachta

Spesies : Azadirachta indica A.Juss

Terdapat tiga spesies mimba yaitu A. indica, A. siamensis, dan A. excelsa.

Spesies pertama tumbuh di Asia Selatan, termasuk Indonesia. Dua spesies lainnya

tumbuh di Thailand (Soeseno, 1993). Beberapa bagian dari tanaman mimba yang

dapat dimanfaatkan ialah batang, daun, bunga, dan biji yang secara spesifik

memiliki fungsi atau khasiat tersendiri. Secara tradisional, daun mimba

merupakan bagian dari tanaman mimba yang banyak dimanfaatkan, baik melalui

proses pengolahan dengan tujuan pengobatan berbagai penyakit seperti disentri,

malaria, penyakit kulit, dan lain sebagainya, sampai dengan konsumsi yang

dilakukan secara langsung dengan tujuan sebagai penambah nafsu makan,

meskipun belum terdapat penelitian yang mendukung mengenai efektifitas dari

konsumsi daun mimba yang dilakukan secara langsung (Sudarsono et al., 2002).

Dari keseluruhan bagian tanaman Mimba, biji merupakan bagian tanaman

dengan tingkat toksisitas tertinggi (International Potato Center dan FAO, 2006).

Campos et al., (2016) menunjukkan bahwa minyak yang diperoleh dari biji

mimba efektif dalam menanggulangi beberapa jenis serangga seperti Anopheles

stephensi, A. culicifacies, Ceraeochrysa claveri, Cnaphalocrocis medinalis,

Diaphorina citri, Helicoverpa armigera, Mamestra brassicae, Nilaparvata lugens

Stal, Pieris brassicae, dan Spodoptera frugiperda, serta dapat menanggulangi

18

Tabel 1. Manfaat Beberapa Bagian Tanaman Mimba

Bagian Tanaman Manfaat

Daun Pupuk, Pestisida, Antimikrobial, Anti-inflammantory,

Antifertility, Immunomodulatory, Anti kanker

Batang Pestisida, Antiulcer, Hepatoprotective, Antimikrobial,

Anti kanker

Biji (Minyak) Insektisida, Antifeedant, larvacidal, Antimikrobial,

Anti-inflamantory, Antiathritic, Anti kanker

Bunga Anti kanker, Antifertility

(Sumber : Chaudhary et al., 2017)

2.1.2.2. Minyak Mimba (Neem Oil)

Minyak mimba merupakan minyak nabati yang sebagian besar diperoleh

dari buah dan biji mimba, baik melalui proses ekstraksi maupun dengan cara

pengepresan, dimana tiap biji mimba dapat menghasilkan minyak mimba sekitar

25–45% (Anya, 2012). Standar karakteristik minyak mimba secara umum

ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Standar Karakteristik Minyak Mimba

Sifat Fisik/ Kimia Nilai Literatur Satuan

Aroma Garlic -

Indeks Bias pada 30oC 1,4615 – 1,4705 -

pH 5,7 – 6,5 -

Bilangan Iod 65 – 80 g/g

Bilangan Asam 40 mg KOH/g

Angka Saponifikasi 175 – 205 mg KOH/g

(Sumber : Usman, Okonkwo, dan Shehu, 2014).

Minyak mimba memiliki warna yang bervariasi diantaranya kuning emas,

coklat kekuningan, coklat kemerahan, coklat gelap, coklat kehijauan, atau merah

terang. Umumnya pemanfaatan minyak mimba dilakukan pada pembuatan

beberapa produk, seperti kosmetik, obat, dan pestisida.

19

2.1.3. Bahan Tidak Aktif (Inert Ingredient)

Penambahan bahan tidak aktif pada dasarnya bertujuan memudahkan

pendispersian zat aktif dalam air, memudahkan penggunaan pestisida,

meningkatkan kinerja pestisida di lapangan, menyebarkan pestisida pada bidang

sasaran, meningkatkan penetrasi pestisida pada sasaran, dan meningkatkan

kestabilan dan umur simpan produk pestisida. Bahan tidak aktif tersebut

dikategorikan sebagai bahan pembantu (adjuvant) dan bahan pembawa (carrier)

(Djojosumarto, 2009).

2.1.3.1. Bahan Pembantu (Adjuvant)

Bahan tambahan adalah bahan yang ditambahkan pada bahan aktif sehingga

dapat menambah keefektifan pestisida tersebut. Fungsi bahan tambahan

diantaranya adalah sebagai emulsifier, pelarut, dan lain–lain. Jenis bahan

tambahan yang digunakan akan menentukan jenis formulasi pestisida

(Tarumingkeng, 1992).

2.1.3.1.1. Pelarut (Solvent)

Pelarut merupakan bahan cair pelarut misalnya alkohol, minyak tanah,

xylene, dan lain sebagainya. Solvent ditambahkan ke dalam formulasi untuk

melarutkan bahan aktif karena bahan aktif pestisida tidak larut dalam air atau

minyak. Beberapa contoh solvent organik yang biasa digunakan yaitu asetonitril,

aseton, diklorometana, etanol, etil asetat, n–heksana, metanol, toluena, dan xylene.

20

2.1.3.1.2. Surfaktan (Surfactant)

Surfaktan merupakan senyawa yang mempunyai aktifitas permukaan

(surface-active agent) sehingga dapat menurunkan tegangan permukaan (surface

tension) antara udara–cairan dan cairan–cairan yang terdapat dalam suatu sistem.

Kemampuan menurunkan tegangan permukaan menjadi hal yang menarik

disebabkan oleh struktur kimianya yang dapat menyatukan dua senyawa yang

berbeda polaritasnya.

1. Surfaktan anionik

a) Jenis surfaktan yang paling besar (jumlahnya)

b) Tidak kompatibel dengan jenis surfaktan kationik

c) Sensitif terhadap air sadah atau hard water. Derajat sensitifitasnya :

karboksilat > fosfat> sulfat (sulfonat)

d) Rantai pendek polioksietilena antara gugus anionik dan hidrokarbon

meningkatkan toleransi terhadap garam.

e) Rantai pendek polioksipropilena antara gugus anionik dan hidrokarbon

meningkatkan kelarutan dalam pelarut organik.

f) Jenis sulfat mudah terhidrolisa oleh asam–asam dalam proses autokatalitik.

g) Jenis yang lain stabil, asalkan tidak digunakan pada kondisi ekstrim.

Contoh surfaktan anionik yaitu Karboksilat (RCOO–), Sulfonat (RSO3–),

Sulfat (RO SO3–), dan Fosfat (ROPO(OH)2O).

21

Rodakal (Kalsium Dodesilbenzen Sulfonat)

CH3

SO3

2

Ca

MES (Metil Ester Sulfonat)

CH3

O

OCH3

SO3Na

Bagian kepala surfaktan anionik bersifat hidrofilik (suka air) dan berfungsi

untuk mengikat air, sementara bagian ekor surfaktan bersifat hidrofobik (suka

minyak) berfungsi untuk mengikat minyak. Bagian kepala surfaktan anionik

bermuatan negatif, sehingga surfaktan anionik bekerja dengan membentuk suatu

gaya tolak–menolak antar partikel akibat adanya muatan sejenis (muatan negatif)

pada bagian kepala surfaktan yang melapisi molekul minyak, sehingga

menghambat partikel untuk berkoagulasi (Fernandez dan Jebbanema, 2007).

Surfaktan anionik mendominasi penggunaan surfaktan secara keseluruhan

sebanyak 49%. Surfaktan anionik secara umum digunakan pada berbagai produk,

misalnya shampo, deterjen, dan lain sebagainya. Dalam industri dan aplikasi

komersial, surfaktan an ioik tidak digunakan secara tunggal, melainkan

dikombinasikan dengan surfaktan non ionik untuk meningkatkan kestabilan yang

lebih baik. Pada paparan jangka panjang, penggunaan surfaktan anionik

22

berpotensi menimbulkan reaksi alergi dan iritasi pada kulit (The Key Center for

Polymer Colloids, 2001).

2. Surfaktan non ionik

a) Merupakan surfaktan kedua terbesar

b) Kompatibel dengan semua jenis surfaktan

c) Tidak sensitif terhadap hard water

d) Berbeda dengan surfaktanionik, sifat fisik-kimia surfaktan nonionik tidak

terpengaruh oleh penambahan elektrolit

e) Sifat fisik-kimia senyawa etoksilat sangat bergantung pada temperatur

Contoh surfaktan nonionik yaitu Alkohol etoksilat, Monoalkanolamida

etoksilat, Asam lemak amina etoksilat, Asam lemak etoksilat, Etilen oksida /

Propilen oksida, dan Etoksilat Alkil Fenol.

Geronol (Etoksilat Alkil Fenol)

O

O O

OH OH

n

XR18

CH2OH

PMO (Polietilen glikol Mono Oleat)

OO

O

HCH3

n

Bagian kepala surfaktan non ionik bersifat hidrofilik (suka air) dan

berfungsi untuk mengikat air, sementara bagian ekor surfaktan bersifat hidrofobik

23

(suka minyak) berfungsi untuk mengikat minyak. Surfaktan non ionik bekerja

dengan membentuk suatu efek sterik/ ruang/ keruahan antar partikel sehingga

menghambat proses koagulasi (Fernandez dan Jebbanema, 2007).

Surfaktan non ionik secara umum digunakan pada produk makanan dan

minuman, pharmaceutical, dan produk perawatan kulit. Penggunaan surfaktan

non ionik pada kulit tidak menimbulkan reaksi alergi maupun iritasi (The Key

Center for Polymer Colloids, 2001).

2.1.3.2. Bahan Pembawa (Carrier)

Bahan pembawa digunakan untuk menurunkan konsentrasi produk

pestisida, bergantung pada cara penggunaan yang diinginkan. Bahan pembawa

bisa berupa air (pada water based formulation), minyak (pada oil based

formulation), talk, attapulgit, bentonit, tepung diatomae (pada formulasi tepung),

pasir (pada formulasi butiran), dan lain sebagainya.

2.2. Karakteristik Pestisida

Pestisida nabati yang telah diperoleh perlu dikarakterisasi sifat fisika dan

kimianya dengan menggunakan metode analisa pH meter, indeks bias,

viskometer, dan Particle Size Analyzer (PSA).

2.2.1. pH

pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaaman

atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. pH normal memiliki

nilai 7 sementara bila nilai pH > 7 menunjukkan zat tersebut memiliki sifat basa

24

sedangkan nilai pH < 7 menunjukkan keasaman. pH 0 menunjukkan derajat

keasaman yang tinggi, dan pH 14 menunjukkan derajat kebasaan tertinggi.

Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang

berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya

rendah.

Selain menggunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur

dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit/konduktivitas suatu

larutan. Istilah pH berasal dari "p", lambang matematika dari negatif logaritma,

dan "H", lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Definisi yang formal tentang pH

adalah negatif logaritma dari aktivitas ion Hidrogen. pH adalah singkatan dari

power of Hydrogen.

pH = –log [H+]

Pada prinsipnya pengukuran suatu pH didasarkan pada potensial elektro kimia

yang terjadi antara larutan yang terdapat di dalam elektroda gelas (membran

gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas

yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan

berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relatif kecil dan aktif, elektroda

gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen. Untuk

melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan elektroda pembanding.

2.2.2. Viskositas

Viskometer merupakan peralatan yang digunakan untuk mengukur

viskositas suatu fluida. Fluida (zat alir) adalah zat yang dapat mengalir, misalnya

zat cair dan gas. Model viskometer yang umum digunakan berupa viskometer bola

25

jatuh, tabung (pipa kapiler), dan sistem rotasi. Viskositas suatu fluida adalah sifat

yang menunjukkan besar dan kecilnya tahanan dalam fluida terhadap gesekan.

Fluida yang mempunyai viskositas rendah, misalnya air mempunyai tahanan

dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang

mempunyai viskositas yang lebih besar.

Viskositas berkaitan dengan gerak relatif antar bagian–bagian fluida, maka

besaran ini dapat dipandang sebagai ukuran tingkat kesulitan aliran fluida

tersebut. Makin besar kekentalan suatu fluida makin sulit fluida itu mengalir.

Viskositas suatu cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan alir cairan.

Beberapa zat cair dan gas mempunyai sifat daya tahan terhadap aliran ini,

dinyatakan dengan Koefisien Viskositas (ƞ).

Viskositas ialah besarnya gaya tiap cm2 yang diperlukan supaya terdapat

perbedaan kecepatan sebesar 1 cm tiap detik untuk 2 lapisan zat cair yang parallel

dengan jarak 1 cm. Viskositas dapat dihitung dengan rumus Poiseuille.

..................................................(1)

Dengan :

r = Jari-jari pipa dialiri cair (cm)

t = Waktu alir (detik)

P = Tekanan yang menyebabkan zat cair mengalir (dyne/cm2)

V = Volume zat cair (liter)

l = Panjang pipa (cm)

= Koefisien Viskositas (centipoise)

Makin besar kekentalannya, makin sukar zat cair itu mengalir, dan bila

makin encer makin mudah mengalir. Viskometer ostwald merupakan salah satu

alat yang dapat digunakan untuk dapat mengukur nilai viskositas suatu zat cair.

28

Contoh alat yang menggunakan metode LAS adalah Particle Size Analyzer

(PSA). Alat ini menggunakan prinsip Dynamic Light Scattering (DLS) atau efek

penghamburan cahaya. Dengan teknik DLS ini, PSA dapat diaplikasikan untuk

mengukur ukuran dan distribusi dari partikel dan molekul yang terdispersi atau

terlarut di dalam sebuah larutan, contohnya adalah protein, polimer, misel,

karbohidrat, nanopartikel, dispersi koloid, emulsi, dan mikroemulsi (Malvern,

2012).

29

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Pusat Penelitian Kimia, Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia (LIPI) Serpong. Penelitian dilaksanakan mulai dari Maret

2017 sampai dengan Juli 2017.

3.2. Alat dan Bahan

A. Alat

Instrumentasi Particle Size Analyzer (Horiba NanoPartica Dynamic Light

Scaterring (DLS) SZ–100), Viskometer Ostwald (Brookfield), pH meter (Mettler

Toledo S20–K), Refraktometer Digital (Atago RX–5000 CX), Homogenizer

(Heidolph DIAX 600), neraca analitik, botol sampel, pipet mikro, dan peralatan

gelas lainnya.

B. Bahan

Minyak mimba (LIPI), n–Heksana (p.a.) (Merck), Pegasol (Aromatik

hidrokarbon C9– C11; 1,2,3,5–Tetrametil Benzena; 1,2,4,5–Tetrametil Benzena;

dan Naftalena) (LIPI), Surfaktan an–ionik ((Rodakal 70 B/C (Kalsium

Dodesilbenzen Sulfonat) (Komersial) dan MES (Metil Ester Sulfonat) (LIPI)),

Surfaktan non–ionik ((Geronol BC/5 (Etoksilat Alkil Fenol) (Komersial) dan

PMO (Polietilen glikol Mono Oleat) (LIPI)), aquademin, dan air (penggunaan

bahan dapat dilihat pada Lampiran 2).

30

3.3. Diagram Alir Penelitian

Gambar 5. Skema Kerja Penelitian

Preparasi Alat dan Sampel

Formulasi Pestisida nabati

300 EC n-Heksana

(Rodakal : Geronol)

300 EC Pegasol

(MES : PMO)

n-heksana

Neem Oil 30%

n-Heksana 60%

Surfaktan 10%

An ionik (Rodakal)

(Variasi)

Non Ionik (Geronol)

Uji Karakteristik Pestisida Nabati :

Appearance, pH, Indeks Bias, Viskositas,

Ukuran dan Distribusi Partikel (PSA)

Uji Stabilitas Emulsi

Neem Oil 30%

n-Heksana 60%

Surfaktan 10%

An ionik (MES)

(Variasi)

Non Ionik (PMO)

300 EC n-Heksana

(MES : PMO)

Neem Oil 30%

n-Heksana 60%

Surfaktan 10%

An ionik (MES)

(Variasi)

Non Ionik (PMO)

PSA

(Formula dengan Ukuran Partikel Terendah)

0,5-5% Pestisida Mimba dalam 10 mL air

Analisis : (0-6 Jam/ menit)

Pengukuran Creaming

(Keseluruhan Formula)

0,5-5% Pestisida Mimba dalam 10 mL air

Analisis : Jam ke – 0; 0,5; 2; 24; dan 24,5

Formula Terbaik

(Sesuai dengan Standar)

Standar : a. pH : 4,1-7,5;

b. Viskositas : minimal 0,2 Cp;

c. Ukuran Partikel : Nanoemulsi (Terendah);

d. Distribusi Partikel : 0,08-0,7

e. Creaming : maksimal 0,2 mL (24 Jam)

31

3.4. Prosedur Penelitian

3.4.1. Preparasi Sampel

Ditimbang masing–masing bahan sesuai dengan persentase komposisinya

untuk dapat menghasilkan pestisida Mimba dengan konsentrasi 300 EC (Savitri

dan Meliana, 2014). Persentase jumlah minyak mimba dan pelarut sebagai

variabel tetap dan persentase jumlah surfaktan serta jenis pelarut sebagai variabel

bebas. Persentase komposisi bahan pada setiap formulasi dapat dilihat pada Tabel

3, Tabel 4, dan Tabel 5. (Perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 1).

Tabel 3. Persentase Komposisi Pestisida Mimba 300 EC dengan Penggunaan Pelarut n–

Heksana serta Surfaktan (Rodakal : Geronol)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Minyak Mimba 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30%

Pelarut

(n–Heksana) 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60%

Surfaktan

An – ionik

(Rodakal)

1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9%

Surfaktan

Non–ionik

(Geronol)

9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1%

Tabel 4. Persentase Komposisi Pestisida Mimba 300 EC dengan Penggunaan Pelarut n–

Heksana serta Surfaktan (MES : PMO)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Minyak Mimba 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30%

Pelarut

(n-Heksana) 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60%

Surfaktan

An – ionik

(MES)

1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9%

Surfaktan

Non–ionik

(PMO)

9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1%

32

Tabel 5. Persentase Komposisi Pestisida Mimba 300 EC dengan Penggunaan Pelarut

Pegasol serta Surfaktan (MES : PMO)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Minyak Mimba 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30% 30%

Pelarut

(Pegasol) 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60%

Surfaktan

An – ionik

(MES)

1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9%

Surfaktan

Non–ionik

(PMO)

9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1%

Minyak mimba, surfaktan anionik, dan pelarut organik dicampurkan dan

dihomogenkan dengan homogenizer selama 15–30 menit. Penambahan surfaktan

non ionik ke dalam campuran dilakukan setelah mencapai batas waktu tersebut.

Campuran kembali dihomogenkan selama ± 1 jam dengan kecepatan 8000 rpm.

Pestisida Mimba 300 EC yang diperoleh dari hasil homogenisasi dimasukkan ke

dalam botol sampel dan dijaga kesterilannya.

3.4.2. Karakterisasi Pestisida nabati Mimba 300 EC

3.4.2.1. Pengukuran Derajat Keasaman dengan pH meter (AOAC, 1995)

Alat pH meter dikalibrasi dengan menggunakan larutan penyangga dengan

pH 4 dan pH 7. Pestisida mimba dikondisikan pada suhu kamar. Pembilasan pH

meter dengan air suling dilakukan. Dilanjutkan pembilasan dengan menggunakan

sampel. Elektroda dicelupkan ke dalam sampel selama ±1 menit atau sampai pH

meter menunjukkan pH konstan. Pengukuran dilakukan secara duplo.

33

3.4.2.2. Pengukuran Viskositas dengan Viskometer Ostwald

Digunakan air sebagai pembanding. Air dimasukkan melalui tabung A

kemudian dihisap agar masuk ke tabung B tepat sampai batas a kemudian

dilepaskan dan siapkan stopwatch sebagai pengukur waktu. Waktu yang

diperlukan air untuk bergerak dari permukaan a sampai b diumpamakan sebagai

t1. Percobaan diganti dengan sampel pestisida mimba 300 EC dengan waktu alir

yang diumpamakan sebagai t2.

3.4.2.3. Pengukuran Indeks Bias dengan Refraktometer (Digital)

1–2 tetes pestisida nabati diteteskan di atas lensa optik refraktometer.

Tombol start ditekan. Layar akan menunjukkan hasil pengukuran nilai indeks

bias. Lensa optik dibersihkan dengan menggunakan aquadest dan alkohol setelah

alat selesai digunakan.

3.4.2.4. Pengukuran Ukuran dan Distribusi Partikel dengan PSA

0,5–5 % pestisida mimba diambil dengan pipet mikro dan dimasukkan ke

dalam gelas ukur. Pengenceran dengan aquademin dilakukan hingga volume tera

mencapai 10 mL. Hasil pengenceran dianalisis dengan menggunakan alat PSA.

Hasil terbaik dengan ukuran partikel skala nanoemulsi diuji stabilitas emulsinya

dalam kurun waktu 6 jam/10 menit (pada sampel yang sama).

34

3.4.2.5. Uji Stabilitas Emulsi (FAO/WHO, 2002)

0,5–5% pestisida mimba dilarutkan dalam 10 mL air. Dilakukan proses

pengocokan. Creaming diukur pada jam ke–0; 0,5; 2; 24; dan 24,5. Pada jam ke–

24 proses re–emulsifikasi dilakukan.

3.4.3. Analisis Data

Analisis data pada penelitian ini dilakukan secara deskriptif serta didukung

dengan penggunaan metode analisis statistik yaitu Uji Mann Whitney U atau U–

Test pada software SPSS guna menggambarkan pengaruh variabel bebas terhadap

karakteristik pH, indeks bias, viskositas, ukuran dan distribusi partikel, serta

stabilitas emulsi dari formula pestisida yang diperoleh. Signifikansi pengaruh

variasi konsentrasi surfaktan pada formula digambarkan melalui analisis regresi

linier. Hasil analisis ditampilkan dalam bentuk tabel, grafik, dan gambar.

35

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Formulasi Pestisida Mimba 300 EC

Pestisida nabati dibuat dalam konsentrasi 300 Emulsifiable Concentrate

(EC) dengan komposisi yang terdiri atas bahan utama (minyak mimba), surfaktan

an–ionik, surfaktan non ionik, dan pelarut organik. Variasi komposisi surfaktan

dilakukan pada penelitian guna memperoleh formula dengan sistem emulsi yang

paling stabil. Shtyka dan Sek (2016) menyatakan bahwa surfaktan memberikan

pengaruh yang cukup besar terhadap stabilitas emulsi serta ukuran dan distribusi

dari suatu partikel. Penggunaan surfaktan campuran (anionik dan nonionik) juga

dinilai lebih efektif dalam proses emulsifikasi dan stabilisasi emulsi dibandingkan

dengan penggunaan surfaktan tunggal (nonionik) (Tadros, 2013).

Surfaktan anionik bekerja dengan membentuk gaya tolak–menolak

elektrostatik melalui adsorpsi ion surfaktan pada permukaan molekul minyak

sehingga membentuk lapisan rangkap listrik (electrical double layer) dan

menghasilkan gaya tolakan coloumb antara partikel individu yang dapat

mencegah molekul–molekul minyak untuk berkoagulasi, sedangkan surfaktan

nonionik bekerja dengan membentuk suatu efek sterik yang juga dapat

menghambat terjadinya proses koagulasi (Fernandez dan Jebbanema, 2007).

36

Gambar 6. (a) Electrostatic Repulsion (Daya Tolak Antar Partikel Dengan

Muatan Sejenis) (b) Steric Stabilization (Stabilisasi yang

Disebabkan Oleh Adanya Efek Sterik/ Ruang/ Keruahan yang

Dibentuk Oleh Surfaktan Pada Sekeliling Pusat Zat Terdispersi

(Minyak)) (Sumber : Herees et al., 2014).

Mekanisme kerja surfaktan pada (Gambar 6) membuktikan adanya

sinergisme antara surfaktan anionik dan surfaktan non ionik, dimana penggunaan

campuran surfaktan lebih baik dibandingkan dengan penggunaan surfaktan

tunggalnya. Keseimbangan nilai Hydrophilic–Lipophilic Balance (HLB) pada

dasarnya juga menjadi faktor penentu kestabilan sistem emulsi (Supriyo, 2007).

Pembentukan emulsi Oil in Water (O/W) (Gambar 7) yang dilakukan pada

penelitian ini bertujuan untuk menjadikan formula pestisida sebagai fase dispersi

(zat yang terbagi–bagi menjadi butiran kecil ke dalam zat cair lain) dan air sebagai

fase kontinyu (zat cair dalam emulsi yang berfungsi sebagai bahan dasar dari

emulsi tersebut).

38

emulsi merupakan spesifikasi utama yang perlu dimiliki oleh suatu formulasi EC,

mengingat proses aplikasi yang sangat bergantung terhadap sistem emulsi.

Proses formulasi pada penelitian ini menghasilkan 27 formula pestisida

mimba 300 EC dengan bobot masing–masingnya sebesar 40 gram. Hasil

formulasi secara berurutan ditunjukkan pada Gambar 8, Gambar 9, dan Gambar

10.

Gambar 8. Hasil Formulasi Pestisida Mimba 300 EC Dengan Penggunaan

Pelarut n–Heksana Serta Surfaktan Anionik (Rodakal) dan Surfaktan

Nonionik (Geronol) Dengan Perbandingan Konsentrasi yaitu (a) 1% :

9%, (b) 2% : 8%, (c) 3% : 7%, (d) 4% : 6%, (e) 5% : 5%, (f) 6% : 4%, (g)

7% : 3%, (h) 8% : 2%, (i) 9% : 1% (Dokumentasi Pribadi, 2017).


Pelarut n–Heksana Serta Surfaktan Anionik (MES) dan Surfaktan

Nonionik (PMO) Dengan Perbandingan Konsentrasi yaitu (a) 1% : 9%,

(b) 2% : 8%, (c) 3% : 7%, (d) 4% : 6%, (e) 5% : 5%, (f) 6% : 4%, (g) 7%

: 3%, (h) 8% : 2%, (i) 9% : 1% (Dokumentasi Pribadi, 2017).

39


Pelarut Pegasol Serta Surfaktan Anionik (MES) dan Surfaktan Nonionik

(PMO) Dengan Perbandingan Konsentrasi yaitu (a) 1% : 9%, (b) 2% :

8%, (c) 3% : 7%, (d) 4% : 6%, (e) 5% : 5%, (f) 6% : 4%, (g) 7% : 3%, (h)

8% : 2%, (i) 9% : 1% (Dokumentasi Pribadi, 2017).

4.2.1. Warna

Berdasarkan hasil yang diperoleh, dapat diketahui bahwa penggunaan

paduan surfaktan MES : PMO (Gambar 9 dan Gambar 10) cenderung

memberikan warna yang lebih pekat terhadap formula dibandingkan dengan

penggunaan surfaktan Rodakal : Geronol (Gambar 8). Pewarnaan dari pestisida

dipengaruhi oleh karakteristik warna dari surfaktan, dimana surfaktan MES

berwarna cokelat muda, PMO berwarna kuning, Rodakal berwarna kuning muda,

dan Geronol tidak berwarna (putih bening).

Pengaruh variasi pelarut (Gambar 11) terhadap warna menunjukkan bahwa

pada jenis surfaktan dan perbandingan konsentrasi surfaktan anionik dan non

ionik yang serupa yaitu MES : PMO (1% : 9%) dengan penggunaan pelarut n–

Heksana pada formula cenderung menunjukkan perbedaan warna yang lebih gelap

dibandingkan dengan penggunaan pelarut pegasol, sementara pada penggunaan

jenis surfaktan Rodakal : Geronol (1% : 9%) dengan pelarut n–Heksana warna

yang dihasilkan cenderung lebih cerah dibandingkan dengan kedua formula

41

4.2.2. Odor/ Aroma

Zat cair dengan tekstur yang cukup kental, berwarna kuning hingga cokelat,

dengan odor/ aroma khas garlic/ bawang putih merupakan karakteristik utama

dari minyak mimba (Hasmat et al., 2012) yang secara spesifik terkandung dalam

formula pestisida yang diperoleh. Produk pestisida komersil seperti NeemAzal,

Bioneem, Organeem, Azaguard, Azatin, dan produk lainnya (dengan bahan utama

minyak mimba) juga memiliki karakteristik yang serupa (MSDS Produk). Cush

(2006) menyatakan bahwa pelarut merupakan satu–satunya faktor yang dapat

mempengaruhi odor/ aroma dari suatu formula pestisida EC.

4.2.3. pH

Pengukuran nilai pH bertujuan untuk meminimalisir potensi dekomposisi

zat aktif dalam bahan utama, ketidaksesuaian sifat fisik dari formula, serta potensi

korosi (pengkaratan) yang mungkin disebabkan oleh kondisi pH formula

(FAO/WHO, 2002). Nilai pH diukur pada suhu kamar.

Hasil analisis pH pada (Gambar 12) menunjukkan bahwa secara

keseluruhan, masing–masing formula pestisida mimba memiliki nilai pH yang

berkisar antara 3,9–6,9. Industri pestisida telah menetapkan rentang nilai pH yang

diizinkan dalam suatu formula pestisida yaitu 4,1–7,5 (El–Sayed dan Mohammad,

2014). Terdapat beberapa formula pestisida mimba yang tidak memenuhi kriteria

tersebut, diantaranya ialah formula pestisida dengan penggunaan pelarut

n–Heksana dan surfaktan Rodakal : Geronol dengan konsentrasi (2% : 8%), (8% :

2%), dan (9% : 1%) (% w).

42

Gambar 12. Pengaruh Perbandingan Konsentrasi Surfaktan Terhadap pH

Formulasi

Berdasarkan hasil uji statistik (U–test) pada variasi pelarut dengan taraf

signifikansi sebesar 5% menunjukkan bahwa nilai (P>0,05), yang berarti bahwa

penggunaan variasi pelarut tidak memberikan perbedaan yang nyata terhadap nilai

pH. Hasil analisis stastistik variasi surfaktan menunjukkan bahwa nilai (P<0,05),

yang berarti bahwa penggunaan variasi surfaktan memberikan perbedaan yang

nyata terhadap nilai pH (hasil analisis statistik dapat dilihat pada Lampiran 4).

Hasil analisis regresi linier pada perbandingan konsentrasi surfaktan

menunjukkan bahwasanya penambahan surfaktan anionik pada tiap formula

cenderung menurunkan nilai pH sebesar 6,34% (surfaktan Rodakal) dan 12,47%

(surfaktan MES) menjadi lebih asam. Penggunaan surfaktan Rodakal menurunkan

nilai pH menjadi lebih rendah jika dibandingkan dengan penggunaan surfaktan

MES. Hal ini dikarenakan terjadi akibat adanya perbedaan hibridisasi atom

karbon antara Rodakal dan MES, dimana Rodakal mengandung senyawa benzena

yang atom karbonnya terhibridisasi sp2

(karakter s 33,3%), sedangkan MES

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 : 9 2 : 8 3 : 7 4 : 6 5 : 5 6 : 4 7 : 3 8 : 2 9 : 1

pH

Perbandingan Konsentrasi Surfaktan (%)

Rodakal : Geronol (Heksana) MES : PMO (Heksana) MES : PMO (Pegasol)

43

mengandung atom karbon yang terhibridisasi sp3

(karakter s 25%). Karakter s

orbital karbon yang lebih besar pada hibridisasi sp2 menyebabkan bertambahnya

keelektroegatifan karbon tersebut dan menambah polaritas ikatan C–H sehingga

menyebabkan bertambahnya kuat asam (Pavia et al., 1995). Peningkatan

konsentrasi surfaktan MES yang cenderung dapat menurunkan nilai pH sebesar

12,47% disebabkan oleh adanya efek induksi (–I) dari gugus ester (gugus penarik

elektron) yang terdapat pada surfaktan MES, dimana efek tersebut dapat

menstabilkan anion sulfat dengan cara menarik elektron dan menyebabkan

berkurangnya kerapatan elektron sehingga meningkatkan proses ionisasi atom Na

dan Ca serta dapat memberikan pengaruh terhadap peningkatan keasaman

(penurunan nilai pKa) formula.

Senyawa azadirachtin yang merupakan bahan aktif utama yang terdapat

dalam minyak mimba stabil dalam kondisi pH 4–6 pada suhu kamar, sedangkan

diluar kondisi tersebut azadirachtin mengalami ketidakstabilan (Aremu dan

Femi–Oyewo, 2009). Peningkatan nilai pH dapat terjadi dengan adanya proses

emulsifikasi, dalam hal ini penambahan air akan merubah nilai pH formula untuk

mendekati atau bahkan netral (pH = 7) pada saat pengaplikasian. Berdasarkan

penelitian Olfat dan El-Shiekh (2012) dalam menentukan perubahan sifat fisiko–

kimia Neem Oil 90% EC (telah diemulsikan dengan air) pada kondisi suhu serta

waktu penyimpanan yang berbeda menunjukkan bahwa peningkatan nilai pH

hanya sebesar ±0,2 dibandingkan dengan pH awal emulsifikasi, sehingga dapat

diketahui bahwa kondisi suhu serta waktu penyimpanan tidak akan merubah pH

formula secara signifikan.

44

Efek pH pada lingkungan juga perlu menjadi perhatian penting. Penggunaan

pestisida dengan pH yang tidak sesuai dapat mempengaruhi kesuburan tanah

sehingga mengurangi nutrisi bagi tanaman (pH asam memudahkan pengikatan

senyawa logam pada tanaman secara berlebih) (Buhani and Suharso, 2006),

kelangsungan hidup mikroorganisme (Sodiq, 2000), serta dapat menyebabkan

pestisida tidak dapat terabsorpsi dengan baik (penyerangan non target), akibatnya

berpotensi meracuni air tanah serta air pada aliran permukaan, dimana hal tersebut

akan menyebabkan polusi pada sungai, danau, dan air tanah (Prabowo dan

Subantoro, 2012). Kondisi pH 5–6,5 merupakan kondisi pH tanah yang sesuai

untuk pertumbuhan tanaman (Bande et al., 2016).

Penggunaan jenis alat semprot pada aplikasi pestisida disesuaikan dengan

luas lahan yang digunakan. Terdapat berbagai jenis alat semprot, yang mana

secara umum terdapat bahan besi maupun logam pada bagiannya. Reaksi bahan

dengan O2 (Oksigen) berpotensi menyebabkan korosi pada alat dalam jangka

waktu tertentu. pH pestisida yang tidak sesuai (terlalu asam) dapat mempercepat

prosesnya. Hal ini didukung oleh Whitman dan Russel (1999) dalam Devi (2010)

yang menyatakan bahwa lingkungan asam dapat mempercepat terjadinya proses

korosi, terutama pada larutan dengan pH 1 sampai 4, prosesnya berlangsung

sangat cepat.

4.2.4. Viskositas

Pengukuran nilai viskositas dilakukan untuk mengetahui karakteristik laju

alir dari formula pestisida. Pestisida mimba bertindak sebagai fase dispersi dalam

proses emulsifikasi. Diketahui bahwa fase dispersi dapat memberikan pengaruh

45

yang signifikan terhadap viskositas emulsi (Rozanska et al., 2014) serta dapat

berpengaruh pada drift (proses penyebaran pestisida ke udara melalui

penyemprotan oleh petani yang terbawa angin) dalam proses aplikasi (Buhler et

al., 2007). Analisis viskositas dilakukan dengan menggunakan viskometer

Ostwald pada suhu kamar (perhitungan nilai viskositas dapat dilihat pada

Lampiran 3).

Hasil analisis pada (Gambar 13) menunjukkan bahwa formula pestisida

dengan penggunaan pelarut Pegasol dan surfaktan MES : PMO memiliki nilai

viskositas yang mendominasi. Perbedaan yang nyata dengan variasi surfaktan dan

pelarut telah diperoleh dari hasil uji statistik (U–test) pada taraf signifikansi

sebesar 5% menunjukkan bahwa masing–masing variasi menunjukkan nilai

probabilitas (<0,05), yang berarti bahwa jenis pelarut dan jenis surfaktan

memberikan perbedaan yang nyata terhadap nilai viskositas formula (hasil analisis

statistik dapat dilihat pada Lampiran 4).

Gambar 13. Pengaruh Perbandingan Konsentrasi Surfaktan Terhadap Viskositas

Formulasi

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

1 : 9 2 : 8 3 : 7 4 : 6 5 : 5 6 : 4 7 : 3 8 : 2 9 : 1

Vis

ko

sita

s (C

p)



46

Analisis persamaan regresi linier juga menunjukkan bahwa seiring

berkurangnya konsentrasi surfaktan non ionik, nilai viskositas cenderung

mengalami penurunan sebesar 15,77% (surfaktan Geronol) dan 22,36% (surfaktan

PMO). Penggunaan surfaktan non ionik dapat meningkatkan nilai viskositas

formula dikarenakan terdapatnya atom O dan atom C dengan jumlah yang lebih

besar pada surfaktan non ionik, sehingga penambahan konsentrasinya dapat

meningkatkan bobot molekul formula. Mezger (2011) mengemukakan bahwa

tekanan, temperatur, ukuran dan bobot molekul, serta kekuatan antar molekul

merupakan faktor yang berpengaruh terhadap viskositas dari suatu fluida cair.

Homberg et al. (2002) dalam Nazrifah (2012) menyatakan bahwa kenaikan

maupun penurunan viskositas disebabkan karena meningkatnya atau menurunnya

konsentrasi partikel, demikian pula sifat bahan alir yang bergantung pada

viskositas dan densitas cairan.

Viskositas Pegasol sebesar 1,2 Cp (pada 25°C) yang lebih besar

dibandingkan dengan viskositas n–Heksana 0,293 Cp (pada 25°C) menjadikan

formula pestisida dengan penggunaan pelarut Pegasol memiliki nilai viskositas

yang lebih tinggi. Senyawa penyusun Pegasol yang lebih kompleks menjadikan

nilai viskositas Pegasol cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan nilai

viskositas n–Heksana, karena Pegasol tersusun atas senyawa Aromatik

hidrokarbon C9–C11; 1,2,3,5–Tetrametil Benzena; 1,2,4,5–Tetrametil Benzena;

dan Naftalena (Shimidzu et al., 2008). Hal tersebut didukung oleh Cush (2008)

yang menyatakan bahwa penggunaan pelarut dapat memberikan pengaruh

terhadap nilai viskositas suatu formulasi EC.

47

Standar viskositas terendah dari suatu formula pestisida cair (termasuk

formulasi EC) menurut FAO/WHO (2010) ialah sebesar 0,2 Cp. Viskositas rata–

rata yang dimiliki oleh tiap formula pada penelitian ini ialah 76,65% (pestisida

mimba dengan pelarut n–Heksana dan surfaktan Rodakal dan Geronol), 36,07%

(pestisida mimba dengan pelarut n–Heksana dan surfaktan MES dan PMO), serta

305,3% (pestisida mimba dengan pelarut Pegasol dan surfaktan MES dan PMO)

lebih besar dibandingkan dengan viskositas air pada suhu ruang (27 °C) yaitu

0,8509 Cp.

Hasil penelitian Vasquez–Castro et al. (2007) menunjukkan bahwa

penambahan formula EC dengan nilai viskositas sebesar 1,84 Cp terhadap air

dapat menghasilkan nilai viskositas emulsi 82% lebih tinggi dibandingkan

viskositas air. Picot dan Kristmanson (2012) berpendapat bahwa viskositas dari

suatu formula dapat berpengaruh terhadap laju alir serta memberikan sedikit

pengaruh terhadap ukuran partikel yang terdistribusi pada alat semprot dalam

proses pengaplikasian. Formula pestisida dengan nilai viskositas yang rendah

memudahkan proses pengemulsian bahan aktif di dalam air (bahan aktif

teremulsikan dalam bentuk droplet) (Tadros, 2013). Semakin mudahnya bahan

aktif untuk terdispersi maka proses pengaplikasian akan lebih efektif.

Beberapa pendapat menyatakan bahwa nilai viskositas yang rendah dapat

mempengaruhi drift dari pestisida. Pengaruh tersebut dapat diminimalisir dengan

menggunakan suatu thickeners yang berfungsi untuk menambah viskositas dan

mengurangi drift (Goodman, 2011). Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan

Schampheleire et al. (2008) dalam menentukan pengaruh penambahan thickeners

terhadap pengurangan drift dari 10 pestisida dengan formulasi yang berbeda

48

menunjukkan bahwa pada formulasi cair (termasuk formulasi EC yang telah

diemulsikan) pengurangan drift tidak cukup efektif jika dibandingkan dengan tipe

formulasi padat.

Beberapa cara lain yang dapat digunakan untuk meminimalisir hal tersebut

ialah dengan mempertimbangkan penggunaan tipe dan ukuran nozzle/ lubang

semprot (semakin besar ukuran nozzle yang digunakan maka ukuran droplet yang

dihasilkan akan semakin besar), mempertimbangkan seberapa besar tekanan yang

akan dipakai pada saat penyemprotan, serta dengan memperhatikan kondisi cuaca

serta angin sebelum maupun setelah dilakukannya proses aplikasi (Buhler et al.,

2007).

4.2.5. Indeks Bias

Indeks bias merupakan besaran yang menyatakan kerapatan optik suatu

medium atau nilai perbandingan antara proyeksi sinar datang dan proyeksi sinar

bias (Tahir, Wijaya, dan Nuroniah, 2008). Reinhard dan Drefahl (1999)

mengemukakan bahwa indeks bias dapat digunakan untuk mengukur kemurinan

suatu senyawa, mengestimasi nilai titik didih, mengestimasi nilai viskositas

larutan, dan menghitung kepolaran suatu molekul. Pengukuran nilai indeks bias

pada masing–masing formula dilakukan dengan menggunakan Refraktometer

Digital merk (Atago, USA) pada suhu kamar.

Hasil analisis statistik (U–Test) berdasarkan pada variasi pelarut dan variasi

surfaktan pada taraf signifikansi sebesar 5% menunjukkan nilai (P<0,05) yang

berarti bahwa penggunaan variasi pelarut dan variasi surfaktan memberikan

perbedaan yang nyata terhadap nilai indeks bias (hasil analisis statistik dapat

49

dilihat pada Lampiran 4). Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi nilai indeks

bias diantaranya ialah temperatur, tekanan (Ali et al., 2003) dan massa jenis

(kerapatan) (Liu dan Daum, 2008).

Berdasarkan hasil yang diperoleh pada (Gambar 14) diketahui bahwa

penggunaan pelarut Pegasol pada pestisida mimba cenderung memberikan nilai

indeks bias yang lebih tinggi dibandingkan dengan pestisida mimba dengan

penggunaan pelarut n–Heksana. Kandungan senyawa pada pelarut Pegasol

terbilang lebih kompleks dibandingkan n–Heksana, sehingga mempengaruhi

kerapatan molekulnya. Tingginya kerapatan molekul suatu medium menyebabkan

cahaya akan lebih dibiaskan, sehingga dapat meningkatkan nilai indeks bias

formula.

Gambar 14. Pengaruh Perbandingan Konsentrasi Surfaktan Terhadap Nilai

Indeks Bias Formulasi

Hasil analisis regresi linier juga menunjukkan bahwa peningkatan

konsentrasi surfaktan anionik (Rodakal) serta surfaktan non ionik (PMO)

1.34

1.36

1.38

1.4

1.42

1.44

1.46

1.48

1.5

1.52

1 : 9 2 : 8 3 : 7 4 : 6 5 : 5 6 : 4 7 : 3 8 : 2 9 : 1

Ind

eks

Bia

s



50

cenderung meningkatkan nilai indeks bias formula pestisida 37,02% dan 1,12%

lebih besar akibat jumlah ikatan rangkap yang lebih besar dibandingkan dengan

jumlah ikatan rangkap pada surfaktan anionik (MES) serta surfaktan non ionik

(Geronol). Tahir, Wijaya, dan Nuroniah (2008) menyatakan bahwa ikatan rangkap

dapat meningkatkan kerapatan antar molekul, sehingga cahaya datang pada bahan

akan lebih dibiaskan.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Olfat dan El-Shiekh

(2012) dengan analisis pengaruh suhu dan kondisi penyimpanan terhadap nilai

indeks bias pada formula pestisida 90% EC menunjukkan bahwa pada kondisi

awal formulasi, penyimpanan indoor, penyimpanan pada suhu 54 °C,

penyimpanan outdoor, serta penyimpanan pada suhu 72 °C dengan waktu

penyimpanan yang berbeda tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap

nilai indeks bias.

Emulsi yang termasuk ke dalam kategori partikel koloid memiliki sifat yaitu

efek tyndall (light scattering/ penghamburan cahaya). Sifat tersebut memberikan

efek penghamburan cahaya ke segala arah oleh partikel koloid (ukuran partikel

koloid berkisar antara 1–1000 nm) (Gottselig et al., 2016). Pfaffilin dan Ziegler

(2006) mengemukakan bahwa salah satu faktor yang dapat mempengaruhi sifat

tersebut ialah indeks bias, dimana indeks bias dapat mempengaruhi intensitas

penyerapan cahaya oleh partikel koloid. Semakin tinggi nilai indeks bias maka

intensitas cahaya yang dapat diserap oleh partikel koloid akan semakin berkurang,

akibatnya pengurangan efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid dapat

terjadi.

51

4.2.6. Ukuran dan Distribusi Partikel

Analisis ukuran dan distribusi partikel dilakukan untuk meminimalisir

ketidakstabilan sistem emulsi yang dapat ditimbulkan oleh ukuran serta distribusi

partikel yang tidak sesuai. Besarnya ukuran partikel serta distribusi partikel yang

tidak merata dapat meningkatkan kemungkinan partikel fase dispersi untuk

berkoagulasi (Troy dan Beringer, 2006). Pengukuran dilakukan dengan alat

Particle Size Analyzer (PSA) menggunakan sistem Dynamic Light Scattering

(DLS), dimana intensitas cahaya yang dihamburkan oleh partikel menjadi prinsip

dasar pengukurannya (Chen et al., 2013). Nilai ukuran partikel dalam analisis

PSA dinyatakan sebagai z–Average (ukuran partikel rata–rata) sedangkan nilai

distribusi partikel dalam analisis PSA dinyatakan sebagai PI (Polydispersity

Indeks). (Nilai ukuran dan distribusi partikel dapat dilihat pada Lampiran 6).

Gambar 15. Pengaruh Perbandingan Konsentrasi Surfaktan Terhadap Ukuran

Partikel Formulasi

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1 : 9 2 : 8 3 : 7 4 : 6 5 : 5 6 : 4 7 : 3 8 : 2 9 : 1

z -

Ave

rag

e

(nm

)



52

Gambar 16. Pengaruh Perbandingan Konsentrasi Surfaktan Terhadap Distribusi

Partikel Formulasi

Hasil analisis statistik (U-Test) ukuran partikel pada (Gambar 15) serta

distribusi partikel pada (Gambar 16) dengan taraf signifikansi sebesar 5%

menunjukkan bahwa keduanya memiliki nilai (P<0,05) pada variasi pelarut,

sedangkan nilai (P>0,05) ditunjukkan pada variasi surfaktan (hasil analisis

statistik dapat dilihat pada Lampiran 4). Hal tersebut berarti bahwa penggunaan

variasi pelarut memberikan perbedaan yang nyata terhadap ukuran dan distribusi

partikel formula.

Pengaruh yang diberikan pelarut terhadap ukuran partikel disebabkan oleh

perbedaan konstanta dielektrik (ε) pada masing–masing pelarut. Konstanta

dielektrik merupakan pengukur relatif kepolaran dari suatu pelarut (Wakai et al.,

2005). Farrukh et al. (2016) dalam penelitiannya telah membuktikan bahwa

kesesuaian konstanta dielektrik (kepolaran) antara pelarut dan zat terlarut akan

menyebabkan ukuran partikel zat terlarut semakin kecil.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

1 : 9 2 : 8 3 : 7 4 : 6 5 : 5 6 : 4 7 : 3 8 : 2 9 : 1

PI

(Po

lyd

isp

ers

ity I

nd

ek

s)



53

N–Heksana memiliki konstanta dielektrik sebesar 1,89 (Naik et al., 2012).

Rendahnya nilai tersebut mengindikasikan bahwa kepolaran yang dimiliki ialah

sangat rendah (bersifat non polar) dibandingkan dengan pelarut Pegasol. Diduga

pelarut Pegasol memiliki konstanta dielektrik ≥ 2,284 (ε senyawa Benzena (Naik

et al., 2012)) akibat kandungan senyawa Benzena yang mendominasi pada

komposisi pelarut Pegasol. Sesuai dengan prinsip Like Dissolve Like, dimana

minyak mimba yang bersifat non polar (nilai ε pada minyak nabati cenderung

rendah (Samaro, 2011)) akan mudah larut dalam pelarut yang juga bersifat non

polar, sehingga perbedaan nilai konstanta dielektrik antara pelarut dan zat terlarut

akan mempengaruhi nilai kelarutan (Tippavajhala et al., 2017).

Peningkatan kelarutan menandakan besarnya interaksi antara zat terlarut dan

pelarut akibat luas permukaan partikel yang cenderung meningkat seiring dengan

berkurangnya ukuran partikel zat terlarut. N–Heksana yang lebih bersifat non

polar dibandingkan pelarut Pegasol dapat meningkatkan kelarutan, sehingga

mempengaruhi nilai ukuran partikel dari minyak mimba sebagai fase terdispersi.

Berkurangnya nilai ukuran partikel dapat mempengaruhi nilai distribusi partikel

secara langsung.

Analisis regresi linier juga menunjukkan bahwa peningkatan ukuran dan

distribusi partikel terjadi seiring dengan meningkatnya konsentrasi surfaktan

anionik, dimana ukuran partikel mengalami peningkatan sebesar 5683,42%

(surfaktan Rodakal) dan 16,41% (surfaktan MES), sedangkan nilai distribusi

partikel mengalami peningkatan sebesar 323,39% (surfaktan Rodakal) dan

28,33% (surfaktan MES). Bagian kepala surfaktan anionik yang bersifat polar

serta peningkatan konsentrasi surfaktan anionik pada formula menyebabkan

54

terjadinya peningkatan momen dipol, sehingga dapat meningkatkan interaksi

dipol–dipol antar molekul surfaktan dan memudahkan terjadinya pembentukan

aggregate (kumpulan molekul) (Ganguli dan Ganguli, 2012).

Partikel emulsi yang termasuk dalam kategori koloid semestinya tidak

terpengaruh oleh gaya gravitasi bumi karena pengendapan maupun pengapungan

partikel fase dispersi dapat dihambat oleh adanya pergerakan partikel secara terus

menerus dengan gerakan patah–patah atau zig–zag yang dikenal dengan gerak

brown (Ghernaout et al., 2015). Pergerakan tersebut dapat diukur dan dinyatakan

melalui nilai distribusi partikel yang diperoleh dari hasil analisis PSA. Semakin

kecil ukuran partikel, maka distribusi partikelnya akan semakin cepat, sedangkan

untuk partikel berukuran besar berlaku sebaliknya (Cheng et al., 2008).

Nilai ukuran dan distribusi partikel pestisida mimba yang diformulasikan

dengan menggunakan pelarut Pegasol serta surfaktan MES dan PMO dengan

konsentrasi (6% : 4%); (7% : 3%); (8% : 2%); dan (9% : 1%) tidak dapat

terdeteksi oleh alat karena ukuran partikel emulsi yang berada diluar kemampuan

analisis alat yaitu 0,3 nm–8 μm (HORIBA, 2012). Berdasarkan hal tersebut dapat

diindikasikan bahwa ukuran partikel yang dimiliki oleh emulsi > 8 μm.

Nilai distribusi partikel (PI) rata–rata untuk suatu emulsi berkisar antara

0,08–0,7. Dalam range tersebut sampel bersifat polidispersi (fase dispersi

teremulsikan) sehingga distribusi partikel dinilai cukup baik. Jika nilai PI dari

formula < 0,08 maka dapat dipastikan bahwa sampel bersifat monodispersi (fase

dispersi tersuspensikan), sedangkan apabila nilai PI ˃ 0,7 berarti bahwa sampel

memiliki distribusi yang sangat luas (fase dispersi terlarutkan) (Shaw, 2012).

Hasil yang diperoleh pada (Gambar 16) menunjukkan bahwa hanya terdapat

55

sekitar 62,96% dari keseluruhan formula yang memiliki kesesuaian dengan

standar nilai PI emulsi yang telah ditetapkan.

Selain penggunaan pelarut dan konsentrasi surfaktan anionik yang dapat

mengurangi nilai ukuran partikel, penggunaan teknik homogenizer juga

memberikan pengaruh terhadap ukuran partikel zat terlarut. BASF (2008)

menyatakan bahwa adanya tekanan yang tinggi memaksa bahan untuk melewati

celah sempit, sehingga pengadukan dengan bantuan homogenizer di dalam larutan

mengakibatkan partikel antar bahan akan lebih homogen (Gambar 17). Hal ini

sejalan dengan hasil studi yang telah dilakukan oleh Juttulapa dan Sriamornsak

(2017) dimana penggunaan homogenizer dapat memperkecil ukuran partikel serta

meningkatkan kestabilan sistem emulsi.

Gambar 17. Pengaruh Homogenizer Terhadap Partikel (Sumber : BASF, 2008).

Schwarz, Contescu, dan Putyera (2004) mengemukakan bahwa semakin

kecilnya ukuran partikel fase dispersi (formula pestisida), maka penghambatan

proses koagulasi akan semakin meningkat akibat terjadinya pengurangan interaksi

energi antar partikel. Berdasarkan hasil analisis dapat diketahui bahwa formula

pestisida mimba yang memiliki nilai ukuran partikel terkecil ialah formula

pestisida mimba dengan penggunaan pelarut n–Heksana serta surfaktan Rodakal

dan Geronol dengan perbandingan konsentrasi (1% : 9%) (hasil analisis PSA

dapat dilihat pada Lampiran 5). Nilai PI yang dimiliki juga sesuai dengan standar

yang telah ditetapkan yaitu sebesar 0,447. Dengan demikian, uji stabilitas emulsi

56

dilakukan pada formula tersebut, sesuai dengan standar uji stabilitas emulsi yang

telah ditentukan oleh FAO/WHO untuk suatu pestisida dengan formulasi EC.

4.2.7. Stabilitas Emulsi

Uji stabilitas emulsi dilakukan untuk menentukan apakah emulsi yang

terbentuk antara minyak mimba sebagai fasa terdispersi, pelarut (n–Heksana

maupun Pegasol) sebagai fase pendispersi, serta air yang bertindak sebagai fasa

kontinyu memiliki kestabilan sistem emulsi yang sesuai dengan standar yang telah

ditentukan oleh FAO untuk suatu formulasi EC ataukah tidak.

Pengujian kestabilan emulsi dilakukan dengan menganalisis pembentukan

cream setalah dilakukannya proses emulsifikasi. Terjadinya creaming merupakan

salah satu hal yang mengindikasikan ketidakstabilan sistem emulsi (Madaan et al.,

2014). Uji stabilitas emulsi dilakukan dengan pengukuran creaming secara

manual dalam kurun waktu 24,5 jam. Waktu pengukuran dilakukan pada jam ke–

0; 0,5; 2; 24, dan 24,5 setelah proses emulsifikasi dilakukan. Pada saat waktu

pengukuran telah mencapai 24 jam dilakukan proses re–emulsifikasi dengan

tujuan untuk mengetahui kemungkinan proses emulsifikasi ulang yang dapat

dilakukan pada sistem emulsi yang tidak stabil.

Hasil yang diperoleh pada (Tabel 6), (Tabel 7), dan (Tabel 8) menunjukkan

bahwa pada proses emulsifikasi sekitar 77,77% formula pestisida mimba dengan


menghasilkan emulsi yang cukup stabil, meskipun waktu creaming yang

dibutuhkan ialah beragam. Formulasi pestisida mimba dengan penggunaan pelarut

n–Heksana dan Pegasol serta surfaktan yang sama yaitu MES dan PMO masing–

57

masingnya menunjukkan bahwa hanya sekitar 22,22% dan 33,33% formula yang

memiliki kestabilan emulsi, karena sebagian besar creaming terjadi pada jam ke–0

setelah dilakukannya proses emulsifikasi.

Tabel 6. Hasil Uji Stabilitas Emulsi Pestisida Mimba Dengan Penggunaan Pelarut

n–Heksana Serta Surfakatan Rodakal dan Geronol

Perbandingan

Konsentrasi

Surfaktan (% w)

Waktu Creaming

0 Jam 0,5 Jam 2 Jam 24 Jam 24,5 Jam

1 : 9 0 mL 0,05 mL 0,05 mL 0,10 mL 0,05 mL

2 : 8 0 mL 0,20 mL 0,25 mL 0,25 mL 0,20 mL

3 : 7 0 mL 0,20 mL 0,25 mL 0,35 mL 0,20 mL

4 : 6 0 mL 0,20 mL 0,25 mL 0,40 mL 0,20 mL

5 : 5 0 mL 0,20 mL 0,25 mL 0,40 mL 0,20 mL

6 : 4 0 mL 0,30 mL 0,30 mL 0,40 mL 0,30 mL

7 : 3 0 mL 0,30 mL 0,40 mL 0,50 mL 0,30 mL

8 : 2 - - - - -

9 : 1 - - - - -

NB : (-) = Creaming Terjadi Dari Jam Ke – 0


n–Heksana Serta Surfakatan MES dan PMO

Perbandingan

Konsentrasi

Surfaktan (% w)

Waktu Creaming


1 : 9 0 mL 0,70 mL 0,85 mL 0,95 mL 0,70 mL

2 : 8 0 mL 0,60 mL 0,70 mL 0,85 mL 0,60 mL

3 : 7 - - - - -

4 : 6 - - - - -

5 : 5 - - - - -

6 : 4 - - - - -

7 : 3 - - - - -

8 : 2 - - - - -

9 : 1 - - - - -


58


Pegasol Serta Surfakatan MES dan PMO

Perbandingan

Konsentrasi

Surfaktan (% w)

Waktu Creaming


1 : 9 0 mL 0,70 mL 0,85 mL 0,95 mL 0,70 mL

2 : 8 0 mL 0,90 mL 0,90 mL 0,85 mL 0,90 mL

3 : 7 0 mL 0,70 mL 0,85 mL 0,95 mL 0,70 mL

4 : 6 - - - - -

5 : 5 - - - - -

6 : 4 - - - - -

7 : 3 - - - - -

8 : 2 - - - - -

9 : 1 - - - - -


Standar batas maksimum creaming dalam kurun waktu 2 jam menurut

FAO/WHO (2002) ialah sebesar 0,2 mL. Berdasarkan hasil pengukuran creaming

dapat diketahui bahwa formula pestisida yang memenuhi standar ialah pestisida

mimba dengan penggunaan pelarut n–Heksana serta surfaktan Rodakal dan

Geronol dengan perbandingan konsentrasi (1% : 9%). Kestabilan partikel emulsi

yang terbentuk pada formula tersebut dianalisis kembali dengan menggunakan

alat PSA.

Gambar 18. Hasil Uji Stabilitas Ukuran Partikel Emulsi Pestisida Mimba Dengan

Penggunaan Pelarut n–Heksana Serta Surfaktan Rodakal dan

Geronol Pada Perbandingan Konsentrasi (1% : 9%) dengan PSA

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250 300 350 400

z-A

vera

ge (

nm

)

Waktu (Menit)

59

Gambar 19. Hasil Uji Stabilitas Distribusi Partikel Emulsi Pestisida Mimba

Dengan Penggunaan Pelarut n–Heksana Serta Surfaktan Rodakal dan

Geronol Pada Perbandingan Konsentrasi (1% : 9%) dengan PSA

Berdasarkan hasil anaisis PSA pada (Gambar 18 dan Gambar 19)

menunjukkan bahwa secara keseluruhan pembentukan partikel pada formula

cenderung stabil. Nilai PI (distribusi partikel) yang dimiliki masih berkisar dalam

batas standar (0,08–0,7), yang menandakan bahwa distribusi partikel cukup stabil

sehingga dapat menghambat terjadinya koagulasi antar partikel. Peningkatan

waktu emulsifikasi dapat meningkatkan ukuran partikel sebesar 1,86% serta dapat

meningkatkan distribusi partikel sebesar 5,2%.

Tegangan permukaan air pada suhu 20 °C berkisar antara 73 dyne/cm (The

International Association, 2007) sedangkan tegangan permukaan minyak Mimba

pada suhu 20 °C ialah sebesar 39 dyne/cm (Melo–Espinosa et al., 2013).

Perbedaan tegangan permukaan antar keduanya menjadikan nilai tegangan antar

muka campuran relatif tinggi. Dalam menurunkan tegangan tersebut maka

digunakan penambahan surfaktan yaitu zat yang aktif pada permukaan cairan

yang dapat menurunkan nilai tegangan antar muka dari kedua cairan yang

immiscible (tidak dapat saling bercampur).

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Po

lyd

isp

ersi

ty I

nd

ex (

PI)

Waktu (Menit)

61

Berdasarkan studi yang telah dilakukan oleh Ibrahim, Raman, dan Yusop

(2015) menyatakan bahwa panjang rantai hidrokarbon yang terkandung dalam

surfaktan dapat memberikan pengaruh terhadap stabilitas emulsi. Semakin

panjang rantai alkil hidrokarbon surfaktan (hidrofobik), maka kemampuan

surfaktan untuk menurunkan nilai Critical Micelle Concentration (CMC) ialah

semakin besar (Sjoblom, 2005). Nilai CMC pada dasarnya merupakan batas

konsentrasi kritis surfaktan dalam suatu larutan. Diatas konsentrasi tersebut akan

terjadi pembentukan micelle (kumpulan unit yang terdiri dari sejumlah molekul

surfaktan) atau aggregat (Supriyo, 2007).

Penambahan panjang rantai hidrokarbon (hidrofobik) dapat meningkatkan

aktivitas permukaan, sementara penambahan rantai hidrokarbon (hidrofilik) dapat

mengurangi aktivitas permukaan, dengan meningkatnya aktivitas tersebut maka

dapat menurunkan nilai tegangan permukaan (Attwood dan Florence, 2012). Dari

hasil penelitian ini dapat diketahui bahwa emulsi yang paling stabil dimiliki oleh

pestisida nabati yang diformulasikan dengan pelarut n–Heksana serta surfaktan

Rodakal dan Geronol. Panjang rantai hidrokarbon (hidrofobik) surfaktan Rodakal

(C12) dan Geronol (C18) yang melebihi panjang rantai alkil surfaktan MES (C10)

dan PMO (C17) menjadi salah satu penyebab emulsi dari formula dengan

penggunaan surfaktan Rodakal dan Geronol bersifat lebih stabil.

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Savitri (2016) dalam

menganalisis komponen penyusun minyak mimba menunjukkan bahwa sebagian

besar komponen penyusun minyak mimba merupakan asam lemak, dimana

perolehan hasil ditunjukkan pada Tabel 8.

62

Tabel 8. Hasil Analisis Minyak Mimba dengan Alat GC–MS

Komponen % kualitatif berdasarkan

peak area

4,7-Diethyl-1,2,3,5,6-pentathiepan 0.11

Asam Palmitoleat 0,27

Asam palmitat 15.60

Asam linoleat 9.17

Asam oleat 57.45

Asam stearat 11.28

Squalene 6.22

Jumlah 100.00

(Sumber : Savitri, 2016)

Selain menganalisis komponen senyawa penyusun minyak mimba, Savitri

(2016) juga menganalisis pengaruh penyemprotan pestisida mimba 300 EC

(formulasi dilakukan dengan penggunaan pelarut Pegasol serta surfaktan Rodakal

dan Geronol) terhadap komponen senyawa penyusun tanah. Hasil studi tersebut

menunjukkan bahwa konsentrasi penyemprotan sebesar 4% formula per–Liter air

tidak memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap komponen senyawa

penyusun tanah, hanya saja sedikit menurunkan konsentrasinya, sedangkan pada

konsentrasi yang lebih tinggi maupun lebih rendah pengaruh yang diberikan

cukup signifikan yaitu menyebabkan hilangnya beberapa komponen senyawa,

diantaranya ialah asam lemak.

Asam lemak pada dasarnya merupakan bagian dari senyawa non–humat

(bahan yang tidak terhumifikasi/ tidak mengalami proses pembentukan humus

(tanah yang sangat subur)) yang terdapat di dalam tanah, dimana dekomposisinya

dapat menghasilkan hara Nitrogen (N), Fosfor (P), dan Sulfur (S) yang berfungsi

sebagai unsur hara makro (unsur hara yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah

yang relatif besar) bagi tumbuhan (Munawar, 2011).

63

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

Simpulan yang didapat pada penelitian ini adalah :

1. Variasi komposisi surfaktan memberikan pengaruh yang nyata terhadap

warna, pH (menurun 6,34% untuk Rodakal dan 12,47% untuk MES), indeks

bias (meningkat 37,02% untuk Geronol dan 1,12% untuk PMO), dan

viskositas (menurun 15,77% untuk Rodakal dan 22,36% untuk MES),

sedangkan variasi pelarut memberikan pengaruh yang nyata terhadap odor/

aroma, indeks bias, viskositas, ukuran partikel (meningkat 1,86%) dan

distribusi partikel (menurun 5,2%) formula pestisida.

2. Formula pestisida terbaik yang diperoleh ialah pestisida mimba yang

diformulasikan menggunakan pelarut n–Heksana serta surfaktan Rodakal

dan Geronol pada perbandingan konsentrasi (1% : 9%) dengan warna

kuning kecokelatan; pH 4,26; viskositas 1,70; indeks bias 1,413; ukuran

partikel 116,4 nm; distribusi partikel 0,447; serta creaming sebesar 0,1 ml

setelah 24 jam.

5.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, saran untuk pengembangan

penelitian ini adalah :

1. Perlu dilakukan analisis kadar bahan aktif seperti Azadirachtin,

Meliantriol, Nimbin, Salannin, dan lain–lain. pada bahan utama maupun

64

formula pestisida secara spesifik dengan menggunakan alat HPLC/ LC–

ESI–MS/MS.

2. Perlu dilakukan uji efikasi lebih lanjut untuk mengetahui dosis formula

pestisida yang tepat dalam proses aplikasi.

3. Perlu dilakukan uji degradasi untuk membuktikan bahwa formula pestisida

mimba yang dihasilkan bersifat biodegradable (mudah terurai di alam).

4. Perlu dilakukan analisis dampak penggunaan formula pestisida terhadap

lingkungan guna menghindari terjadinya pencemaran tanah, air, maupun

udara akibat adanya penggunaan pestisida.

65

DAFTAR PUSTAKA

Ali, M. H., El – Samahy, A. E., Farhoud, M. A., Hamdalla, T. A. 2003. Influence

of Temperature and Pressure on Dispersion Properties of Nonlinear Single

Mode Optical Fibers. IIUM Engineerinng Journal, Vol. 4, No. 2 : 1–12.

Anjali, CH, Sharma Y, Mukherjee A, Chandrasekaran N. 2012. Neem oil

(Azadirachta indica) nanoemulsion A potent larvicidal agent against Culex

quinquefasciatus. Pest Management Science, 68 : 158–163.

Anya, U. A., Chioma, N. N., and Obinna, O. 2012. Optimized Reduction of Free

Fatty Acid Content on Neem Seed Oil. Journal of Basic and Applied

Chemistry Vol. 2, No. 4 : 21–28.

AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of The Association of Analytical

Chemist. Washington D. C.

Ardiansyah, Wiranto, Mahajoeno, E. 2001. Toksisitas Ekstrak Daun Mimba

(Azadirachtin Indica A. Juss) Pada Siput Murbei (Pamoeca Canaliculata).

Skripsi. Solo : Universitas Negeri Semarang.

Aremu, O.I. and Femi–Oyewo, M. N. 2009. Physico-Chemical Stability Studies

of Neem (Azadirachta indica) Seed Oil Cream. African Research Review

Vol. 3, No. 3 : 1–11.

Aryanto. 2015. Gambar Daun Mimba.

http://www.aryanto.id/artikel/id/997/menegenal-khasiat-dan-manfaat-daun-

mimba-bagi-kesehatan. (Diakses Pada Tanggal 06 Desember 2017, Pukul

08:40 WIB).

Attwood, D. dan Florence, A. T. 2012. FASTtrack Physical Pharmacy. London :

Pharmacy Press.

Badarudin, Z. 1997. Propoxure. Jakarta : PT. Prabawa Dibya Weluarta.

Bande, L. O. S., Hadisutrisno, B., Somowiyarjo, S., Sunarminto, B. H., dan

Wahab, A. 2016. Korelasi Sifat Fisik dan Kimia Tanah dengan Intensitas

Penyakit Busuk Pangkal Batang Tanaman Lada. Jurnal Littri Vol. 22, No. 2

: 63 – 70.

BASF. 2010. Mode of Action of Emulsifier Manufacture of Emulsion (Superseeds

Edition EMV). USA : BASF Company.

Buhani dan Suharso. 2006. Pengaruh pH Terhadap Adsorpsi Ion Logam

Gabungan Cu (II), Zn (II), Mn (II), dan Fe (II) pada Asam Humat. Indonesia

Journal Chemistry Vol. 6, No. 1 : 43–46.

Buhler, W. G., Langley, R. L., Luginbuhl, R. C., Jones, J. P., and Burnette Jr, J.W.

2007. Violations of Pesticide Use and Worker Safety Regulations in North

http://www.aryanto.id/artikel/id/997/menegenal-khasiat-dan-manfaat-daun-mimba-bagi-kesehatan

http://www.aryanto.id/artikel/id/997/menegenal-khasiat-dan-manfaat-daun-mimba-bagi-kesehatan

66

Carolina. Journal of Agricultural Safety and Health Vol. 13, No. 2 : 189–

203.

Campos, E. V. R., de Olivera, J. L., Pascoli, M., de Lima, R., dan Fraceto, L. F.

2016. Neem Oil and Crop Protection: From Now to The Future. Front Plant

Science, Vol. 7. doi: 10.3389/fpls.2016.01494.

Chaudhary, S., Kanwar, R. K., Seghal, A., Cahill, D. M., Barrow, C. J., Sehgal,

R., and Kanwar, J. R. 2017. Progress On Azadirachta indica Based

Biopesticides in Replacing Synthetic Toxic Pesticides. Frontiers in Plant

Science. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00610.

Chen, Z., Hu, P., Meng, Q., and Dong, X. 2013. Novel Optical Fiber Dynamic

Light Scatterimh Measurement System for Nanometer Particle Size.

Advance in Material Science and Engineering, Vol. 2013. doi:

10.115/2013/250121.

Cheng, K. L., Sheng, Y. J., amd Tsao, H. K. 2008. Brownian Escape and Force–

Driven Transport Through Entropic Barries : Particle Size Effect. The

Journal of Chemical Physics, Vol. 129, No. 18. doi: 10.1063/1.3009621.

Cush, Randy. 2006. Back to Basics : A Review of Pesticide Formulation Types.

Golf Course Management Vol. 74, No. 1 : 143–145.

Djojosumarto, P. 2009. Teknik Aplikasi Pestisida Pertanian. Yogyakarta : Kasius.

Donnaokap. 2017. Viskositas Cairan Berbagai Larutan.

http://student.unud.ac.id/donnaokap/news/33595. (Diakses Pada Tanggal 06

Desember 2017, Pukul 09:45 WIB).

Dubey, S., Dwivedi, P., Dwivedi, K., and Chaturvedi, A. 2015. Studies on The

Interfacial Tension and Surface Tension of Oil/ Water Emulsion. Indian

Journal of Applied Research, Vol. 5, No. 6 : 334–340.

Duncan, C. 2014. Introduction of Herbicide Formulation.

http://techlinenews.com/herbicides/herbicideformulations2014. (Diakses

Pada Tanggal 06 November 2017, Pukul 07:01 WIB).

El–Sayed, W. and Mohammad, T. G. M. 2014. Preparation and Characterization

of Alternative Oil in Water Emulsion Formulation of Deltamethrin.

American Journal of Experimental Agriculture Vol. 4, No. 4 : 405–414.

FAO/WHO. 2002. Manual on Development and Use of FAO and WHO

Spestification for Pesticides. Rome : FAO of The United Nations.

Farrukh, M. A., Muneer, I., Butt, K. M., Batool, S., and Fakhar, N. 2016. Effect of

Dielectric Constant of Solvents on The Particle Size and Bangdap of

La/SnO2–TiO2 Nanoparticles and Their Catalytic Properties. Journal of The

Chinese Chemical Society, Vol. 63, No. 12 : 952 – 959.

Fernandez A.M. and Jabbanema, L. The Effect of Surfactant Selection on

Emulsion Polymer Properties. Advances in Intelligent Coatings Design. The

http://student.unud.ac.id/donnaokap/news/33595

http://techlinenews.com/herbicides/herbicideformulations2014

67

Waterborne Symposium; 2007 Des 1; New Orleans, Los Angles. New

Orleans (US) : University of Southern Mississippi School of Polymers and

High Performance Materials.

Formentini M. A., Alves L. F. A., Schapovaloff M. E. 2016. Insecticidal activity

of neem oil against Gyropsylla spegazziniana (Hemiptera: Psyllidae)

nymphs on Paraguay tea seedlings. Braz. J. Biol. doi: 10.1590/1519-

6984.04915.

Ganguli, D. and Ganguli, M. 2012. Inorganic Particle Synthesis via Macro and

Microemulsions: A Micrometer to Nanometer Landscape. USA : Springer

Science and Business Media.

Ghernaout, D., Al–Ghonamu, A. I., Boucherit, A., Ghernaout, B., Naceur, M. W.,

Messaoudene, N. A., Aichouni, M., Mahjoubi, A. A., and Elboughdiri, N.

A. 2015. Brownian Motion and Coagulation Process. American Journal of

Environmental Protection, Vol. 4, No. 5 : 1–15.

Goodman, N. (editor). 2011. Private Pesticide Applicator Safety Education

Manual 19th

Edition. United States : University of Minnesota Extension.

Gottselig, N., Nischwitz, V., Meyn, T., Amelug, W., Bol, R., Halle, C.,

Vereecken, H., Siemens, J., and Klumpp, E. 2016. Phosporus Binding to

Nanoparticles and Colloids in Forest Stream Waters. Vadose Zone Journal,

Vol. 64, No. 7 : 1–12.

Handayani, Prima A., Heti N. 2015. Ekstraksi Minyak Atsiri Daun Zodia (Evodia

Suaveolens) dengan Metode Maserasi dan Destilasi Air. Jurnal Bahan

Alam Terbarukan Vol. 4, No. 1 : 1 – 7.

Haryono. 2011. Konsep dan Strategi Penelitian dan Pengembangan Pestisida

Nabati. Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Kementrian

Pertanian. Semnas Pesnab IV Jakarta 15 Oktober 2011.

Hasmat, I., Azad, H., and Achmed A. 2012. Neem (Azadirachta indica A. Juss) –

A Natures Drugstore : An Overview. International Research Journal of

Biological Sciences Vol. 1, No. 6 : 76–79.

Heeres, A.S., Picone, C.S.F., van der Wielen L.A.M., Cunha, R.L., and Cuellar,

M.C. 2014. Microbial Advanced Biofules Production: Overcoming

Emulsification Challenges For Large–Scale Operation (Review). Trends in

Biotechnology Vol. 32, No. 4 : 221–229.

Holmberg, K., Jonsson, B., Kronberg, B. and Lindman, B. 2003. Surfactant and

Polymers in Aqueous Solution, 2nd

Edition. New York: John Wiley & Sons,

Ltd.

HORIBA. 2012. A Guidebook to Particle Size Analysis. USA : HORIBA

Instruments, Inc.

68

Ibrahim, N., Raman, I. A., and Yusop, M. R. 2015. Effect of Functional Group of

Non Ionic Surfactants on The Stability of Emulsion. Malaysian Journal of

Analytical Science, Vol. 19, No. 1 : 261–267.

International Potato Center and FA. 2006. All About Potatoes. An Ecological

Guide to Potato Integrated Crop Management. A Handbook to Ecology

and Integrated Management of Potato.

Juttulapa, M. dan Sriamornsak, P. 2017. Effect of High-Pressure Homogenization

on Stability of Emulsions Containing Zein and Pectin. Asian Journal of

Pharmaceutical Sciences, Vol. 12, No. 1 : 21–27.

Kardiman, A. 2006. Mimba (Azadirachta Indica) Bisa Merubah Perilaku Hama.

Sinar Tani Edisi 29 Maret – 4 April. Bogor : Balai Penelitian Tanaman

Rempah dan Obat.

Kardinan, A. 2000. Pestisida Nabati : Ramuan dan Aplikasi. Jakarta : Penebar

Swadaya.

Kishi, M., Hirschhorn N., Djajadisastra M., Satterlee L. N., Strowman, S., Dilts R.

1995. Relationship of Pesticide Spraying to Signs and Symptoms in

Indonesian Farmers. Scand. J. Work Environmental Health, Vol. 2, No. 1 :

124 – 133.

Kusnoputranto. 1995. Toksikologi Lingkungan. Jakarta : Pusat Penelitian Sumber

Daya Manusia Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Indonesia.

Li S. Y., Skinner A. C., Rideout T., Stone D. M., Crummey H., Holloway G.

2003. Lethal and sublethal effects of a neem-based insecticide on balsam fir

sawfly (Hymenoptera: Diprionidae). J. Econ. Entomol. Vol. 96 : 35–42. doi:

10.1093/jee/96.1.35.

Liu, Y. dan Daum, P. H. 2008. Relationship of Refractive Index to Mass Density

and Self – Consistency of Mixing Rules for Multicomponent Mixtures Like

Ambient Aerosols. Journal Aerosol Science, Vol. 39 : 974–986. doi:

10.1016/j.jaerisci.2008.06.006.

Ludyahantoro, A., dan Tukiran. 2012. Formulasi Bioinsektisida dari Ekstrak

Kloroform Batang Tumbuhan Bakau Hitam (Rhizophora mucronata

Lamk.). Jurnal of Chemistry Vol. 1, No.1 : 14 – 18.

Madaan, V., Chanana, A., Kataria, M. K., and Bilandi, A. 2014. Emulsion

Technology and Recent Trends in Emulsion Application. International

Research Journal of Pharmacy, Vol. 5, No. 7 : 533–542.

Malvern. 2012. Zetasizer Range. http://www.malvern.com/labeng/

products/zetasizer/zetasizer.html. (Diakses Pada Tanggal 02 Februari

2017, Pukul 14:16 WIB).

Mardiningsih, T.L., Sukmana C., Tarigen N., dan Suriati S. 2010. Efektifitas

Insektisida Nabati Berbahan Aktif Azadirachtin dan Saponin Terhadap

http://www.malvern.com/labeng/%20products/zetasizer/zetasizer.html

http://www.malvern.com/labeng/%20products/zetasizer/zetasizer.html

69

Mortalitas dan Intensitas Serangan Aphis gossypii Gloves. Buletin Littro

Vol. 21, No.2 : 171 – 183.

Melo–Espinosa, E. A., Borroto, V. S., Errasti, M., Piloto–Rodriguez, R., Sierems,

R., Roger–Riba, J., and Christopher – Hansen, A. 2013. Surface Tension

Prediction of Vegetable Oils Using Artificial Neural Networks and Multiple

Linear Regression. ISES Solar World Congress.

Mezger, T. G. 2011. The Rheology Handbook, 3rd Revised Edition. Germany :

Vincentz Network.

Mudd, E. 2017. Aqueous Solution.

https://www.pharmacologicalsciences.us/aqueous-solution/info-nbh.html/.

(Diakses Pada Tanggal 06 November 2017, Pukul 07:13).Munawar, A.

2011. Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman. Bogor : IPB Press.

Naik, A. B., Naik, L. R., Rao, V. J., Pal, H. 2012. Steady–State and Time –

Resolved Fluorescence Studies of Anthrylacrylic Ester. Open Journal of

Physical Chemistry, Vol. 2, No. 4. doi: 10.4236/ojpc.2012.24029.

Nazrifah, W. 2012. Aplikasi Surfaktan Methyl Ester Sulfonate Acid (MESA) Off

Grade Sebagai Agen Pembersih Untuk Kotoran Berminyak Pada Pipa

Industri (Skripsi). Bogor : IPB.

Nurhidayah, I. 2017. Efektivitas Pestisida Nabati Daun Sirih Hijau (Piper betle

L.) Sebagai Pengendali Hama Plutella xylostella Tanaman Sawi (Brassica

juncea L.) (Tesis). Yogyakarta : Universitas Negri Yogyakarta.

Olfat A. R. And El – Shiekh, Y. W. A. 2012. Degradation of Neem Oil 90% EC

(Azadirachtin) under Storage Conditions and its Insecticidal Activity against

Cotton Leafworm S. Littoratis. Researcher Vol. 4, No. 3 : 77–83.

Pavia L. D., Lampman, G.H., dan Kriz, G.S. 1995. Introduction to Organic

Laboratory Techniques. USA : Saunders College.

Peraturan Menteri Pertanian (Permentan) Republik Indonesia No. 39 Tahun 2015

Tentang Pendaftaran Pestisida.

Peters, W. G. 2017. Relationship of Particle Size to Color.

http://www.wgpeters.com/?page_id=1320/. (Diakses Pada Tanggal 01

Januari 2018, Pukul 05:53 WIB)

Pfaffilin, J. R. and Ziegler, E. N. 2006. Encyclopedia of Environmental Science

and Engineering, Fifth Edition, Volume One and Two. U.S : CRC Press.

Picot, J. J. and Kristmanson, D.D. 2012. Foresty Pesticide Aerial Spraying :

Spray Droplet Generation, Dispersion, and Deposition. United Kingdom :

Springer Science and Business Media.

Prabowo, R. Dan Subantoro, R. 2012. Kualitas Air dan Beban Pencemaran

Pestisida di Sungai Babon Kota Semarang. Mediagro Vol. 8, No. 1 : 9–17.

https://www.pharmacologicalsciences.us/aqueous-solution/info-nbh.html/

http://www.wgpeters.com/?page_id=1320/

70

Regnault and Roger C. 2005. New Insecticides of Plant Origin for The Third

Milenium. In : Regnault _Roger BJR, Philogene C., Vincent C., Editors.

Biopesticides of Plant Origin : Lavoisier Publishing Inc.

Reinhard, M. dan Refdahl, A. 1999. Handbook for Estimating Physicochemical

Properties of Organic Compounds. New York : John Wiley and Sons, Inc.

Rozanska, S., Rozanski, J., Ochowiak, M., and Mitkowski, P. T. 2014.

Extensional Viscosity Measurements of Concentrated Emulsions with The

Use of The Opposed Nozzles Device. Brazil Journal of Chemical

Engineering Vol. 31, No. 1 : 47–55.

Samaro, A. 2011. Solubility and Distribution Phenomena (Slide

Share).http://www.slideshare.net/mobile/arijabuhaniyeh/solubility-phsyical-

pharmacy/. (Diakses Pada Tanggal 05 November 2017, Pukul 22:29 WIB).

Savitri. 2016. Dampak Pestisida Nabati dengan Bahan Aktif Minyak Mimba

Terhadap Air Permukaan, Laporan Triwulan 1 (Laporan tidak

dipublikasikan). Tangerang : LIPI Kimia.

Savitri and Meliana Y. 2014. Emulsion System Stability of Mimba Oil on Multi

Component Disperse as Organic Insecticide. Prosiding A Forum of

Humanosphere Science School (HSS). Bandung. 22-23 Desember 2014 :

193–198.

Schampheleire, M. D., Nuyttens, D., Baetens, K., Cornelis, W., Gabriels, D., and

Spanoghe, P. 2009. Effect on Pesticide Spray Drift of The Physicochemical

Properties of The Spray Liquid. Precision Agriculture Vol. 10, No. 5 : 409 –

420.

Schwarz, J. A., Contescu, C. I., and Putyera, K. 2004. Dekker Encyclopedia of

Nanoscience and Nanotechonogy, Vol. 5. USA : CRC Press.

Shakeel, F., Baboota, S., Ahuja, A., Ali, J., Faisal, M.S., & Shafiq, S. 2008.

Stability Evaluation of Celecoxib Nanoemulsion Containing Tween 80.

Thai Journal Pharm. Sci. 32 : 4 – 9.

Shaw, R. 2012. Dynamic Light Scattreing Training Achieving Reliable Nano

Particle Sizing (Slide). Malvern. http://www.atascientific.com.au/. (Diakses

Pada Tanggal 06 November 2017, Pukul 01:34 WIB).

Shimidzu, Y., Suzuki, T., Carrillo, S., and Kass, A. P. 2008. Solvent For Treating

Polysilazane and Method of Treating Polysilazane With The Solvent. Unites

States Patent, US 7,344,603 B2.

Shtyka, O.S. and Sek, J.P. 2016. Effect of Surfactant Concentration in The

Emulsions on The Process of Oleophilic Porous Structures Imbibition.

MATEC Web of Conferences. EDP Science: 1–5. doi:

10.1051/matecconf/20164901003.

http://www.slideshare.net/mobile/arijabuhaniyeh/solubility-phsyical-pharmacy/

http://www.slideshare.net/mobile/arijabuhaniyeh/solubility-phsyical-pharmacy/

http://www.atascientific.com.au/

71

Sjoblom, J. 2005. Emulsions and Emulsions Stability : Surfactant Science Series.

USA : CRC Press.

Smith, Ray F. 1983. Multidisciplinary Conceptual Statement : Integrated Pest

Control. An Introductory Statement from FAO/UNEP Panel On Integrated

Pest Control Consortium for Internal Crop Protection. Berkeley, USA, 30

PP.

Sodiq, M. 2000. Pengaruh Pestisida Terhadap Kehidupan Organisme Tanah.

Mapeta Vol. 2, No. 5 : 20–22.

Soeseno, S. 1993. Mimba Tanaman Obat yang Bersifat Toksik. Trubus.

Solans, C., Izquierdo, P., Nolla, J., Azemar, N., and Garcia Celma, M.J. 2005.

Nanoemulsions. Current Opinion in Colloid and Interface Sicence. 102 –

110.

Subiyakto, D. A., Sunarto, Dwi Winarno T., Suryowinoto, dan Diwang H.P. 1997.

Pengaruh Insektisida Nabati Serbuk Biji Mimba Terhadap Populasi

Helicoverpa armigera dan Spodoptera litura Serta Musuh Alami Hama

Kapas. Makalah Seminar Hasil Penelitian Balittas 1997/98.

Subiyakto, 2009. Ekstrak Biji Mimba Sebagai Pestisida nabati : Potensi, Kendala,

dan Strategi Pengembangannya. Perspektif Vol. 8, No. 2 : 108 – 116.

Sudarmo, S. 1991. Pestisida. Yogyakarta : Kanisius.

Sudarmo, S. 2005. Pestisida Nabati. Yogyakarta : Kanisius.

Sumingkrat. 1992. Kestabilan Emulsi Pestisida Bentuk Emulsifier Concentrate.

Jakarta : Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Kimia,

Departemen Perindustrian dan Perdagangan.

Sunarto, D.A., dan Nurindah. 2006. Penggunaan Insektisida Botani Biji Mimba

Sebagai Substitusi Insektisida Kimia Sintetik dalam Pengendalian Ulat

Daun Tembakau Cerutu Besuki. Malang : Balai Penelitian Tanaman

Tembakau dan Serat.

Supriyo, E. 2007. Pengaruh Konsentrasi Surfaktan Pada Formulasi Propoxure 20

EC dan Efektifitasnya dalam Membasmi Nyamuk Aedes Aegypti (Tesis).

Semarang : Universitas Diponegoro.

Tadros, T.F. (editor). 2013. Emulsion Formation and Stability. Unites States :

Wiley–VCH Verlag GmbH and Co. KGaA. ISBN : 978–3–527–31991–6.

Tahir, I., Wijaya, K., dan Nuroniah, N. 2008. Hubungan Kuantitatif Struktur dan

Indeks Bias dari Senyawa Organik Berdasarkan Deskriptor Molekular.

Makalah Seminar Khemometrik, AIC–Jurusan Kimia FMIPA UGM.

Tarumingkeng, R.C. 1992. Insektisida, Sifat, Mekanisme Kerja dan Dampak

Penggunaannya. Jakarta : Universitas Kristen Krida Wacana.

72

The International Association for The Properties of Water and Steam Lucerne.

2007. Revised Realese on Viscosity and Thermal Conductivity of Heavy

Water Substance. Switzerland.

The Key Center for Polymer Colloids. 2001. Surfactants.

http://www.discovery.kcpc.usyd.edu.au/9.5.5-short/9.5.5_emulsions3.html/.

(Diakses Pada Tanggal 27 Desember 2017, Pukul 09:02 WIB).

Tippavajhala, V. K., Sengupta, A., and Kulyadi, G. P. 2017. A Review on The

Physico – chemical Properties of Solvent Influencing The Solubility of

Drugs. Journal of Global Pharma Technology, Vol. 8, No. 9 : 22–31.

Troy, D. B. and Beringer, P. 2006. Remington : The Science and Practice of

Pharmacy. U.S : Lippincott Williams and Wilkins.

Vasquez–Castro, J. A., de Baptista, G. C., Gadanha Jr., C. D., and Trevizan, L. R.

P. 2007. Influence of Emulsifiable Concentrate Formulations on The

Physical Properties of The Fluid, Spray Characteristics, and Insecticide

Deposits on Stored Grains. 9th

International Working Conference on Stored

Product Protection, Vol. 10, No. 4 : 1142–1148.

Usman, J.G., Okonkwo, P.C., Shehu, M.S. Investigation into the Usage of Solvent

for Extracting Neem Oil from Neem Seed for Industrial Application.

Academic Journal of Interdisciplinary Studies Vol. 3, No. 5 : 39–46.

Utami, K.P. 1999. Pestisida nabati. Trubus.

Wakai, C., Oleinikova, A., Ott, M., and Weingartner, H. 2005. How Polar Are

Ionic Liquids? Determination of The Static Dielectric Constant of an

Imidazolium–Based Ionic Liquid by Microwave Dielectric Spectroscopy.

Journal Physical Chemistry B, Vol. 109, No. 36 : 17028–17030.

Wudianto, R. 2010. Petunjuk Penggunaan Pestisida. Jakarta : Penebar Swadaya.

Yanura, F. Dan Mutiara W. 2014. Pemanfaatan Nanoteknologi dalam

Pengembangan Pupuk dan Pestisida Organik. Loka Penelitian dan

Pengembangan Penyakit Bersumber Binatang. Ciamis : Litbang

Kesehatan.

Zacharia and Tano, J. 2011. Identity, Physical and Chemical Properties of

Pesticide, Pesticides in The Modern World – Trends in Pesticides Analysis,

Dr. Margarita Stoytcheva (Ed.). InTech, Available from :

http://www.intechopen.com/books/pesticides-in-the-modern-world-trendsin-

pesticides-analysis/identity-physical-and-chemical-properties-of-pesticides/.

http://www.discovery.kcpc.usyd.edu.au/9.5.5-short/9.5.5_emulsions3.html/

http://www.intechopen.com/books/pesticides-in-the-modern-world-trendsin-pesticides-analysis/identity-physical-and-chemical-properties-of-pesticides/

http://www.intechopen.com/books/pesticides-in-the-modern-world-trendsin-pesticides-analysis/identity-physical-and-chemical-properties-of-pesticides/

73

Lampiran 1. Perhitungan Konsentrasi Formula

Total bobot formula = 40 g

1. Formulasi pestisida mimba dengan konsentrasi surfaktan anionik : non ionik

(1% : 9%) (% w)

a. Bobot minyak mimba (30%) : 30/100 x 40 g = 12 g

b. Bobot pelarut (60%) : 60/100 x 40 g = 24 g

c. Bobot surfaktan anionik (1%) : 1/100 x 40 g = 0,4 g

d. Bobot surfaktan non ionik (9%) : 9/100 x 40 g = 3,6 g


(2% : 8%) (% w)






(3% : 7%) (% w)






(4% : 6%) (% w)






(5% : 5%) (% w)






(6% : 4%) (% w)


74





(7% : 3%) (% w)






(8% : 2%) (% w)






(9% : 1%) (% w)





78

Lampiran 3. Perhitungan Nilai Viskositas

ƞ1 = Koefisien Viskositas air (centipoise)

ƞ2= Koefisien Viskositas zar cair yang dicari (centipoise)

ρ1= Massa jenis air (g/mL)

ρ2= Massa jenis zat cair yang dicari (g/mL)

t1 = waktu alir air (detik)

t2 = waktu alir zat cair yang dicari (detik)

Diketahui :

ρ1= 1 g/mL

1 (pada suhu 27 oC) = 0,86 Cp

t1 = 8,77 s

1. Formulasi pestisida mimba dengan penggunaan pelarut n–Heksana serta

surfaktan Rodakal dan Geronol.

a. Konsentrasi (1% : 9%) (% w)

t2 (1) = 21,91 s

t2 (2) = 22,75 s

t2 (3) = 23,01 s

Nilai rata–rata t2 = 22,57 s

A : Bobot Pikometer Kosong = 14,2355 g

B : Bobot Pikometer Kosong + Sampel = 21,9314 g

C : Bobot Sampel (B – A) = 7,6959 g

Massa jenis (ρ) pestisida mimba = 0,77 g/mL

Viskositas :

=

= 1,70 Cp

79

b. Konsentrasi (2% : 8%) (% w)

t2 (1) = 20,86 s

t2 (2) = 21,12 s

t2 (3) = 21,78 s






Viskositas :

=

= 1,58 Cp

c. Konsentrasi (3% : 7%) (% w)

t2 (1) = 24,21 s

t2 (2) = 25,54 s

t2 (3) = 26,21 s






Viskositas :

80

=

= 1,94 Cp

d. Konsentrasi (4% : 6%) (% w)

t2 (1) = 18,15 s

t2 (2) = 18,71 s

t2 (3) = 19,14 s






Viskositas :

=

= 1,39 Cp

e. Konsentrasi (5% : 5%) (% w)

t2 (1) = 19,27 s

t2 (2) = 19,65 s

t2 (3) = 19,80 s






Viskositas :

81

=

= 1,46 Cp

f. Konsentrasi (6% : 4%) (% w)

t2 (1) = 23,58 s

t2 (2) = 23,87 s

t2 (3) = 24,36 s






Viskositas :

=

= 1,83 Cp

g. Konsentrasi (7% : 3%) (% w)

t2 (1) = 22,43 s

t2 (2) = 22,72 s

t2 (3) = 23,20 s






82

Viskositas :

=

= 1,72 Cp

h. Konsentrasi (8% : 2%) (% w)

t2 (1) = 20,07 s

t2 (2) = 20,61 s

t2 (3) = 20,69 s






Viskositas :

=

= 1,70 Cp

i. Konsentrasi (9% : 1%) (% w)

t2 (1) = 18,90 s

t2 (2) = 19,18 s

t2 (3) = 19,19 s





83


Viskositas :

=

= 1,44 Cp

2. Formulasi pestisida mimba dengan penggunaan pelarut n–Heksana serta

surfaktan MES dan PMO.


t2 (1) = 18,64 s

t2 (2) = 17,54 s

t2 (3) = 18,00 s






Viskositas :

=

= 1,38 Cp


t2 (1) = 14,99 s

t2 (2) = 15,37 s

t2 (3) = 15,47 s



84




Viskositas :

=

= 1,12 Cp


t2 (1) = 14,52 s

t2 (2) = 15,09 s

t2 (3) = 15,11 s






Viskositas :

=

= 1,10 Cp


t2 (1) = 15,08 s

t2 (2) = 15,32 s

t2 (3) = 15,42 s

85






Viskositas :

=

= 1,14 Cp


t2 (1) = 16,57 s

t2 (2) = 17,20 s

t2 (3) = 17,28 s






Viskositas :

=

= 1,27 Cp

86


t2 (1) = 15,08 s

t2 (2) = 15,09 s

t2 (3) = 15,22 s






Viskositas :

=

= 1,11 Cp


t2 (1) = 15,99 s

t2 (2) = 16,24 s

t2 (3) = 16,11 s






Viskositas :

87

=

= 1,20 Cp


t2 (1) = 14,57 s

t2 (2) = 14,63 s

t2 (3) = 14,69 s






Viskositas :

=

= 1,09 Cp


t2 (1) = 14,79 s

t2 (2) = 15,28 s

t2 (3) = 15,28 s






Viskositas :

88

=

= 1,13 Cp

3. Formulasi pestisida mimba dengan penggunaan pelarut Pegasol serta

surfaktan MES dan PMO.


t2 (1) = 46,72 s

t2 (2) = 47,24 s

t2 (3) = 47,41 s






Viskositas :

=

= 4,21 Cp


t2 (1) = 41,02 s

t2 (2) = 41,58 s

t2 (3) = 41,80 s





89


Viskositas :

=

= 3,70 Cp


t2 (1) = 40,66 s

t2 (2) = 41,65 s

t2 (3) = 42,15 s






Viskositas :

=

= 3,70 Cp


t2 (1) = 38,68 s

t2 (2) = 40,32 s

t2 (3) = 40,80 s





90


Viskositas :

=

= 3,56 Cp


t2 (1) = 39,36 s

t2 (2) = 40,12 s

t2 (3) = 40,81 s






Viskositas :

=

= 3,58 Cp


t2 (1) = 37,06 s

t2 (2) = 37,47 s

t2 (3) = 37,34 s



91




Viskositas :

=

= 3,29 Cp


t2 (1) = 35,68 s

t2 (2) = 35,20 s

t2 (3) = 35,17 s






Viskositas :

=

= 3,12 Cp


t2 (1) = 35,25 s

t2 (2) = 34,13 s

t2 (3) = 35,41 s

92






Viskositas :

=

= 3,08 Cp


t2 (1) = 35,62 s

t2 (2) = 35,10 s

t2 (3) = 35,17 s






Viskositas :

=

= 3,12 Cp

93

Lampiran 4. Hasil Analisis Statistik Uji Mann Whitney U (U-Test)

A. pH

Pengaruh Variasi Surfaktan

Test Statisticsa

pH

Mann-Whitney U ,000

Wilcoxon W 45,000

Z -3,576

Asymp. Sig. (2-tailed) ,000

Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)] ,000b

a. Grouping Variable: Surfaktan

b. Not corrected for ties.

Pengaruh Variasi Pelarut

Test Statisticsa

pH

Mann-Whitney U 37,500

Wilcoxon W 82,500

Z -,265



a. Grouping Variable: Pelarut


Nilai Asymp.Sig.(2-tailed) = Nilai Probabilitas (P)

Analisis pengaruh variasi surfaktan = (P<0,05)

Analisis pengaruh variasi pelarut = (P>0,05)

B. Indeks Bias


Test Statisticsa

Indeks_Bias


Wilcoxon W 56,000

Z -2,605






Test Statisticsa

Indeks_Bias

Mann-Whitney U ,000

Wilcoxon W 45,000

Z -3,576







Analisis pengaruh variasi pelarut = (P<0,05)

94

C. Viskositas


Test Statisticsa

Viskositas

Mann-Whitney U ,000

Wilcoxon W 45,000

Z -3,576






Test Statisticsa

Viskositas

Mann-Whitney U ,000

Wilcoxon W 45,000

Z -3,576








D. Ukuran Partikel


Test Statisticsa

Ukuran_Partikel


Wilcoxon W 69,000

Z -1,457






Test Statisticsa

Ukuran_Partikel


Wilcoxon W 20,000

Z -2,333






Analisis pengaruh variasi surfaktan = (P>0,05)


95

E. Distribusi Partikel


Test Statisticsa

Distribusi_Partikel


Wilcoxon W 72,000

Z -1,192






Test Statisticsa

Distribusi_Partikel


Wilcoxon W 20,000

Z -2,333






Analisis pengaruh variasi surfaktan = (P>0,05)


96

Lampiran 5. Hasil Analisis PSA (Pestisida mimba dengan

penggunaan pelarut n-Heksana serta surfaktan

Rodakal dan Geronol dengan perbandingan

konsentrasi 1% : 9%)

97

Lampiran 6. Hasil Analisis Ukuran dan Distribusi Partikel Emulsi

Formula Pestisida Mimba dengan PSA

Pelarut Surfaktan

Konsentrasi

Surfaktan

(% surfaktan

anionik : %

surfaktan non ionik)

Ukuran

Partikel

(nm)

Distribusi

Partikel

n–Heksana

anionik : Rodakal

non ionik : Geronol

1 % : 9% 116,4 0,447

2% : 8% 133,8 0,273

3% : 7% 135,2 0,363

4% : 6% 183,1 0,357

5% : 5% 195,9 0,644

6% : 4% 234,8 0,494

7% : 3% 2437,3 0,639

8% : 2% 5611,5 1,459

9% : 1% 6731,9 1,893

anionik : MES

non ionik : PMO

1 % : 9% 347,2 0,488

2% : 8% 1314,2 0,976

3% : 7% 3578,9 1,334

4% : 6% 2196,2 0,848

5% : 5% 3375,7 0,692

6% : 4% 297 0,467

7% : 3% 195,6 0,446

8% : 2% 7712,1 1,529

9% : 1% 326,9 0,653

Pegasol

anionik : MES

non ionik : PMO

1 % : 9% 209,1 0,43

2% : 8% 209,2 0,456

3% : 7% 242,7 0,465

4% : 6% 256,8 0,379

5% : 5% 265,5 0,604

6% : 4% - -

7% : 3% - -

8% : 2% - -

9% : 1% - -

NB : (-) = Ukuran/ Distribusi Partikel Tidak dapat Terdeteksi oleh Alat PSA

dengan Skala Nanometer (Berarti Bahwa Ukuran Partikel Berada

dalam Skala Mikrometer)

Download - PENGARUH SURFAKTAN TERHADAP KARAKTERISTIK SISTEM ...repository.uinjkt.ac.id/dspace/bitstream/123456789... · analisis appearance, pH, viskositas, indeks bias, ukuran dan distribusi

Top Related