hidrolisa pati

22
INTISARI Gula merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi manusia, selama ini kebutuhan gula dipenuhi oleh industri gula (penggiling tebu) dan beberapa industri kecil seperti gula merah dan gula aren. Glukosa dapat dibuat dengan jalan fermentasi dan hidrolisa. Hidrolisa pati dilakukan untuk memecah pati menjadi glukosa yang memiliki nilai guna dan nilai ekonomis tinggi. Untuk memenuhi kebutuhan gula yang terus meningkat, dilakukan hidrolisis pati sebagai alternatif sumber glukosa. Tujuan dari percobaan hidrolisa pati yaitu mempelajari pengaruh suhu terhadap reaksi hidrolisa pati dan menghitung konstanta kecepatan reaksi dan menganalisa pengaruh suhu terhadap konstanta kecepatan reaksi. Hidrolisa merupakan reaksi pengikatan gugus hidroksil (-OH) oleh suatu senyawa. Gugus OH dapat diperoleh dari senyawa air. Hidrolisis pati terjadi antara suatu reaktan pati dengan reaktan air. Reaksi ini adalah orde satu, karena reaktan air yang dibuat berlebih, sehingga perubahan reaktan dapat diabaikan. Reaksi hidrolisis pati dapat dilakukan menggunakan katalisator H + yang dapat diambil dari asam. Variabel-variabel yang berpengaruh terhadap reaksi hidrolisa yaitu katalisator, suhu dan tekanan, pengadukan, perbandingan zat pereaksi. Pati yang kami gunakan pada percobaan ini yaitu tepung tapioka dengan katalis H 2 SO 4 0,5 N dengan variabel suhu 70 0 C dan 80 0 C. Langkah awal yang kami lakukan yaitu menghitung densitas pati dan H 2 SO 4 , membuat glukosa standar, dan menghitung kebutuhan gram pati. Kemudian melakukan standarisasi larutan gula standart. Setelah itu penentuan kadar pati awal dan hidrolisa pati. Hasil percobaan kami, konversi hidrolisa pati pada suhu 70 0 C lebih besar dibandingkan suhu 80 0 C. Hal ini dapat terjadi karena pati mengalami penggumpalan dimana karakteristik pati tapioka yang akan mengental dan mengeras pada suhu diatas 68 0 C. Karena reaksi berjalan lambat, maka konversi yang didapat kecil. Nilai konstanta kecepatan reaksi suhu 70 0 C yaitu 0,062/menit dan pada suhu 80 0 C yaitu 0,059/menit. Gula reduksi adalah semua gula yang memiliki kemampuan untuk mereduksi dikarenakan adanya gugus aldehid atau keton bebas. Karbohidrat jenis monosakarida dan sebagian besar disakarida termasuk pada jenis gula reduksi. Saran untuk percobaan hidrolisa pati adalah suhu operasi dijaga konstan 70 0 C dan 80 0 C, gunakan motor pengaduk supaya pati dapat terdispersi dengan baik, dan titrasi dilakukan diatas kompor dalam keadaan mendidih.

Upload: syarief-basyarahil

Post on 23-Nov-2015

96 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

laporan hidrolisa pati teknik kimia undip 2013

TRANSCRIPT

  • INTISARI

    Gula merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi manusia, selama ini kebutuhan gula

    dipenuhi oleh industri gula (penggiling tebu) dan beberapa industri kecil seperti gula merah

    dan gula aren. Glukosa dapat dibuat dengan jalan fermentasi dan hidrolisa. Hidrolisa pati

    dilakukan untuk memecah pati menjadi glukosa yang memiliki nilai guna dan nilai ekonomis

    tinggi. Untuk memenuhi kebutuhan gula yang terus meningkat, dilakukan hidrolisis pati

    sebagai alternatif sumber glukosa. Tujuan dari percobaan hidrolisa pati yaitu mempelajari

    pengaruh suhu terhadap reaksi hidrolisa pati dan menghitung konstanta kecepatan reaksi dan

    menganalisa pengaruh suhu terhadap konstanta kecepatan reaksi.

    Hidrolisa merupakan reaksi pengikatan gugus hidroksil (-OH) oleh suatu senyawa.

    Gugus OH dapat diperoleh dari senyawa air. Hidrolisis pati terjadi antara suatu reaktan pati

    dengan reaktan air. Reaksi ini adalah orde satu, karena reaktan air yang dibuat berlebih,

    sehingga perubahan reaktan dapat diabaikan. Reaksi hidrolisis pati dapat dilakukan

    menggunakan katalisator H+ yang dapat diambil dari asam. Variabel-variabel yang

    berpengaruh terhadap reaksi hidrolisa yaitu katalisator, suhu dan tekanan, pengadukan,

    perbandingan zat pereaksi.

    Pati yang kami gunakan pada percobaan ini yaitu tepung tapioka dengan katalis

    H2SO4 0,5 N dengan variabel suhu 700C dan 80

    0C. Langkah awal yang kami lakukan yaitu

    menghitung densitas pati dan H2SO4, membuat glukosa standar, dan menghitung kebutuhan

    gram pati. Kemudian melakukan standarisasi larutan gula standart. Setelah itu penentuan

    kadar pati awal dan hidrolisa pati.

    Hasil percobaan kami, konversi hidrolisa pati pada suhu 700C lebih besar

    dibandingkan suhu 800C. Hal ini dapat terjadi karena pati mengalami penggumpalan dimana

    karakteristik pati tapioka yang akan mengental dan mengeras pada suhu diatas 680C. Karena

    reaksi berjalan lambat, maka konversi yang didapat kecil. Nilai konstanta kecepatan reaksi

    suhu 700C yaitu 0,062/menit dan pada suhu 80

    0C yaitu 0,059/menit. Gula reduksi adalah

    semua gula yang memiliki kemampuan untuk mereduksi dikarenakan adanya gugus aldehid

    atau keton bebas. Karbohidrat jenis monosakarida dan sebagian besar disakarida termasuk

    pada jenis gula reduksi.

    Saran untuk percobaan hidrolisa pati adalah suhu operasi dijaga konstan 700C dan

    800C, gunakan motor pengaduk supaya pati dapat terdispersi dengan baik, dan titrasi

    dilakukan diatas kompor dalam keadaan mendidih.

  • BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang

    Gula merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi manusia, selama ini kebutuhan gula

    dipenuhi oleh industri dula (penggiling tebu). Industri kecil seperti gula merah dan gula

    aren. Gula dapat berupa glukosa, sukrosa, fraktosa, sakrosa dll. Glukosa dapat digunakan

    sebagai pemanis dalam makanan, minuman, es krim dll.

    Glukosa dapat dibuat dengan jalan fermentasi dan hidrolisa. Pada reaksi hidrolisa

    biasanya dilakukan dengan menggunakan katalisator asam seperti HCl (asam klorida).

    Bahan yang digunakan untuk proses hidrolisis adalah pati. Hidrolisa pati dilakukan untuk

    memecah pati menjadi glukosa yang memiliki nilai guna dan nilai ekonomis tinggi. Untuk

    memenuhi kebutuhan gula yang terus meningkat, dilakukan hidrolisis pati sebagai

    alternatif sumber glukosa. Di Indonesia banyak dijumpai tanaman yang menghasilkan pati.

    Tanaman-tanaman itu seperti seperti padi, jagung, ketela pohon, umbi-umbian, aren dan

    sebagainya.

    1.2 Tujuan Percobaan

    1. Mempelajari pengaruh suhu terhadap reaksi hidrolisa pati.

    2. Menghitung konstanta kecepatan reaksi dan menganalisa pengaruh suhu terhadap

    konstanta kecepatan reaksi.

    1.3 Manfaat Percobaan

    1. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh suhu terhadap reaksi hidrolisa pati.

    2. Mahasiswa dapat menghitung konstanta kecepatan reaksi dan menganalisa pengaruh

    suhu terhadap konstanta kecepatan reaksi.

  • BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    Hidrolisa merupakan reaksi pengikatan gugus hidroksil (-OH) oleh suatu senyawa.

    Gugus OH dapat diperoleh dari senyawa air. Hidrolisis dapat digolongkan menjadi hidrolisis

    murni, hidrolisis katalis asam, hidrolisis katalis basa, hidrolisis gabungan alkali dengan air

    dan hidrolisis dengan katalis enzim. Sedangkan berdaasarkan fase reaksi yang terjadi

    diklasifikasikan menjadi hidrolisis fase cair dan hidrolisis fase uap.

    Hidrolisis pati terjadi antara suatu reaktan pati dengan reaktan air. Reaksi ini adalah

    orde satu, karena reaktan air yang dibuat berlebih, sehingga perubahan reaktan dapat

    diabaikan. Reaksi hidrolisis pati dapat dilakukan menggunakan katalisator H+ yang dapat

    diambil dari asam. Reaksi yang terjadi pada hidrolisis pati adalah sebagai berikut :

    (C6H10O5)X + H2O x C6H12O6

    Berdasarkan teori kecepatan reaksi :

    -rA = k. C pati. C air ...(1)

    karena volume air cukup besar, maka dapat dianggap konsentrasi air selama perubahan reaksi

    sama dengan k, dengan besarnya k :

    k = k . Cair ...(2)

    sehingga persamaan 1 dapat ditulis sebagai berikut -rA = k. C pati dari persamaan kecepatan

    reaksi ini, reaksi hidroisis merupakan reaksi orde satu. Jika harga rA = -dCA/dt maka

    persamaan 2 menjadi :

    ...(3)

    Apabila CA = CA0 (1-xA) dan diselesaikan dengan integral dan batas kondisi t1, CA0 dan t2 : C-

    A akan diperoleh persamaan :

    ( )

    ( ) ( ) ...(4)

    Dimana xA = konversi reaksi setelah satu detik.

    Persamaan 4 dapat diselesaikan dengan menggunakan pendekatan regresi y = mx + c, dengan

    ( ) dan x = t2.

  • Variabel- variabel yang berpengaruh terhadap reaksi hidrolsa :

    1. Katalisator

    Hampir sama semua reaksi hidrolisa membutuhkan katalisator untuk

    mempercepat jalannya reaksi. Katalisator yang dipakai dapat berupa enzim atau asam

    karena kinerjanya lebih cepat. Asam yang dipakai beraneka jenisnya mulai dari HCl

    (Agra dkk, 1973; Stout & Rydberg Jr, 1939), H2SO4 sampai HNO3. Yang

    mempengaruhi kecapatan reaksi adalah konsentrasi ion H+, bukan jenis asamnya.

    Meskipun demikian, didalam industri umumnya diakai asam klorida (HCl).

    Pemilihan ini didasarkan atas sifat garam yang terbentuk pada penetralan

    tidak menimbulkan gangguan apa-apa selain rasa asin jika konsentrasinya tinggi. Oleh

    karena itu, konsentrasi asam dalam air penghidrolisa ditekan sekecil mungkin.

    Umumnya dipergunakan larutan asam yang mempunya konsentrasi asam yang lebih

    tinggi daripada pembuatan sirup. Hidrolisa pada tekanan 1 atm memerlukan asam

    yang jauh lebih pekat.

    2. Suhu dan Tekanan

    Pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi mengikuti persamaan Arrhenius,

    dimana semakin tinggi suhu maka semakin cepat laju reaksinya. Untuk mencapai

    konversi tertentu, diperlukan waktu sekitar 3 jam untuk menghidrolisa pati ketela

    rambat pada suhu 1000C. Tetapi jika suhunya dinaikkan hingga 135

    0C, konversi yang

    sama dapat dicapai dalam waktu 40 menit (Agra dkk, 1973). Hidrolisis pati gandum

    dan jagung dengan katalisator H2SO4 memerlukan suhu 1600C. Karena panas reaksi

    mendekati nol dan reaksi berjalan dalam fase cair maka suhu dan tekanan tidak

    banyak mempengaruhi keseimbangan.

    3. Pencampuran (pengadukan)

    Supaya zat pereaksi dapat saling bertumbukan dengan sebaik-baiknya perlu

    adanya pencampuran. Untuk proses Batch, hal ini dapat dicapai dengan bantuan

    pengaduk atau alat pengocok (Agra dkk, 1973). Apabila prosesnya berupa proses

    alir (kontinyu), maka pecampuran dilakukan dengan cara mengatur aliran didalam

    reaktor supaya terbentuk olakan.

  • 4. Perbandingan zat pereaksi

    Jika salah satu zat pereaksi dibuat berlebihan jumlahnya maka keseimbangan

    dapat bergeser kearah kanan dengan baik. Oleh karena itu, suspensi pati yang

    kadarnya rendah memberi hasil yang lebih baik dibandingkan dengan yang kadarnya

    tinggi. Bila kadar suspensi pati diturunkan dari 40% menjadi 20% atau 1% maka

    konversi akan bertambah dari 80% menjadi 87 atau 99 % (Groggis, 1958). Pada

    permukaan, kadar suspensi pati yang tinggi sehingga molekul-molekul zat pereaksi

    akan sulit bergerak. Untuk menghasilkan glukosa biasanya dipergunakan suspensi

    pati sekitar 20%.

    PATI TERMODIFIKASI

    Pati termodifikasi adalah pati yang gugus hidroksilnya telah diubah lewat suatu reaksi

    kimia atau dengan mengganggu struktur asalnya. Pati diberi perlakuan tertentu dengan tujuan

    menghasilkan sifat yang lebih baik untuk memperbaiki sifat sebelumnya atau untuk merubah

    beberapa sifat sebelumnya atau sifat lainnya. Perlakuan ini dapat mencakup penggunaan

    panas, asam, alkali, zat pengolsidasi atau bahan kimia lainnya yang akan menghasilkan gugus

    kimia baru atau perubahan bentuk, ukuran serta struktur molekul pati. Pati dapat dimodifikasi

    melalui cara hidrolisis, oksidasi, cross-linking atau cross bonding dan subtitusi (Koswara,

    2006).

    Pati Termodifikasi Asam

    Pati termodifikasi asam dibuat dengan menghidrolisis pati dengan asam dibawah suhu

    gelatinisasi, pada suhu sekitar 52oC. Reaksi dasar meliputi pemotongan ikatan a-1,4-glukosidik

    dari amilosa a-1,6-D-glukosidik dari amilopektin, sehingga ukuran molekul pati menjadi lebih

    rendah dan meningkatkan kecenderungan pasta untuk membentuk gel. Thin-boiling Starch adalah

    pati termodifikasi yang diperoleh dengan cara hidrolisis dengan mengasamkan suspensi pati

    sampai pH tertentu dan memanaskan pada suhu tertentu sampai diperoleh derajat konversi yang

    diinginkan. Kegunaan utama thin-boiling starch adalah dalam larutan pembuatan gypsum

    wallboard, gum candies dan sizing tekstil (Atichokudomchaia dkk., 2000).

  • Pati Termodifikasi Hidrolisis Enzim

    Hal-hal yang mempengaruhi hidrolisa enzim antara lain konsentrasi asam, temperatur,

    dan waktu pemasakan (O.S Azeez, 2002). Hidrolisis disini adalah dengan memecah rantai

    pada pati baik amilosa maupun amilopektin. Enzim yang memecah yaitu - amilase. terdapat

    pada tanaman, jaringan mamalia, jaringan mikroba. Dapat juga diisolasi dari Aspergillus

    oryzae dan Bacillus subtilis. Laju hidrolisis akan meningkat bila tingkat polimerisasi

    menurun, dan laju hidrolisis akan lebih cepat pada rantai lurus. Hidrolisis amilosa lebih cepat

    dibanding hidrolisis terhadap amilopektin (Niba L.L dkk, 2002).

    Cara kerja enzim - amilase terjadi melalui dua tahap, yaitu : pertama, degradasi amilosa

    menjadi maltosa dan amiltrotriosa yang terjadi secara acak. Degradasi ini terjadi sangat cepat

    dan diikuti dengan menurunnya viskositas yang cepat pula. Kedua, relatif sangat lambat yaitu

    pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir dan caranya tidak acak. Keduanya

    merupakan kerja enzim - amilase pada molekul amilosa (Koswara, 2006).

    Pati Termodifikasi Ikatan Silang (Cross-Linking)

    Pati termodifikasi ini diperoleh dengan cara mereaksikan pati dengan reagen bi atau

    polifungsional seperti sodium trimetaphosphate, phosphorus oxychloride, epichlorohydrin

    sehingga dapat membentuk ikatan silang pada molekul pati. Reagen tersebut juga dapat

    digabung dengan asetat anhidrat dan asam dikarboksilat membentuk pati modifikasi ganda.

    Karakteristik dari pati cross-linking adalah suhu gelatinisasi pati menjadi meningkat, pati

    tahan pada pH rendah dan pengadukan (Miyazaki, 2006).

    Metode cross-linking bertujuan menghasilkan pati yang tahan tekanan mekanis, tahan

    asam dan mencegah penurunan viskositas pati selama pemasakan sedangkan metode

    esterifikasi-asetat bertujuan menstabilkan viskositas pati, menjernihkan pasta pati,

    mengurangi retrogradasi dan menstabilkan pati pada suhu rendah (Atichokudomchaia dkk,

    2000).

    Oksidasi Pati

    Pati dapat dioksidasi dengan aktivitas dari beberapa zat pengoksidasi dalam suasana

    asam, netral atau larutan alkali. Menurut FDA (Food and Drugs Administration) zat

    pengoksidasi diklasifikasikan sebagai pemutih dan oksidan untuk pemutih yang diizinkan

    adalah oksigen aktif dari peroksida atau khlorin dari natrium hipokhlorida, kalium

    permanganat, ammonium persulfat (Koswara, 2006).

    Zulaidah, Agustien. PENINGKATAN NILAI GUNA PATI ALAMI MELALUI PROSES

    MODIFIKASI PATI. Jurusan Teknik Kimia FT Universitas Pandanaran.

  • BAB III

    PELAKSANAAN PERCOBAAN

    3.1 Bahan dan Alat yang digunakan

    3.1.1 Bahan

    Glukosa 2 gram

    Tepung tapioka 124 gram

    NaOH

    H2SO4 0,5 N

    Indikator MB

    Fehling A dan B

    Aquades

    3.1.2 Alat

    Gelas ukur

    Termometer

    Erlenmeyer

    Statif dan klem

    Buret

    Labu leher tiga

    Labu takar

    3.2 Gambar Alat Utama

    Gambar 1.

    Rangkaian alat hidrolisa

    Keterangan:

    1. Magnetic stirer + heater

    2. Waterbatch

    3. Labu leher tiga

    4. Termometer

    5. Pendingin balik

    6. Klem

    7. Statif

    1

    4

    5

    6

    3

    2

    7

  • 3.3 Prosedur percobaan

    1. Persiapan awal

    a. Menghitung densitas pati

    Kedalam gelas ukur, 5 ml aquades dimasukkan 1 gr pati, catat penambahan volume.

    b. Menghitung densitas H2SO4

    Timbang berat picnometer kosong (m1), masukkan H2SO4 kedalam picnometer yang telah

    diketahui volumenya (v), timbang beratnya (m2), hitung densitas H2SO4.

    c. Membuat glukosa standar

    Glukosa anhidrit sebanyak 2 gram dilarutkan dalam 1000 ml aquades.

    2. Penentuan kadar pati awal

    a. Standarisasi larutan fehling

    5 ml fehling A + 5 ml fehling B + 15 ml glukosa standar, dipanaskan sampai mendidih. Setelah

    mendidih ditambahkan 3 tetes MB, kemudian larutan dititrasi dengan glukosa standard hingga

    warna berubah menjadi merah bata. Catat Volume titran (F) yang diperlukan, proses titrasi

    dilakukan dalam keadaan mendidih (diatas kompor).

    b. Penentuan kadar pati awal

    Sebanyak 31 gram pati, 5 ml katalis H2SO4 0,5 N dan 313 ml aquadest dimasukkan ke dalam labu

    leher tiga dan dipanaskan hingga 700C dan 80

    0C, selama 1 jam. Setelah itu larutan didinginkan,

    diencerkan dengan aquades sampai 500 ml lalu diambil 20 ml dan dinetralkan dengan NaOH (PH

    = 7). Larutan diambil 5 ml diencerkan sampai 100 ml, diambil 5 ml. Kedalam Erlenmeyer

    dimasukkan 5 ml larutan + 5 ml Fehling A + 5 ml fehling B + 5 ml glukosa standard, kemudian

    dipanaskan sampai mendidih. Lalu ditambahkan 3 tetes indikator MB. Kemudian larutan dititrasi

    dengan glukosa standard sehingga berubah warna menjadi warna merah bata. Catat volum titran

    yang dibutuhkan (M). Yang perlu diperhatikan, proses titrasi dilakukan dalam keadaan mendidih

    diatas kompor.

    c. Hidrolisa pati

    Sebanyak 31 gram pati, 5 ml katalis H2SO4 0,5 N dan 313 ml aquadest dimasukkan dalam labu

    leher tiga. Dipanaskan. Pada saat suhu operasi tercapai (700C dan 80

    0C) anggap sebagai t0 diambil

    sampel sebanyak 20 ml. Kemudian sampel dinetralkan dengan NaOH (PH=7). Larutan diambil 5

    ml diencerkan sampai 100 ml, diambil 5 ml. Kedalam Erlenmeyer dimasukkan 5 ml larutan + 5 ml

    fehling A + 5 ml fehling B + 5 ml glukosa standard, kemudian dipanaskan sampai mendidih. Lalu

    ditambahkan 3 tetes indikator MB. Kemudian larutan dititrasi dengan glukosa standard sehingga

    berubah warna menjadi warna merah bata. Catat V titran yang dibutuhkan (M). Yang perlu

    diperhatikan, proses titrasi dilakukan dalam keadaan mendidih diatas kompor. Pengambilan

  • sampel dilakukan setiap selang waktu 5 menit sebanyak 5 kali yaitu 20 menit. (t0=menit ke- ,

    t1=menit ke-5, t2=menit ke-10, t3=menit ke-15, t4=menit ke-20)

    Rumus penentuan kadar pati awal =

    ( )

    Dimana : Nglukosa = 0,002 gr/ml

    W = 10 gram

    Perhitungan kebutuhan reagen

    a) Menghitung kebutuhan HCl/H2SO4

    Dimana :

    kadar HCl =

    0,25 untuk 25%

    0,37 untuk 37%

    grek HCl = 1

    kadar H2SO4 =

    0,98 untuk 98%

    grek H2SO4 = 2

    b) Menghitung kebutuhan pati

    Dimana :

    ( )

    ( )

  • Prosedur titrasi

    5 ml fehling A + 5 ml fehling B + 15 ml glukosa standar

    (jika ada hasil hidrolisa, prosedur diatas ditambah 5 ml sampel hasil hidrolisa)

    Dipanaskan sampai mendidih

    100 detik dari mendidih ditambah 3 tetes indikator MB

    2 menit kemudian dititrasi dengan glukosa standar, catat volume titran (titrasi dijalankan maks 1 menit)

    Catatan : titrasi dilakukan diatas kompor (dalam keadaan mendidih)

  • BAB IV

    HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    4.1 Hasil Percobaan

    Tabel 4.1.1 Variabel suhu 700C

    t (menit) M Xp XA -ln(1-XA)

    0 12,5 0,0037 0,4625 0.620827

    5 11,6 0,0048 0,6 0.916291

    10 11,8 0,0045 0,5625 0.826679

    15 10,7 0,0058 0,725 1.290984

    20 9,8 0,0069 0,8625 1.984131

    y = 0,062x + 0,507

    k = 0,062/menit

    Tabel 4.1.2 Variabel suhu 800C

    t (menit) M Xp XA -ln(1-XA)

    0 12,2 0,0037 0,4767 0.620827

    5 11,5 0,0048 0,5697 0.916291

    10 11,6 0,0045 0,5581 0.826679

    15 10,3 0,0058 0,7325 1.290984

    20 9,4 0,0069 0,8488 1.984131

    y = 0,059x + 0,856

    k = 0,059/menit

  • 0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    1,2

    0 10 20 30 40 50 60 70

    Ko

    nve

    rsi (

    xp/x

    p0

    )

    t (menit)

    temp hidrolisapati 70C

    temp hidrolisapati 80C

    BAB IV

    HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    4.2 Pembahasan

    4.2.1 Pengaruh suhu terhadap konversi hidrolisa pati

    Grafik 4.2.1.1 Hubungan t (menit) vs konversi pada hidrolisa pati

    Pada praktikum yang dilakukan, digunakan 1 variabel pembeda, yaitu suhu.

    Hidrolisa dilakukan pada suhu 700C dan 80C untuk mengetahui perbedaan hasil

    konversi glukosa. Data yang didapat menunjukkan pada variabel waktu tetap, hidrolisa

    menggunakan suhu 80C menghasilkan glukosa yang lebih banyak dibandingkan

    hidrolisa pada suhu 70C. Hal ini sesuai persamaan Arrhenius :

    k = Ae-Ea/RT

    di mana, k = Konstanta laju reaksi (mol jam-1)

    A = Faktor tumbukan

    Ea = Energi aktivasi ( J mole -1

    )

    R = Konstanta gas (8.314 J K mole-1)

    T = Suhu (Kelvin)

    dimana semakin tinggi suhu menyebabkan energi gerak partikel semakin besar

    sehingga laju reaksinya juga semakin besar. Semakin cepat laju reaksi berakibat pada

    konversi yang didapat semakin tinggi (pembentukan glukosa).

    Berdasarkan grafik 4.2.1.1 perbandingan konversi hidrolisa pati pada suhu 70C

    dengan 80C bersifat fluktuatif. Pada menit ke- 0, 10, 15, hidrolisa pada suhu 80C

    memiliki konversi yang lebih besar dibandingkan hidrolisa pada suhu 70C. Sedangkan

  • pada menit ke- 5 dan 20 konversi terbesar didapat pada suhu operasi 70C. Hal ini

    dapat terjadi karena pati mengalami penggumpalan dimana karakteristik pati tapioka

    yang akan mengental dan mengeras pada suhu diatas 680C (Nwokocha, 2009). Semakin

    tinggi suhu, pati akan lebih mengental sehingga pergerakan molekul-molekul zat

    pereaksi akan sulit bergerak yang menyebabkan hidrolisa tidak berjalan secara

    maksimal dan reaksi berjalan lambat. Karena reaksi berjalan lambat, maka konversi

    yang didapat kecil. Hal ini sesuai dengan fenomena praktikum yang terjadi dimana

    pada suhu 800C memiliki konversi yang lebih kecil dari 70

    0C.

    (Mastuti, Endang, Setyawardhani, Dwi Ardiana. 2010. Pengaruh Variasi Temperatur

    dan Konsentrasi Katalis pada Kinetika Reaksi Hidrolisis Tepung Kulit Ketela Pohon.

    Surakarta: Universitas Sebelas Maret)

    (Adity. 2009. Skripsi Hidrolisa Pati Tapioka dengan Minyak Jahe Modifikasi Cross

    Linking. Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro)

    4.2.2 Pengaruh suhu terhadap konstanta kecepatan reaksi

    Gambar 4.2.2.2 Grafik t(menit) vs ln(1-Xa) pada hidrolisa pati

    Pada percobaan hidrolisa pati variabel yang digunakan adalah suhu 700C dan 80

    0C.

    Pada hasil percobaan, variabel suhu 700C menghasilkan k=0,062/menit lebih besar

    dibandingkan variabel suhu 800C dengan k = 0,059/menit. Nilai k menunjukan seberapa

    cepat reaksi tersebut berlangsung. Hal ini berbanding terbalik dengan persamaan

    Arrhenius dimana semakin tinggi suhu maka konstanta kecepatan reaksi semakin besar.

    Suhu 70C y= 0.062x + 0.507

    Suhu 80C y = 0.059x + 0.511

    0

    0,5

    1

    1,5

    2

    2,5

    0 5 10 15 20 25

    -ln

    (1-X

    a)

    t (menit)

    Suhu 70 C

    Suhu 80 C

    Linear (Suhu 70 C)

    Linear (Suhu 80 C)

  • k = Ae-Ea/RT

    di mana, k = Konstanta laju reaksi (mol jam-1)

    A = Faktor tumbukan

    Ea = Energi aktivasi ( J mole -1

    )

    R = Konstanta gas (8.314 J K mole-1)

    T = Suhu (Kelvin)

    Pada percobaan kami, nilai konstanta kecepatan reaksi suhu 800C lebih kecil dari

    pada suhu 700C karena pati mengalami penggumpalan dimana karakteristik pati tapioka

    yang akan mengental dan mengeras pada suhu diatas 680C (Nwokocha, 2009). Semakin

    tinggi suhu, pati akan lebih mengental sehingga pergerakan molekul-molekul zat

    pereaksi akan sulit bergerak yang menyebabkan hidrolisa tidak berjalan secara

    maksimal dan reaksi berjalan lebih lambat. Oleh karena itu diperlukan adanya

    pengadukan. Namun pengaduk yang digunakan yaitu magnetic stirer, dimana magnetic

    stirer hanya mengaduk pada bagian bawah larutan sehingga pengadukan kurang merata.

    Sebaiknya digunakan motor pengaduk sehingga pati dapat terdispersi dengan baik.

    (Adity. 2009. Skripsi Hidrolisa Pati Tapioka dengan Minyak Jahe Modifikasi Cross

    Linking. Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro)

    4.2.3 Gula Pereduksi

    Gula reduksi adalah semua gula yang memiliki kemampuan untuk mereduksi

    dikarenakan adanya gugus aldehid atau keton bebas. Aldehid dapat teroksidasi langsung

    melalui reaksi redoks. Namun, gugus keton tidak dapat teroksidasi secara langsung,

    gugus keton, tetapi harus diubah menjadi aldehid dengan perpindahan tautomerik yang

    memindahkan gugus karbonil ke bagian akhir rantai.

    Karbohidrat jenis monosakarida dan sebagian besar disakarida termasuk pada jenis

    gula reduksi. Gula Reduksi mempunyai kemampuan untuk mereduksi terutama dalam

    suasana basa karena adanya gugus aldehida atau keton yang bebas. Sifat sebagai

    reduktor ini dapat digunakan untuk keperluan indentifikasi kabohidratmaupun analisis

    kuantitatif.Sifat ini tampak pada reaksi ion-ion logam seperti ion Cu2+

    dan Ag+ yang

    terdapat pada reaksi-reaksi tertentu. Contoh Gula reduksi dalam karbohidrat adalah

  • glukosa, galaktosa, fruktosa, laktosa, dan maltose sedangkan yang tidak termasuk

    didalam gula reduksi adalah sukrosa.

    Fruktosa Glukosa

    Wahed.2012. Laporan Resmi Analisa Gula Reduksi dan Pati.UPN Jawa Timur:

    LABORATORIUM TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

    UPNVETERANJAWA TIMUR

    Anonim.2012. Gula Reduksi danMetode Deteksinya.bisakimia.com/2012/11/24/gula-

    reduksi-dan-metode-deteksinya/

  • BAB V

    PENUTUP

    5.1 Kesimpulan

    1. Pada variabel suhu 700C menghasilkan konversi hidrolisa pati lebih besar dari suhu

    800C.

    2. Nilai konstanta kecepatan reaksi suhu 700C yaitu 0,062/menit dan pada suhu 80

    0C

    yaitu 0,059/menit.

    3. Gula reduksi adalah semua gula yang memiliki kemampuan untuk mereduksi

    dikarenakan adanya gugus aldehid atau keton bebas. Karbohidrat jenis monosakarida

    dan sebagian besar disakarida termasuk padajenis gula reduksi.

    5.2 Saran

    1. Suhu operasi dijaga konstan 700C dan 80

    0C

    2. Gunakan motor pengaduk supaya pati dapat terdispersi dengan baik.

    3. Titrasi dilakukan diatas kompor dalam keadaan mendidih.

  • DAFTAR PUSTAKA

    Anonim. 2012. Gula Reduksi dan Metode Deteksinya. Bisakimia.com/2012/11/24/gula-

    reduksi-dan-metode-deteksinya/

    Abu Khalaf, A.M., Chemical Engineering Education, 28 (1), 48. 1994

    Adity. 2009. Skripsi Hidrolisa Pati Tapioka dengan Minyak Jahe Modifikasi Cross Linking.

    Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

    Bej, Barnali, RK Basu and S N Ash.2008.Journal of Scientific &Indusrtial Research Kinetic

    studies on acid catalysed hydrolysis of starch. Departement of Chemical Engineering.

    University of Calcutta.

    Charles, E. R, Harold, SM and Thomas K.S., Applied Mathematics in Chemical

    Engineering 2nd end., Mc. Graw Hill Book Ltd. 1987, New York

    Hill, G.C., An Introduction to Chemical Engineering Kinetika and Reactor Design. 1nd ed,

    John Willey, New York, N.Y, 1977

    Levenspiel. O., Chemical Reaction Engineering 2nd ed, Mc. Graw Hill Book Kogakusha

    Ltd, Tokyo, 1970

    Mastuti, Endang, Setyawardhani, Dwi Ardiana. 2010. Pengaruh Variasi Temperatur dan

    Konsentrasi Katalis pada Kinetika Reaksi Hidrolisis Tepung Kulit Ketela Pohon.

    Surakarta: Universitas Sebelas Maret

    Nur Ifah,Andi. 2013. Analisa Karbohidrat. http://organiksmakma3c03.blogspot.com/2013/03/

    analisa-karbohidrat.html.Diakses 26 Maret 2013 08.00 WIB

    Wahed. 2012. Laporan Resmi Analisa Gula Reduksi dan Pati. UPN Jawa Timur :

    LABORATORIUM TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI.

    UPN VETERAN JAWA TIMUR.

    Zulaidah, Agustien. Peningkatan Nilai Guna Pati Alami Melalui Proses Modifikasi Pati.

    Jurusan Teknik Kimia FT Universitas Pandanaran

  • LEMBAR PERHITUNGAN

    Basis : 350 ml

    1. Persiapan awal

    a. Densitas Pati

    pati =

    =

    = 1 gr/ml

    b. Densitas H2SO4

    H2SO4 =

    =

    = 1,73 gr/ml

    2. Perhitungan kebutuhan reagen

    a. Menghitung kebutuhan H2SO4

    V H2SO4=

    =

    = 5 ml

    b. Menghitung kebutuhan pati (1:10)

    Vlarutan-VH2SO4 = Vair +Vpati

    350-5 = Vair +Vpati

    345 = Vair +Vpati

    Vair =

    x 345 = 313 ml

    Vpati =

    x 345 = 31 ml

    mpati = x V = 1 x 31 = 31 gr

  • 3. Penentuan Kadar Pati

    a. Penentuan kadar pati awal

    Suhu 700C

    xp0 = ( )

    = ( )

    = 0,008

    Suhu 800C

    xp0 = ( )

    = 0,0086

    b. Hidrolisa pati

    Suhu 700C

    t = 0 menit

    xp = ( )

    = ( )

    t = 5 menit

    xp = ( )

    t = 10 menit

    xp = ( )

    t = 15 menit

    xp = ( )

    t = 20 menit

    xp = ( )

    Suhu 800C

    t = 0 menit

    xp = ( )

    = ( )

    t = 5 menit

    xp = ( )

    t = 10 menit

    xp = ( )

  • t = 15 menit

    xp = ( )

    t = 20 menit

    xp = ( )

    4. Penentuan Harga Konstanta Laju Reaksi

    -rA = kCA

    = kCA

    = k

    -ln

    = kt + c

    CA = CAO (1 xA)

    -ln (1xA) = kt + c

    y = mx + c

    Suhu 700C

    t (x) -ln(1-XA) (y) x2 xy

    0 0.620827 0 0

    5 0.916291 25 4.581454

    10 0.826679 100 8.266786

    15 1.290984 225 19.36476

    20 1.984131 400 39.68263

    = 50 = 5.638911 = 750 = 71.89563

    y = mx + c

    = ( ) ( )

    ( )

    = 0,062

    = ( ) ( )

    ( )

    = 0,507

  • y = 0,062x + 0,507

    k = 0,062

    Suhu 800C

    t (x) -ln(1-XA) (y) x2 xy

    0 0.6476 0 0

    5 0.843273 25 4.216363

    10 0.816672 100 8.166717

    15 1.318636 225 19.77954

    20 1.889152 400 37.78304

    = 50 = 5.515332 = 750 = 69.94565

    y = mx + c

    = ( ) ( )

    ( )

    = 0,059

    = ( ) ( )

    ( )

    = 0,856

    y = 0,059x + 0,856

    k = 0,059

  • Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap proses modifikasi pati secara umum

    Proses Modifikasi Pati dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu ukuran partikel, temperatur,

    waktu reaksi, dan perbandingan berat air terhadap pati.

    1. Ukuran Partikel

    Dalam proses modifikasi pati, ukuran partikel berpengaruh terhadap laju reaksi. Semakin

    kecil ukuran pati maka semakin cepat reaksi berlangsung karena ukuran partikel yang kecil

    akan meningkatkan luas permukaan serta meningkatkan kelarutan dalam air (Saraswati,

    2006).

    2. Temperatur

    Secara umum temperatur berhubungan dengan laju reaksi. Makin tinggi temperatur, maka

    reaksi akan berlangsung lebih cepat. Hal ini disebabkan konstanta laju reaksi meningkat

    dengan meningkatnya temperatur operasi. Hal ini sesuai dengan persamaan Arhenius berikut

    k = Konstanta laju reaksi (mol jam-1)

    A = Faktor tumbukan

    Ea = Energi aktivasi ( J mole -1

    )

    R = Konstanta gas (8.314 J K mole-1)

    T = Suhu (Kelvin)

    (Hill, 1977)

    Semakin tinggi tenperatur maka reaksi akan berjalan semakin cepat, namun kondisi ini

    dibatasi oleh minyak jahe yang akan terdegradasi pada suhu 60oC. (Battharai, 2001) dan

    karakteristik pati tapioka yang akan mengental dan mengeras pada suhu diatas 68oC

    (Nwokocha, 2009)

    3. Waktu reaksi

    Waktu reaksi berpengaruh terhadap tekstur pati yang dihasilkan. Waktu reaksi yang terlalu

    cepat mengakibatkan reaksi belum berjalan sempurna sedangkan jika waktu reaksi terlalu

    lama mengakibatkan terkstur yang kasar. Hal ini terjadi karena semakin lama waktu reaksi

    maka semakin banyak dinding sel singkong yang pecah sehingga terjadi pelubangan dari

    granula pati termodifikasi, hal ini menyebabkan permukaan yang tidak rata pada granula pati

    tersebut sehingga tekstur yang dihasilkan kasar (Subagio, 2008). Waktu reaksi yang optimum

    adalah 30 menit pada penelitian modifikasi pati tapioka menggunakan jahe (Daramola, 2006).

    4. Perbandingan Berat Air Terhadap pati

    Perbandingan berat air terhadap pati harus tepat agar pati dapat sempurna terlarut.

    Perbandingan yang terlalu besar akan menimbulkan pemborosan penggunaan pelarut,

    sedangkan perbandingan yang terlalu kecil dapat menyebabkan pengendapan pati.

    Perbandingan pati yang digunakan adalah 150 gram pati dilarutkan ke dalam 200 gram air

    pada penelitian modifikasi pati tapioka menggunakan jahe (Daramola, 2006).

    Adity. 2009. Skripsi Hidrolisa Pati Tapioka dengan Minyak Jahe Modifikasi Cross Linking.

    Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro