SKRIPSI - TK 141581 PENGARUH TERHADAP STABILITAS EMULSI MINYAK SOLAR -AIR DALAM TANGKI BERPENGADUK KADAR AIR Oleh : DEA PURI ANINDITA NRP 0221 1440 000 024 WILDAN MUQORROBIN NRP 0221 1440 000 075 Dosen Pembimbing Dr. Tantular Nurtono, S.T., M.Eng. Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng. DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018
FINAL PROJECT - TK 141581 THE EFFECT OF WATER CONTENT TOWARD STABILITY OF WATER - DIESEL FUEL EMULSION IN THE MIXER TANK By: Dea Puri Anindita NRP. 0221 1440 000 024 Wildan Muqorrobin NRP. 0221 1440 000 075 Advisor Dr. Tantular Nurtono, S.T., M.Eng. NIP. 19761229 200912 1 001 Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng. NIP. 19520916 198003 1 002 DEPARTMENT OF CHEMICAL ENGINEERING FACULTY OF INDUSTRIAL TECHNOLOGY INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018
SKRIPSI - TK 141581 PENGARUH KADAR AIR TERHADAP STABILITAS EMULSI MINYAK SOLAR -AIR DALAM TANGKI BERPENGADUK Oleh: Dea Puri Anindita NRP. 0221 1440 000 024 Wildan Muqorrobin NRP. 0221 1440 000 075 Dosen Pembimbing Dr. Tantular Nurtono, S.T., M.Eng. NIP. 19761229 200912 1 001 Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng. NIP. 19520916 198003 1 002 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018
PENGARUH KADAR AIR TERHADAP EMULSI MINYAK SOLAR-AIR DALAM TANGKI BERPENGADUK Nama : Dea Puri Anindita (02211440000024) Wildan Muqorrobin (02211440000075) Departemen : Teknik Kimia FTI - ITS Pembimbing : Dr. Tantular Nurtono S.T., M.Eng Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng ABSTRAK Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari pengaruh kadar air dan suhu operasi terhadap kestabilan emulsi minyak solar - air. Variabel penelitian ini adalah kadar air (10, 20, 30, 40, 50%) serta suhu operasi yang digunakan (30, 40, 50, 600C). Lima tahapan dilakukan dalam penelitian ini yaitu persiapan bahan, persiapan alat, proses pre-treatment, proses pembuatan emulsi dan karakterisasi emulsi minyak solar-air. Proses pre-treatment dimulai dengan surfaktan ditambahkan sebanyak 1% yang berupa 45,5% lecitin dan 54,5% tween80 ke dalam minyak solar, kemudian diaduk dalam tangki dengan kcepatan 1900 rpm menggunakan impeller jenis disk turbine dan suhu operasi diatur sesuai variabel selama 15 menit. Air (aquabidest) sesuai variabel disiapkan dengan dilarutkan CMC sebanyak 0,5% air ke dalamnya. Dilanjutkan dengan proses pembuatan emulsi, air dicampur secara bertahap tetes demi tetes ke dalam tangki berpengaduk menggunakan peristaltic pump dengan kecepatan 2 ml/mnt. Setelah air habis, proses emulsifikasi tetap berlangsung selama 20 menit pengadukan dengan suhu operasi sesuai variabel. Karakterisasi emulsi minyak solar-air antara lain pengukuran densitas, pengukuran viskositas, seperti pengamatan visual, mengukur tinggi lapisan di tabung uji stabilitas emulsi i
rasio stabilitas, mengukur droplet size, dan pengukuran absorbansi. Hasil dari karakterisasi emulsi solar-air didapatkan bahwa semakin banyak penambahan kadar air maka kestabilan emulsi minyak solar - air akan semakin menurun dan semakin tinggi suhu yang digunakan maka semakin stabil emulsi yang dihasilkan. Dalam penelitian ini hasil yang memberikan kestabilan emulsi paling optimal yaitu pada penambahan air sebanyak 10% dengan suhu 600C. Kata kunci : emulsi, emulsifikasi, kadar air, kestabilan, rasio absorbansi, suhu ii
THE EFFECT OF WATER CONTENT TOWARD STABILITY OF WATER - DIESEL FUEL EMULTION IN THE MIXER TANK Nama : Dea Puri Anindita (02211440000024) Wildan Muqorrobin (02211440000075) Departemen : Teknik Kimia FTI - ITS Pembimbing : Dr. Tantular Nurtono S.T., M.Eng Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng ABSTRACT The objective of this research is to study the correlation between water content addition and operation temperature used in regard to the diesel-water emulsion stability. Variables used in this research were (10%, 20%, 30%, 40%, and 50%) of water content while (30oC, 40oC, 50oC, and 60oC) were used as operation temperature variables. There are five steps conducted in this instrument preparation, pre- research; material preparation, treatment process, forming emulsion process, and diesel-water emulsion characterization. Pre-treatment process begin with the addition of 1% surfactant that consist of 45,5% lecitin and 54,5% tween80 into diesel oil, in advance it was stirred in a vessel with 1900 rpm stirring speed using disk turbine impeller and operation temperature adjusted in accordance to variable for 15 minutes. Water (aquabidest) required for the variables was prepared with the dilution of 0.5% CMC into it. Followed by the emulsion preparation, drops of water added into the stirring vessel using peristaltic pump with 2 ml/m flow rate. Emulsification process continued for 20 minutes after the water completely drained out with stirring speed and operation temperature set accordance to variable. The characterization of diesel-water oil are as follow; density measurement, viscosity measurement, stability of iii
emulsion such as visual observation, layer height in test tube, droplet size calculation and absorbance ratio calculation. The characterization of diesel-water oil obtained in this research show emulsion of diesel-water oil stability decreased as the more water content added whereas emulsion stability increase as higher temperature used. This research concludes that 10% of water content with 60oC operation temperature gave the most optimal emulsion stability. Key Words : Absorbance, Emulsion, Emulsification, Stability, Temperature iv
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT. Yang selalu melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan skripsi kami yang berjudul : " Pengaruh Kadar Air terhadap Stabilitas Emulsi Minyak Solar-Air dalam Tangki Berpengaduk " Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi program Strata-1 di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Penulis menyadari dalam penyusunan skripsi ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua serta saudara-saudara kami, atas doa, bimbingan, perhatian, serta kasih sayang yang selalu tercurah selama ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng selaku Pembimbing dan Kepala Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran, Departemen Teknik Kimia FTI-ITS, atas bimbingan, saran, dan motivasi yang diberikan. 3. Bapak Dr. Tantular Nurtono, S.T., M. Eng selaku Dosen Pembimbing Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran, Departemen Teknik Kimia FTI- ITS, atas bimbingan, saran, dan motivasi yang diberikan. 4. Mas Joko Suryadi S.Si selaku ketua tim Emulsi Minyak Solar-Air atas segala kerja sama, dukungan, dan bimbingannya 5. Seluruh civitas akademika Departemen Teknik Kimia FTI-ITS yang telah memberikan dukungan moril kepada penulis. v
6. Keluarga besar Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), khususnya teman-teman di Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran Departemen Teknik Kimia FTI-ITS atas semua dukungan, semangat, serta kerjasamanya. Kami menyadari laporan skripsi ini tidak lepas dari berbagai kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan dan perbaikannya. Akhirnya laporan skripsi ini dapat memberikan sumbangan bagi pembaca. Surabaya, 8 Juli 2018 Penulis vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK ... i ABSTRACT ... iii KATA PENGANTAR ... v DAFTAR ISI ... vii DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR TABEL ... x BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 3 1.3 Batasan Masalah ... 3 1.4 Tujuan Penelitian ... 3 1.5 Manfaat Penelitian ... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5 2.1 Proses Pembakaran ... 5 2.2 Bahan Penyusun Polutan ... 7 2.3 Emulsi ... 9 2.4 Teori Terjadinya Emulsi ... 11 2.5 Surfaktan ... 14 2.6 Minyak Solar ... 21 2.7 Air ... 22 2.8 Penstabil CMC (Carboxy Methyl Cellulose) ... 23 2.9 Homogenizer ... 23 2.10 Disk Turbine ... 24 2.11 Penelitian Terdahulu ... 24 BAB III METODE PENELITIAN ... 26 3.1 Bahan ... 26 3.2 Peralatan ... 27 3.3 Prosedur Percobaan ... 29 3.4 Karakterisasi Emulsi Minyak Solar-Air ... 30 3.5 Flow Chart ... 32 vii
BAB IV PEMBAHASAN ... 34 4.1 Pengaruh Suhu Terhadap Stabilitas Emulsi Minyak Solar - Air ... 36 4.2 Pengaruh Komposisi Air dan Minyak Solar Terhadap Stabilitas Emulsi Minyak Solar - Air ... 45 4.3 Perbandingan Hasil Emulsi Minyak Solar - Air dengan Penelitian Terdahulu ... 54 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 60 5.1 Kesimpulan ... 60 5.2 Saran ... 60 DAFTAR PUSTAKA... xi DAFTAR NOTASI ... xii APPENDIKS LAMPIRAN BIODATA PENULIS viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Proses Pembakaran Mesin Diesel ... 7 Gambar 2.2 Jenis - Jenis Emulsi ... 10 Gambar 2.3 Molekul Surfaktan ... 15 Gambar 2.4 Skala Fungsi Surfaktan Berdasarkan HLB ... 18 Gambar 3.1 Susunan Peralatan Proses Emulsifikasi ... 28 Gambar 3.2 Geometri dan Dimensi Tangki Emulsifikasi .... 28 Gambar 3.3 Tabung Uji Stabilitas Emulsi ... 30 Gambar 3.4 Flow Chart Pembuatan Emulsi Minyak Solar - Air ... 33 Gambar 4.1 Hasil Emulsi dalam Berbagai Variabel Suhu Untuk Kadar Air 20% ... 37 Gambar 4.2 Hasil Emulsi Dalam Tabung Uji ... 37 Gambar 4.3 Grafik Hubungan antara Waktu vs % Emulsi Minyak Solar - Air ... 39 Gambar 4.4 Grafik Hubungan antara Waktu vs Densitas ... 40 Gambar 4.5 Grafik Hubungan antara Waktu vs Viskositas ... 41 Gambar 4.6 Grafik Hubungan antara Waktu vs Rasio Turbiditas ... 44 Gambar 4.7 Hasil Emulsi dalam Berbagai Variabel Kadar Air Untuk suhu 300C ... 46 Gambar 4.8 Grafik Hubungan antara Waktu vs % Emulsi Minyak Solar - Air ... 48 Gambar 4.9 Grafik Hubungan antaraWaktu vs Densitas ... 49 Gambar 4.10 Grafik Hubungan antara Waktu vs Viskositas ... 50 Gambar 4.11 Grafik Hubungan antara Waktu vs Rasio Turbiditas ... 53 Gambar 4.12 Hasil Uji FTIR Lapisan Atas ... 57 Gambar 4.13 Hasil Uji FTIR Lapisan Tengah ... 57 Gambar 4.14 Hasil Uji FTIR Lapisan Bawah ... 58 Gambar 4.15 Hasil Uji FTIR (a) Lecitin dan (b) Tween 80 .... 59 ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Penentuan Angka HLB (Davies, 1949) ... 19 Tabel 3.1 Alat yang Digunakan ... 27 Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Ketinggian % Emulsi Menggunakan Tabung Uji Untuk Variabel Suhu dan Kadar Air 20% ... 38 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Droplet Size ... 43 Tabel 4.3 Hasil Pengamatan Ketinggian % Emulsi Menggunakan Tabung Uji Untuk Variabel Kadar Air dan Suhu 300C ... 47 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Droplet Size ... 52 Tabel 4.5 Perbandingan Hasil Pengamatan Visual Emulsi Minyak Solar-Air Dengan Penelitian Terdahulu ... 55 x
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Sumber energi merupakan sumber utama bagi kehidupan makhluk hidup yang dapat diperoleh dari berbagai macam sumber baik sumber energi yang dapat terbarukan (renewable energy) maupun yang tak terbarukan (unrenewable energy). Salah satu hasil perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi adalah motor diesel yang saat ini banyak diaplikasikan sebagai sumber penggerak pada sarana transportasi baik darat maupun laut juga sumber tenaga pada proses di industri. Mesin diesel adalah motor yang menggunakan panas bakar kompresi untuk menciptakan penyalaan dan membakar bahan bakar dan udara yang telah diinjeksikan ke dalam ruang bakar. menggunakan busi seperti mesin Mesin diesel memiliki efisiensi bensin atau mesin termal terbaik pembakaran dalam maupun pembakaran luar lainnya, karena memiliki rasio kompresi yang sangat tinggi ( Tatsuo Takaishi dkk). Mesin diesel mulai digunakan untuk kapal dan kapal selam, kemudian diikuti lokomotif, truk, pembangkit listrik, dan peralatan berat lainnya. Pada tahun 1930-an, mesin diesel mulai digunakan untuk mobil. Sejak saat itu, penggunaan mesin diesel terus meningkat dan menurut British Society of Motor Manufacturing and Traders, 50% dari mobil baru yang terjual di Uni Eropa adalah mobil bermesin diesel, bahkan di Perancis mencapai 70%. (Thomas, Donald E., 1987). pembakaran dalam ini tidak gas. Mesin dibandingkan dengan mesin Meningkatnya permintaan motor diesel sebagai sarana transportasi atau sumber tenaga industri secara tidak langsung akan memunculkan permasalahan dalam penyediaan sumber energi untuk pembakaran. Di Indonesia, jumlah kendaraan yang menggunakan motor diesel mencapai 3.000.000 unit, dengan rincian 2.100.000 unit digunakan pada sarana transportasi darat trasportasi air. dan 900.000 unit digunakan untuk sektor 1
Pengunaan motor diesel pada dunia industri mencapai 1.200.000 unit. Sementara, pemenuhan kebutuhan terhadap konsumsi bahan bakar cair khususnya motor diesel sepenuhnya ditopang dari sumber energi bahan bakar fosil yaitu solar yang bersifat tidak terbarukan. Selain ketersediaan bahan bakar fosil sebagai sumber utama bahan bakar solar semakin menipis, polusi akibat emisi gas buang hasil pembakaran motor diesel mempunyai dampak negatif bagi lingkungan dan kesehatan manusia. Emisi tersebut terdiri dari partikulat-partikulat, residu karbon, karbon monoksida (CO), hidrokarbon (HC), karbon dioksida (CO2), sulfur oksida (SOx), dan nitrogen oksida (NOx), yang masing-masing mempunyai dampak berbeda bagi perusakan kesehatan manusia dan lingkungan tersebut perlu diatasi dengan dengan mensubstitusikan penggunaan bahan bakar motor diesel dengan bahan bakar campuran air dan solar yang diharapkan mampu meningkatkan efisiensi pengunaan bahan bakar solar dan mengurangi emisi gas buang yang dihasilkan. Berdasarkan hasil penelitian yang pernah dilakukan, penggunaan campuran bahan bakar air dan solar mampu mengurangi emisi NOx karena terjadinya proses ledakan mikro (microexplosion) dalam proses pembakaran. Ledakan mikro ini terjadi karena perbedaan titik didih antara kedua fluida. Permasalahan Telah dilakukan penelitian yang berjudul "Pengaruh Kecepatan Impeller terhadap Emulsi Minyak Solar-Air dalam Tangki Berpengaduk". Penelitian ini menunjukkan pengaruh variabel kecepatan pengaduk dalam pembuatan emulsi minyak solar-air. Hasil dari penilitian sebelumnya membuktikan bahwa semakin cepat kecepatan impeller maka emulsi yang dihasilkan semakin stabil. Kecepatan impeller merupakan salah satu parameter dalam pemuatan emulsi yang stabil, selain itu kualitas dan stabilitas emulsi minyak solar-air juga dipengaruhi oleh beberapa faktor lainnya yaitu, tipe surfaktan, jumlah surfaktan, rasio minyak solar / air, bahan penstabil, suhu operasi, dan metode penambahan air. Penelitian ini akan lebih fokus pada 2
pengaruh kadar air dalam pembuatan emulsi minyak solar-air yang stabil. I.2 Rumusan Masalah tentang pengaruh sebelumnya meneliti kecepatan impeller terhadap pembuatan emulsi minyak solar-air yang baik. Diperlukan juga Analisa pengaruh faktor lain yang mempengaruhi pembuatan emulsi minyak solar-air yang salah satunya adalah faktor kadar air dan suhu. Penelitian 1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah disini diperlukan agar persoalan lebih terpusat dan terarah. Dalam hal ini batasan-batasan yang diambil adalah sebagai berikut : 1. Bahan yang digunakan adalah solar dex (produksi pertamina), air (aquabidest), dan surfaktan. 2. Percobaan dilakukan dengan variabel kadar air dan suhu melalui proses emulsifikasi menggunakan pengadukan 3. Percobaan dilakukan di laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran Teknik Kimia ITS. 4. Menentukan kadar air paling optimum pada kestabilan emulsi minyak solar-air. 5. Pengujian hasil proses emulsi solar-air dengan penambahan surfaktan dilakukan menggunakan metode pengukuran densitas, viskositas, rasio turbiditas, stabilitas emulsi dan mengukur droplet size. 6. Tidak dilakukan pengamatan hasil emulsi di mesin diesel. 7. Tidak diperhitungkan pengamatan kadar NOx yang dihasilkan. I.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian antara lain : 1. Menentukan pengaruh kadar air untuk emulsi minyak solar- air. 2. Membuat bahan bakar dari minyak solar-air dengan metode 3
emulsi. 3. Mempelajari pengaruh komposisi solar,air, suhu dalam pembentukan emulsi dengan cara menguji densitas, viskositas, visualisasi stabilitas emulsi, dan rasio turbiditas dari hasil emulsi minyak solar-air 1.5 Manfaat Penelitian ini diharapkan dapat mengetahui kadar air yang optimal, menghasilkan emulsi minyak solar-air yang lebih stabil, sehingga dapat digunakan untuk mensubstitusi penggunaan solar murni sebagai bahan bakar. Selanjutnya diharapkan bisa mengurangi kandungan NOx pada hasil pembakaran di mesin diesel dan juga sebagai pengetahuan untuk penelitian lebih lanjut. Dengan melakukan penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran suatu material yang dapat menghasilkan panas melalui proses pembakaran. Proses pembakaran pada dasarnya adalah proses oksidasi bahan bakar dengan oksigen. Proses pembakaran dapat terjadi bila konsentrasi antara uap bahan bakar dan oksigen terpenuhi, dan terdapat energi panas yang cukup. Bahan bakar adalah sempurna adalah melepaskan seluruh panas yang terdapat dalam bahan bakar. Pembakaran yang sempurna akan menghasilkan tingkat konsumsi bahan bakar ekonomis dan berkurangnya kepekatan asap hitam gas buang karena pada pembakaran sempurna campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar seluruhnya dalam waktu dan kondisi yang tepat. Kualitas bahan bakar perlu diperhatikan sesuai dengan karakteristiknya sehingga homogenitas campuran bahan bakar dengan udara dapat terjadi secara sempurna agar terjadi pembakaran yang sempurna. Viskositas bahan bakar adalah salah satu karakteristik bahan bakar yang sangat menentukan kesempurnaan proses pembakaran. Viskositas yang tinggi menyebabkan aliran solar terlalu lambat. Tingginya viskositas menyebabkan beban pada pompa injeksi menjadi lebih besar dan pengkabutan saat injeksi kurang sempurna sehingga bahan bakar sulit terbakar. Pembakaran merupakan reaksi kimia yang bersifat eksotermis dari unsur-unsur yang ada di dalam bahan bakar dengan oksigen serta menghasilkan panas. Proses pembakaran memerlukan udara, namun jumlah udara yang dibutuhkan tidak diberikan dalam jumlah yang tepat secara stoikiometri, namun dilebihkan. Hal ini bertujuan supaya pembakaran berlangsung sempurna. Tujuan dari pembakaran yang Bahan bakar gas akan terbakar pada keadaan normal jika terdapat udara yang cukup. Hampir 79% udara (tanpa adanya oksigen) merupakan nitrogen, dan sisanya merupakan elemen 5
lainnya. Nitrogen dianggap sebagai pengencer yang menurunkan suhu yang harus ada untuk mencapai oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran. Nitrogen mengurangi efisiensi pembakaran dengan cara menyerap panas dari pembakaran bahan bakar dan pengenceran gas buang. Nitrogen juga mengurangi transfer panas pada permukaan alat penukar panas, juga meningkatkan volum hasil samping pembakaran. Nitrogen ini juga dapat bergabung dengan tinggi) untuk oksigen menghasilkan oksida nitrogen (NOx), yang merupakan pencemar beracun. (terutama pada suhu nyala yang Pada fenomena pembakaran yang terkontrol secara difusi akan muncul, apabila mixing lemah, aliran dan difusi berjalan lambat serta reaksi kimia berjalan cepat. Pada saat bahan bakar dipanaskan, butiran-butiran kecil air (yang diselubungi minyak dengan titik didih yang lebih tinggi) akan cepat menguap dan yang droplet berekspansi, memecah menyelubunginya menjadi droplet yang lebih kecil dan lebih banyak. Proses ini disebut dengan microexplosion atau atomisasi sekunder yang menghasilkan droplet bahan bakar yang sangat halus yang dapat menguap dan terbakar lebih cepat dan sempurna dari pada droplet bahan bakar yang besar yang dihasilkan dari atomisasi mekanis (Sarjono, 2009). bahan bakar Menurut Arismunandar (2002) proses pembakaran pada motor diesel dibagi menjadi 4 periode seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1. 6
Gambar 2.1. Proses Pembakaran Mesin Diesel (Arismunandar, 2002) 2.2 Bahan Penyusun Polutan Pengendalian emisi polutan merupakan faktor utama dalam perancangan sistem pembakaran sekarang ini. Efek yang ditimbulkan oleh emisi gas buang dari mesin meliputi perubahan sifat atmosfir, merusak tumbuh tumbuhan dan material serta meningkatnya penyakit dan kematian pada manusia (Bedford, 2000). Kendaraan menghasilkan dua macam bentuk racun, yang terlihat oleh mata dan yang tak terlihat oleh mata. Racun yang terlihat oleh mata adalah PM (Particulate Matter) yaitu jelaga, asap hitam, tar, dan hidrokarbon yang tak terbakar. Racun yang tidak terlihat oleh mata adalah NOx, CO, dan hidrokarbon. Jika suhu dalam ruang bakar terlalu rendah maka jumlah PM akan meningkat dan jika suhu terlalu tinggi maka NOx yang akan meningkat. Dalam mesin diesel, formasi unsur NOx sangat dipengaruhi oleh peningkatan suhu dalam ruang bakar. Maka dari itu, penting dilakukan untuk menjaga temperature ruang bakar pada posisi tertentu. 7
2.2.1 Oksida Nitrogen (NOx) Oksida Nitrogen (NOx) adalah kelompok gas nitrogen yang terdapat di atmosfir yang terdiri dari nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2). Walaupun ada bentuk oksida nitrogen lainnya, tetapi kedua gas tersebut yang paling banyak diketahui sebagai bahan pencemar udara. Nitrogen monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau sebaliknya nitrogen dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam (Sayuti, 2012). NOx dihasilkan dari reaksi antara oksigen dan nitrogen pada proses nyala atau dapat juga dihasilkan dari kilatan petir (Thermal NOx). Selain itu NOx juga dapat dihasilkan dari pembakaran yang mengandung karbon aktif dan konversi nitrogen yang terdapat dalam bahan bakar menjadi NOx seperti batu bara, minyak dan sebagainya (Alfiah, 2009). Di dalam mesin diesel, NOx akan banyak diproduksi dalam periode pembakaran cepat akibat terjadinya beban termal lokal dan juga temperatur yang sangat tinggi. Rendahnya tingkat NOx di udara dapat mengiritasi mata, hidung, tenggorokan, dan paru-paru. Selain NOx juga terbentuk SOx yang merupakan produk alami dari proses pembakaran bahan bakar yang mengandung sulfur. Produk pembakaran ini sebagian besar akan berbentuk SO2 dan sebagian kecil adalah SO3. Di dalam atmosfer SO2 akan berubah lanjut menjadi SO3. 2.2.2 Karbon Monoksida Karbon monoksida adalah suatu gas yang tidak berwarna, tidak berbau, yang dihasilkan dari pembakaran yang tidak sempurna di dalam ruang bakar. Emisi CO dari motor bakar ditentukan terutama oleh equivalen rasio bahan bakar udara. Namun karena mesin diesel selalu dioperasikan pada daerah miskin campuran udara bahan bakar maka konsentrasi CO relatif rendah. Gas CO merupakan hasil oksidasi karbon dan apabila jumlah udara mencukupi akan terjadi oksidasi lanjut menjadi CO2. 2.2.3 Hidrokarbon (HC) Emisi hidrokarbon (HC) merupakan konsekuensi dari 8
sempurna dari bahan bakar pembakaran yang hidrokarbon. Emisi HC bisa berbentuk bahan bakar yang belum terbakar atau dalam bentuk yang sudah terurai dan mempunyai nilai minimum pada daerah campuran kurus. tidak 2.2.4 Particulate Matter Particulate Matter (PM) adalah partikel tersuspensi yang merupakan campuran partikel solid dan droplet cair. Partikel asap cenderung sangat kecil dengan ukuran hampir sama dengan panjang gelombang cahaya yang terlihat atau 0,4-0,7 mm. Partikel asap tersebut hampir sama dengan fraksi partikel PM 2,5 sehingga dapat menyebar dalam cahaya dan mengganggu jarak pandang. Partikel halus dapat terinhalasi ke dalam paru sehingga lebih berisiko mengganggu kesehatan dibandingkan pratikel lebih besar (Amman, 2008). 2.3 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 (Martin, 1993). Zat pengemulsi (emulgator) merupakan komponen yang paling penting agar memperoleh emulsi yang stabil (Anief, 1996). Salah satu fase cair dalam suatu emulsi terutama bersifat polar (contoh : air), sedangkan lainnya relative nonpolar (contoh : minyak). 2.3.1 Jenis Emulsi Berdasarkan jenisnya, emulsi dibagi dalam empat golongan, yaitu : a. Sistem emulsi minyak dalam air (M/A) adalah sistem dengan fasa terdispersinya (fasa diskontinyu) adalah minyak dan fasa pendispersinya (fasa kontinyu) adalah air. Fase minyak akan didispersikan sebagai bola-bola ke seluruh fase kontinyu air. b. Sebaliknya, emulsi air dalam minyak (A/M) adalah 9
emulsi dengan air sebagai fasa terdispersi dan minyak sebagai fasa pendispersinya. c. Emulsi minyak dalam air dalam minyak (M/A/M) tipe emulsi yang Selain dua telah disebutkan sebelumnya, ada suatu sistem emulsi yang lebih kompleks yang dikenal dengan emulsi ganda, dapat dibuat dengan mencampurkan suatu pengemulsi M/A dengan fase air dalam suatu mixer dan perlahan-lahan menambahkan fase minyak untuk membentuk suatu emulsi minyak dalam air (Martin, et al., 1993). d. Emulsi air dalam minyak dalam air (A/M/A) dengan mencampurkan Dapat suatu pengemulsi A/M dengan suatu fase minyak dalam suatu mixer dan perlahan-lahan menambahkan fase air untuk membentuk suatu emulsi air dalam minyak. dibuat Gambar 2.2 Jenis-Jenis Emulsi Stabilitas dari emulsi dipengaruhi secara langsung oleh teknik emulsi, waktu emulsi, fraksi volume air (sebagai fase terdispersi), viskositas fase kontinyu (solar), kecepatan putar (atau frekuensi ultrasonic), dan konsentrasi surfaktan (Chen, 2005). Adapun macam-macam emulgator yang digunakan adalah: a. Emulgator alam (tumbuhan, hewan, tanah mineral) : diperoleh dari alam tanpa melalui proses). Contoh : Gom tragacanth, agar-agar, chondrus, pectin, metil arap, lanae, magnesium, adep selulosa, kuning telur, 10
aluminium silikat, veegum, bentonit. b. Emulgator buatan : dibuat secara sintetiks. Contoh : Sabun; Tween 20, 40, 60, 80; Span 20, 40, 80 (Tamzil et al., 2009). 2.3.2 Metode Untuk Membedakan Antara Emulsi M/A dan Emulsi A/M 1. Penampakan visual Emulsi A/M biasanya berwarna putih keruh Emulsi M/A berwarna lebih gelap dan menunjukkan tekstur minyak (Gita, 2016) 2. Metode Dilusi Meneteskan emulsi dalam permukaan air Emulsi M/A jika penyebarannya sempurna Emulsi A/M jika tidak terjadi perubahan dan tetesan emulsi tadi mengapung di permukaan air 3. Metode Pewarnaan Sejumlah kecil zat warna yang larut dalam air, seperti metilen biru atau brilliant blue FCF bisa ditaburkan pada permukaan suspense. Jika air merupakan fase luar, yakni jika emulsi tersebut bertipe M/A, zat warna tersebut akan melarut didalamnya dan berdifusi merata ke seluruh bagian dari air tersebut. Jika emulsi bertipe A/M, partikel-partikel zat warna akan tinggal bergerombol pada permukaan (Martin, et al., 1993). 4. Metode Pengenceran Fase Jika emulsi tersebut bercampur sempurna dengan air, makai ia termasuk bertipe M/A dan apabila tidak dapat diencerkan adalah tipe A/M (Anief, 1994). 2.4 Teori Terjadinya Emulsi Untuk mengetahui proses terbentuknya emulsi dikenal 4 macam teori, yang melihat proses terjadinya emulsi dari sudut pandang yang berbeda-beda. Teori tersebut ialah : 11
2.4.1.Teori tegangan permukaan (Surface Tension) Molekul memiliki daya tarik menarik antara molekul yang sejenis yang disebut dengan daya kohesi. Selain itu molekul juga memiliki daya tarik menarik antara molekul yang tidak sejenis yang disebut dengan daya adhesi. Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada permukaan suatu zat cair akan terjadi perbedaan tegangan karena tidak adanya keseimbangan daya kohesi. Tegangan yang tersebut dinamakan tegangan permukaan. Dengan cara yang sama dapat dijelaskan terjadinya perbedaan tegangan bidang batas dua cairan yang tidak dapat bercampur. Tegangan yang terjadi antara dua cairan tersebut dinamakan tegangan bidang batas. terjadi pada permukaan Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang mengakibatkan antara kedua zat cair itu semakin susah untuk bercampur. Tegangan yang terjadi pada air akan bertambah dengan penambahan garam-garam anorganik atau tetapi akan berkurang dengan senyawa-senyawa elektrolit, penambahan senyawa organik tertentu antara lain sabun. ini dikatakan bahwa penambahan emulgator akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah bercampur. 2.4.2. Teori orientasi bentuk baji (Oriented Wedge) Didalam teori Setiap molekul emulgator dibagi menjadi dua kelompok, yaitu : a) Kelompok hidrofilik, yakni bagian dari emulgator yang suka pada air. b) Kelompok minyak. lipofilik, yakni bagian yang suka pada 2.4.3. Teori Interparsial Film Teori ini mengatakan bahwa emulgator akan diserap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan film yang akan membungkus partikel fase dispers. Dengan terbungkusnya partikel tersebut maka usaha antara partikel yang sejenis untuk bergabung menjadi terhalang. Dengan kata lain fase dispersi 12
menjadi stabil. Untuk memberikan stabilitas maksimum pada emulsi, syarat emulgator yang dipakai adalah : a) Dapat membentuk lapisan film yang kuat tapi lunak. b) Jumlahnya cukup untuk menutup semua permukaan partikel fase dispers. c) Dapat membentuk lapisan film dengan cepat dan dapat menutup semua permukaan partikel dengan segera. 2.4.4 Teori electric double layer (lapisan listrik ganda) Jika minyak terdispersi kedalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan bermuatan yang berlawanan dengan lapisan didepannya. Dengan demikian seolah-olah tiap partikel minyak dilindungi oleh dua benteng lapisan listrik yang saling berlawanan. Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari partikel minyak yang akan menggandakan penggabungan menjadi satu molekul besar. Karena susunan listrik yang menyelubungi setiap partikel minyak mempunyai susunan yang sama. Dengan demikian antara sesama partikel akan tolak menolak dan stabilitas emulsi akan bertambah. Terjadinya muatan listrik disebabkan oleh salah satu dari ketiga cara dibawah ini (Tamzil et al., 2009). a) Terjadinya ionisasi dari molekul pada permukaan partikel. b) Terjadinya absorpsi ion oleh partikel dari cairan disekitarnya c) Terjadinya gesekan partikel dengan cairan disekitarnya 2.4.5 Ketidakstabilan Emulsi Emulsi yang secara termodinamika tidak stabil umumnya disebabkan oleh tingginya energi bebas permukaan yang terbentuk. Hal ini terjadi karena pada proses pembuatannya luas permukaan salah satu fase akan bertambah berlipat ganda, sedangkan seluruh sistem umumnya cenderung kembali kepada posisinya yang paling stabil, yaitu pada saat energi bebasnya 13
paling rendah. Oleh karena itu, globul-globul akan bergabung sampai akhirnya sistem memisah kembali. Berdasarkan fenomena tersebut dikenal beberapa peristiwa ketidakstabilan emulsi yaitu, creaming, koalesen, dan demulsifikasi. Flokulasi dan creaming terjadi karena penggabungan kembali globul terdispersi yang disebabkan oleh adanya energi bebas permukaan. Flokulasi adalah suatu peristiwa terbentuknya kelompok-kelompok globul yang posisinya tidak beraturan di dalam emulsi, sedangkan creaming merupakan suatu peristiwa terjadinya lapisan-lapisan dengan konsentrasi yang berbeda-beda di dalam emulsi. Lapisan-lapisan tersebut terjadi karena pengaruh faktor gravitasi. Pada kedua peristiwa tersebut, emulsi masih dapat diperbaiki melalui pengocokan. Koalesen dan demulsifikasi terjadi bukan semata-mata karena energi bebas permukaan, tetapi juga disebabkan oleh ketidaksempurnaan pelapisan globul. Koalesen adalah peristiwa terjadinya penggabungan globul-globul menjadi lebih besar, sedangkan demulsifikasi terjadi akibat proses lanjutan dari koalesen. Untuk kedua peristiwa ini, emulsi tidak dapat diperbaiki melalui pengocokan. Ketidakstabilan emulsi yang lain adalah terjadinya inversi fasa, inversi fasa terjadi bila emulsi yang semula merupakan emulsi minyak dalam air berubah menjadi emulsi air dalam minyak. Inversi fasa dapat terjadi karena jumlah fasa terdispersi ditingkatkan hingga mencapai atau melebihi batas maksimum yaitu 74% dari volume total, perubahan suhu, atau penambahan bahan yang dapat mengganggu kestabilan emulsi. Inversi fasa juga dapat terjadi karena penggunaan peralatan yang kotor atau prosedur pencampuran yang salah (Lund, 1994). 2.5 Surfaktan 2.5.1 Pengertian dan Sifat Surfaktan Surfaktan adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan untuk menurunkan tegangan permukaan (surface tension) suatu (interfacial medium dan menurunkan tegangan antarmuka 14
tension) antar dua fase yang berbeda derajat polaritasnya. Istilah antarmuka menunjuk pada sisi antara dua fase yang tidak saling melarutkan, sedangkan istilah permukaan menunjuk pada antarmuka dimana salah satu fasenya berupa udara (gas) (Rosen, 1989). Surfaktan atau surface active agent adalah molekul- molekul yang mengandung gugus hidrofilik (suka air) dan lipofilik (suka minyak/lemak) pada molekul yang sama (Sheat dan Foster, 1997). Surfaktan terbagi menjadi dua bagian yaitu kepala dan ekor. Gugus hidrofilik berada di bagian kepala (polar) dan lipofilik di bagian ekor (non polar). Bagian polar molekul surfaktan dapat bermuatan positif, negatif, atau netral. Umumnya bagian non polar (lipofilik) adalah merupakan rantai alkil yang panjang, sementara bagian yang polar (hidrofilik) mengandung gugus hidroksil. Molekul surfaktan dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Sumber Gambar 2.3 Molekul Surfaktan 2.5.2 Klasifikasi Surfaktan ion pada gugus hidrofiliknya, surfaktan dikelompokkan menjadi 4 kelompok, yaitu surfaktan anionik, kationik, amfoterik dan nonionic. Berdasarkan muatan a) Surfaktan Anionik Surfaktan anionik bermuatan negatif pada bagian hidrofiliknya. Aplikasi utama dari surfaktan anionik yaitu untuk deterjensi, pembusaan dan emulsifier pada produk- 15
produk perawatan diri (personal care product), detergen dan sabun. Kelemahan surfaktan anionik adalah sensitif terhadap adanya mineral dan perubahan pH. Contoh surfaktan anionik, yaitu linier alkil benzen sulfonat, alkohol sulfat, alkohol eter sulfat, metil ester sulfonal (MES), fatty alkohol eter fosfat. b) Surfaktan Kationik Surfaktan kationik bermuatan positif pada bagian hidrofiliknya. Surfaktan kationik banyak digunakan sebagai bahan antikorosi, antistatik, flotation collector, pelunak kain, kondisioner, dan bakterisida. Kelemahan surfaktan jenis ini adalah tidak memiliki kemampuan deterjensi bila diformulasikan ke dalam larutan alkali. Contoh surfaktan kationik, yaitu fatty amina, fatty amidoamina, fatty diamina, fatty amina oksida, tertiari amina etoksilat, dimetil alkil amina dan dialkil metil amina. c) Surfaktan Nonionik Surfaktan nonionik tidak memiliki muatan, tetapi mengandung grup yang memiliki afinitas tinggi terhadap air yang disebabkan adanya interaksi kuat dipol-dipol yang timbul akibat ikatan hidrogen. Aplikasi surfaktan nonionik umumnya pada detergen untuk suhu rendah dan sebagai emulsifier. Keunggulan surfaktan ini adalah tidak terpengaruh oleh adanya air sadah dan perubahan pH. Contoh surfaktan nonionik adalah dietanolamida, alkohol etoksilat, sukrosa ester, fatty alkohol poliglikol eter, gliserol monostearat, sorbitan monostearat, sorbitan monooleat, gliserol monooleat dan propilen glikol monostearat. sukrosa distearat, d) Surfaktan Amfoterik Surfaktan amfoterik memiliki gugus positif dan negatif pada molekul yang sama sehingga rantai hidrofobik dikat oleh bagian hidrofilik yang mengandung gugus positif dan negatif. Surfaktan amfoterik sangat 16
dipengaruhi oleh perubahan pH, dimana pada pH rendah berubah menjadi surfaktan kationik dan pada pH tinggi akan berubah menjadi surfaktan anionik. Surfaktan jenis ini umumnya diaplikasikan pada produk sampo dan (PC), kosmetik. Contohnya adalah fosfatidiletanolamina asam (PE), aminokarboksilat dan alkil betain. fosfatidilkolin lesitin, 2.5.3 Karakteristik Surfaktan a. Tegangan Permukaan Tiap molekul dalam suatu zat cair bergerak dan selalu dipengaruhi oleh molekul tetangganya. Suatu molekul yang berada di tengah-tengah sejumlah zat cair mengalami gaya tarik-menarik molekul tetangganya yang hampir sama dalam semua jurusan. Molekul yang ada di permukaan zat cair tidak dikelilingi seluruhnya oleh molekul-molekul tetangganya dan hanya mengalami gaya tarik-menarik dari molekul-molekul disamping dan dibawahnya. b. Tegangan Antarmuka Tegangan antarmuka adalah gaya per satuan panjang yang terjadi pada antarmuka antara dua fase cair yang tidak dapat tercampur. Tegangan antar muka selalu lebih kecil dari tegangan muka, sebab gaya adhesive antara dua fase cair yang membentuk antarmuka lebih besar dari gaya adhesif antara fase cair dan fase gas yang membentuk antarmuka (Moecthar,1989). c. Hydrophilic Lipophilic Balance (HLB) untuk mengkorelasikan secara kuantitatif struktur surfaktan dengan aktifitas permukaannya. Secara formal, harga HLB diberikan dalam kisaran skala 0-20. Semakin tinggi nilai HLB menunjukkan surfaktan makin bersifat hidrofilik sehingga lebih mudah larut dalam air dan pada umumnya digunakan sebagai bahan pelarut (solubilizing agents) yang baik, detergen, dan penstabil untuk emulsi HLB merupakan suatu parameter 17
rendah M/A. Sementara bila nilai HLB semakin menunjukkan kelarutan dalam air yang rendah sehingga sering digunakan sebagai pelarut air dalam minyak dan penstabil emulsi A/M yang baik (Myers, 2006). Skala HLB dapat ditunjukkan pada gambar 2.4 (Martin, 1993) Gambar 2.4 Skala Fungsi Surfaktan Berdasarkan HLB Secara teori harga HLB suatu bahan dapat dihitung berdasarkan gugus fungsi hidrofil, lipofil dan derivatnya, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1. 18
Tabel 2.1 Penentuan Angka HLB (Davies, 1949) Parameter HLB 1. Angka grup hydrophilic SO4Na -COOK -COONa -N (amin tersier) Ester (cincin sorbitan) Ester (free) -COOH -OH (free) -O- -OH (cincin sorbitan) 35,7 21,1 19,1 9,4 6,3 2,4 2,1 1,9 1,3 0,5 Tabel 2.1 Penentuan Angka HLB (Davies, 1949) (lanj.) Parameter 2. Angka grup lipofilic HLB CF3 -CF2- -CH3 -CH2- -CH 0,870 -0,870 -0,475 -0,475 -0,475 HLB = 7 + Σ (angka gugus hidrofilik) + Σ (angka gugus lipofilik) d. Kemampuan Pembusaan Kebanyakan surfaktan dalam larutan dapat membentuk busa, baik diinginkan maupun tidak diinginkan dalam penggunaanya. Kestabilan busa diperoleh dari adanya zat pembusa (surfaktan). Zat pembusa ini teradsorpsi ke daerah antarfase dan mengikat sehingga diperoleh suatu kestabilan (Ware et al., 2007). gelembung-gelembung gas 19
Kemampuan pembusaan surfaktan dipengaruhi oleh panjang rantai hidrokarbon. Dibandingkan dengan surfaktan anionik sebagai agen pembusa yang telah lama digunakan, surfaktan nonionik dianggap sebagai surfaktan yang memiliki kemapuan pembusaan yang lebih rendah. e. Critical Micelle Concentration Micelle adalah kumpulan unit yang terdiri dari sejumlah molekul bahan aktif permukaan (surface active material). Micelle dapat melarutkan kotoran dan minyak dengan cara mengangkat kotoran tersebut dari permukaan dan mendispersikannya ke larutan. Critical Micelle Concentration adalah konsentrasi surfaktan dimana sejumlah micelle tebentuk dan mampu memisahkan kotoran. Critical Micelle Concentration untuk mengukur efisiensi surfaktan. Nilai Critical Micelle Concentration yang rendah menunjukkan bahwa makin sedikit surfaktan yang diperlukan untuk dan membentuk menjenuhkan micelle. permukaan Untuk mendapatkan kinerja pembersihan yang optimal, umumnya konsentrasi surfaktan yang digunakan adalah 1-5%. Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya larutan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan melebihi konsentrasi surfaktan mengagregasi membentuk misel. Tegangan permukaan akan menurun hingga CMC tercapai. Setelah CMC tercapai, tegangan permukaan akan konstan yang menunjukkan bahwa antar muka menjadi jenuh dan terbentuk misel yang berada dalam keseimbangan dinamis dengan monomernya (Genaro, 1990). tegangan permukaan ini maka 20
2.6 Minyak Solar Minyak solar adalah bahan bakar jenis distilat berwarna kuning kecoklatan yang jernih. Minyak solar adalah campuran kompleks hidrokarbon C15 - C20, yang mempunyai titik didih antara 260-315oC. Mutu minyak solar yang baik adalah bahwa minyak solar harus memenuhi batasan sifat - sifat yang tercantum pada spesifikasi dalam segala cuaca. Secara umum minyak solar adalah mudah teratomisasi menjadi droplet yang kecil, sehingga dapat segera menyala dan terbakar dengan sempurna sesuai dengan kondisi dalam ruang bakar mesin. Penggunaan minyak solar pada umumnya adalah untuk bahan bakar pada semua jenis mesin diesel dengan putaran tinggi (diatas 1.000 rpm), yang juga dapat dipergunakan sebagai bahan bakar pada pembakaran langsung dalam dapur-dapur kecil, yang terutama diinginkan pembakaran yang bersih. Minyak solar ini biasa disebut juga automotive diesel oil, high speed diesel. Bahan bakar hidrokarbon yang diemulsi dengan air dimaksudkan untuk memperbaiki efisiensi pembakaran dan mereduksi emisi gas buang. Bahan bakar emulsi adalah droplet air yang sangat halus yang terdapat dalam minyak solar, menggunakan additive untuk menjaga pemisahan air dari emulsi (Sadler, 2003). Akibat adanya tegangan permukaan yang lebih besar pada minyak solar dibandingkan dengan tegangan permukaan pada air, maka air tidak akan larut di dalam minyak solar. Percampuran antara air dan minyak solar akan menimbulkan gejala permukaan yakni apabila ke dua permukaan saling berdekatan maka kulit elektron atom ke dua cairan tersebut menahan deformasi sehingga menghasilkan gaya tolak yang lebih besar bila jaraknya mengecil (Hartomo dan Widiatmoko, 1993). Emulsifier dapat menurunkan tegangan permukaan air dan minyak solar, sehingga ke duanya dapat larut membentuk emulsi. Untuk menstabilkan tegangan permukaan antara solar-air serta untuk memperoleh bentuk campuran yang homogen digunakan pengemulsi yang berfungsi sebagai surfaktan. Dalam 21
penelitian ini akan digunakan Lesitin Soya dan Tween 80 sebagai bahan pengemulsi solar-air. Lesitin dengan nama lain fosfatidilkolin, suatu fosfolipid yang merupakan komponen utama fraksi fosfatida yang dapat diisolasi dari kuning telur dan kacang kedelai, yang diekstrak secara mekanik maupun kimiawi menggunakan heksan. Lesitin secara komersial untuk keperluan pengemulsi, dan lesitin efektif memperendah tegangan interfasial antara minyak dan air, tetapi mampu menjaga kestabilan emulsi (Hartomo, 1993). Lesitin dapat dihasilkan dari bahan pangan hewani maupun nabati, tetapi lesitin dari nabati mempunyai sifat lebih baik dari lesitin hewani. Lesitin nabati, dalam hal ini lesitin dari kedelai mempunyai keunggulan lebih dibanding lesitin dari bahan lain (Anonymous, 2006). Lesitin banyak terdapat pada biji-bijian dan digunakan untuk jenis emulsi A/M. Sebagai emulsifier, lesitin soya memiliki nilai HLB 4 dan juga lesitin memiliki harga yang ekonomis. Tween 80 memiliki nama lain polisorbat 80 dengan bentuk fisik berupa cairan kental, transparan, tidak berwarna, dan hampir tidak mempunyai rasa. Tween 80 mudah larut dalam air, yang memiliki kegunaan sebagai emulgator fase air. Tween 80 memiliki nilai HLB 15. 2.7 Air Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik. 22
2.8 Penstabil CMC (Carboxy Methyl Cellulose) Menurut Khairani (2007), penstabil digunakan untuk menstabilkan (menghindari terjadinya pemisahan antara padatan dan cairan) atau mengentalkan hasil olahan. Beberapa bahan penstabil yang digunakan adalah gelatin, agar-agar, CMC, dan pektin. CMC banyak digunakan sebagai stabilizer dalam pembuatan salad dressing. CMC adalah ester polimer selulosa yang larut dalam air dibuat dengan mereaksikan Natrium Monoklorasetat dengan selulosa basa (Fardiaz, 1987). CMC akan terdispersi dalam air, kemudian butir-butir CMC yang bersifat hidrofilik akan menyerap air dan terjadi pembengkakan air yang sebelumnya ada di luar granula dan bebas bergerak tidak dapat bergerak lagi dengan bebas sehingga keadaan larutan lebih mantap dan terjadi peningkatan viskositas. (Fennema, Karen and Lund 1996). Carboxy Methyl Cellulose (CMC) merupakan turunan selulosa yang mudah larut dalam air. Oleh karena itu CMC mudah dihidrolisis menjadi gula-gula sederhana oleh enzim selulase dan selanjutnya difermentasi menjadi etanol oleh bakteri (Masfufatun, 2010). 2.9 Homogenizer Homogenisasi merupakan proses mengubah dua cairan yang sifatnya immisible (tidak bercampur) menjadi sebuah teknologi pencampuran, emulsi. Homogenisasi di dalam emulsifikasi dan suspensi dikenal sebagai operasi yang pada dasarnya terdiri dari dua tahap yaitu pertama pengecilan ukuran droplet pada fase bagian dalam dan kedua yang merupakan tahap fase kontinu simultan pendistribusian droplet kedalam (Wirakartakusumah, 1992). Alat yang dirancang untuk melakukan proses emulsi disebut homogenizer. Rotor-stator homogenizer bekerja pada tekanan yang lebih rendah sehingga membutuhkan energi yang lebih sedikit, bila partikel ingin lebih dikecilkan ukurannya, sejumlah energi tambahan tetap harus diberikan dari luar. Energi yang dibutuhkan 23
untuk memecah droplet atau partikel datang dari rotor yang juga memutar alat pengaduk (disc) (Wirakartakusumah, 1992). adalah homogenizer mengecilkan ukuran partikel emulsi dengan menggerus dan memotong partikel emulsi yang besar dengan rotor (bergerak) dan stator (diam) menjadi partikel yang lebih kecil. Menurut Tangsuphoom dan Coupland (2005) ukuran minimum droplet dalam emulsi yang dihasilkan oleh homogenizer tipe rotor stator ± 2μm. Prinsip kerja rotor stator 2.10 Disk Turbine Proses pembuatan emulsi menggunakan impeller jenis disk turbine. Disk turbine dirancang khusus untuk membuat emulsi yang stabil. Bekerja dengan baik dalam proses yang membutuhkan suspensi padatan simultan. Dirancang untuk menangani viskositas rendah sampai sedang. Disk turbine memiliki kemampuan untuk membentuk aliran radial yang dapat menghasilkan proses dispersi. Dispersi dapat membuat droplet size besar menjadi droplet size yang lebih kecil. Droplet size kecil dapat membuat emulsi solar - air menjadi lebih stabil. 2.11 Penelitian Terdahulu Myung-Geun Song (2002), melakukan uji stabilitas emulsi menggunakan cara rasio turbiditas. Rasio turbiditas yang digunakan pada Panjang gelombang 450 nm dan 850 nm. Slope dari rasio turbiditas ini yang digunakan untuk mengevaluasi apakah stabilitas emulsi. Dari hasil didapatkan bahwa rasio turbiditas menunjukan teknik yang lebih simpel dan cepat untuk linier slope yang evaluasi stabilitas emulsi dan semakin dihasilkan maka emulsi tersebut yang lebih stabil. (2016), melakukan penelitian pembentukan emulsi crude oil dengan air. Pada penelitian ini pembuatan emulsi dilakukan dengan magnetic stirrer yang berkecapatan 150 rpm dengan waktu 30 menit dan kadar air 30%. Suhu yang digunakan 55oC, 100 oC, 150 oC, dan 180 oC. Analisa Dianlin Wang dkk 24
stabilitas emulsi menggunakan optical microscopy, densitas, dan viskositas. Didapatkan hasil bahwa kenaikan suhu membuat emulsi yang dihasilkan lebih stabil dan air lebih mudah terdispersi. Selain itu viskositas emulsi W/O dipengaruhi oleh droplet size emulsi, semakin besar droplet size emulsi maka semakin besar nilai viskositas dari emulsi trsebut. ini menggunakan surfaktan Polyoxyethylene 20 sorbitan trioleat dan Span dengan kecepatan pengaduk 1450 rpm. Hasil yang didapatkan adalah stabilitas dari nanoemulsi dipengaruhi oleh nilai HLB dari emulsifier, konsentrasi emulsfifier, konsentrasi air, dan waktu penyimpanan. M. R. Noor El-Din (2017), pada penelitian Pada penelitian yang dilakukan oleh Dina dan Fenni (2018) dengan menggunakan surfaktan lecitin, tween 80, dan triton-x 100 dan pembuatan emulsi dilakukan pada tangka berpengaduk. Hasil yang didapatkan yaitu surfaktan yang paling cocok digunakan yaitu 45,5% lecitin - 54,5% tween 80 menggunakan CMC dan 76,6% lecitin - 23,4% triton-x tanpa CMC, dengan konsentrasi surfaktan 1% volume emulsi. Semakin besar kecepatan putar impeller bertambah maka kestabilan emulsi solar - air juga akan semakin bertambah, dengan kecepatan pengadukan 1900 rpm. Hasil ini penelitian ini akan kita digunakan dengan penambahan pengaruh untuk kadar air dan suhu. 25
BAB III METODE PENELITIAN Seperti dinyatakan pada bab sebelumnya, penelitian ini bertujuan untuk mempejari pengaruh kadar air terhadap stabilitas emulsi minyak solar-air dalam emulsifikator tangki berpengaduk. Surfaktan yang digunakan berdasarkan pada nilai HLB (Hydrophilic Lipophilic Balance) sekitar 10, yang cocok untuk menghasilkan emulsi minyak solar air dengan menggunakan surfaktan campuran (Lecitin - Tween 80). Perbandingan jumlah minyak solar/air, konsentrasi surfaktan, dan penambahan bahan penstabil (stabilizer) CMC akan dipelajari pengaruhnya terhadap stabilitas emulsi yang dihasilkan. ini dikerjakan melalui beberapa tahapan yang terdiri dari tahap: persiapan, pemrosesan dan pengujian karakteristik emulsi minyak solar-air. Oleh karena itu, penelitian 3.1 Bahan Pertamina dex Air (aquabidest) Surfaktan : Lecitin teknis Tween 80 buatan Merck 3.1.1 Surfaktan yang Digunakan Pemilihan surfaktan yang digunakan berdasarkan pada nilai HLB yang sesuai untuk emulsi minyak solar-air. Menurut Dina dkk (2017), surfaktan yang cocok untuk pembuatann emulsi minyak solar - air adalah yang mempunyai HLB=10 dengan mencampurkan surfaktan lecitin dan tween 80. Komposisi surfaktan yang digunakan adalah 45,5% lecitin - 54,5% tween80. 3.1.2 Pembuatan Larutan CMC (Carboximethyl cellulose) 0,5% Carboxymethyl Cellulose (CMC) berfungsi sebagai (stabilizer) emulsi minyak solar-air. penambah kestabilan Membuat larutan Carboxymethyl Cellulose (CMC) 0,5% dari air dengan menggunakan aquabidest sebagai pelarut. Tahap pembuatan larutan CMC untuk 10% W/O dengan mencampurkan 26
CMC sebanyak 0,299 g dengan aquabidest 59,5 g. Aquabidest dan CMC diaduk selama ± 2 menit hingga campuran merata. Kemudian larutan CMC ini dapat digunakan pada proses selanjutnya. 3.2 Peralatan Alat-alat yang digunakan sebagai tempat emulsifikasi minyak solar-air dalam penelitian ini seperti ditunjukkan pada Tabel 3.2 : Tabel 3.1 Alat yang Digunakan No Nama alat Fungsi Spesifikasi 1 Tangki emulsifikasi Sebagai tempat pemrosesan emulsi minyak solar- air Bentuk: silinder - Diameter, =93 mm - Tinggi =200 mm - Baffle : lebar = 10 mm, jumlah = 4 Tinggi liquid, =93 mm 2 Impeller 3 Peristaltic pump Sebagai pengaduk Untuk menambahkan air ke tangki emulsifikasi Tipe : disk tubine - Diameter, =40 mm - Jumlah daun = 6 Laju alir : 2 mL/menit Sesuai dengan prosedur percobaan, susunan peralatan emulsifikasi minyak solar-air ditunjukkan pada Gambar 3.1. Skema geometri emulsifikasi ditunjukkan pada Gambar3.2. tangki 27
1 2 3 6 4 Gambar 3.1. Susunan Peralatan Proses Emulsifikasi 1. Digital variable speed motor; 2. Tangki silinder bersekat; 3. Impeller; 4. Pompa peristaltik; 5. Tangki air ; 6. Waterbath Gambar 3.2. Geometri dan dimensi tangki emulsifikasi 28 5 5
3.3 Prosedur Percobaan 3.3.1 Variabel Percobaan a. Surfaktan yang digunakan yaitu surfaktan 45,5% lecitin - 54,5% tween 80, menggunakan CMC 0,5% air b. Konsentrasi surfaktan 1 % terhadap volume emulsi. c. Penambahan pre-tereatment . d. Kecepatan pengadukan 1900 rpm. e. Variasi penambahan air (aquabidest) 10, 20, 30, 40, dan 50% terhadap volume emulsi. f. Variasi suhu pengadukan 300C, 400C, 500C, dan 60 0C Percobaan ini dibagi menjadi 2 tahap, yaitu: 1. Proses Pre treatment 2. Proses Emulsi 3.3.2 Proses Pre treatment Proses pre treatment yaitu proses pengadukan bahan emulsi minyak solar-air menggunakan mixer sesuai variabel kecepatan yaitu 1900 rpm selama 15 menit dengan variable suhu operasi yang telah ditentukan. Tahap pengadukan pre-emulsi dilakukan dengan mencampurkan solar dan surfaktan tanpa penambahan air. 3.3.3 Proses Emulsi Proses emulsi yaitu proses pencampuran bahan emulsi minyak solar-air dengan bantuan surfaktan. Adapun langkah- langkah dalam proses emulsifikasi yaitu mencampurkan CMC terlebih dahulu dengan air (aquabidest) dan diaduk 2 menit hingga CMC larut dalam air. Kemudian air tersebut dicampurkan ke dalam.minyak solar yang telah ditambah surfaktan sebelumnya dengan konsentrasi sesuai variabel sebanyak 600 mL ke dalam tangki emulsifikasi. Penambahan air dilakukan secara bertahap tetes demi tetes dengan kecepatan 2 ml/menit menggunakan peristaltic pump. Proses pengadukan menggunakan kecepatan 1900 rpm dan dengan suhu sesuai variable.. Setelah pre treatment dan penambahan air proses emulsifikasi tetap berlangsung selama 20 menit pengadukan. Kemudian dilanjutkan karakterisasi emulsi minyak solar-air. 29
3.4 Karakterisasi Emulsi Minyak Solar - Air 3.4.1 Stabilitas Emulsi Terhadap Fungsi Waktu Pengamatan secara visual hasil emulsi minyak solar - air dilakukan seperti pengamatan warna emulsi, kekeruhan dan warna lapisan yang dihasilkan. Lapisan / interface diukur menggunakan tabung uji stabilitas dengan diameter 8 mm dan tinggi tabung 10 cm seperti ditunjukkan pada Gambar 3.4. Emulsi yang dihasilkan dimasukkan ke dalam tabung kemudian diamati lapisan / interface yang terbentuk pada setiap interval waktu. Ketinggian dari emulsi yang terbentuk diukur meggunakan penggaris total untuk kemudian dibandingkan dengan ketinggian mendapatkan jumlah (%) emulsi. Gambar 3.3 Tabung Uji Stabilitas Emulsi 3.4.2 Densitas dihasilkan menggunakan piknometer 10 mL dengan cara menimbang piknometer kosong, kemudian diisi emulsi minyak solar-air dan Menguji berat jenis sampel yang 30
menimbangnya. Menghitung densitas dengan rumus : 3.4.3 Viskositas Viskositas emulsi diukur menggunakan viskometer Ostwald, dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan oleh emulsi (cairan) tersebut untuk melewati antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi. Waktu alir cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya ini menggunakan air suhu 30˚C. Menghitung viskositas dengan persamaan : sudah diketahui, dalam pengukuran 3.4.4 Analisa Droplet Size Droplet size diukur menggunkan alat Dynamic light scattering (DLS) (Zeta sizer Nano-ZS, Malvern, UK) di laboratorium zat padat Departemen Fisika, Fakultas Sains, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. 3.4.5 Analisa Rasio Turbiditas dengan spektrofotometer uv-vis dengan panjang gelombang 450 nm dan 850 nm. Sebelum dilakukan perhitungan absorbansi, emulsi diencerkan sebanyak 5 kali dengan minyak parafin. Menghitung turbiditas dengan persamaan : Analisa rasio turbiditas dilakukan (Song, 2002) Rasio turbiditas didapatkan dari Panjang gelombang 450 nm berbanding 850 nm. Rasio turbiditas dibuat grafik berbanding waktu dan didapatkan slope. Slope dari rasio turbiditas ini yang akan digunakan untuk menentukan stabilitas emulsi. 31
3.5 Flow Chart Start Minyak solar, aquabidest, Lecitin Mengukur volume solar hingga volume total emulsi 600 mL Menimbang surfaktan dengan neraca Mencampurkan surfaktan dan solar ke dalam tangki, diaduk dengan kecepatan 1900 rpm selama 15 menit Melarutkan CMC 0,5 % air ke dalam air dengan mengaduk selama 2 menit Mengalirkan air (aquabidest) dengan volume sesuai variabel secara bertahap tetes demi tetes menggunkan peristaltic pump dengan kecepatan 2ml/menit Pengadukan dilanjutkan selama 20 menit A 32
A Melakukan karakterisasi emulsi minyak solar-air Stabilitas emulsi End Gambar 3.4 Flow Chart Pembuatan Emulsi Minyak Solar - Air 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan pengaruh kadar air untuk emulsi minyak solar-air dan membuat emulsi minyak solar air yang paling stabil. Variabel pada penelitian ini adalah kadar air yaitu 10%, 20%, 30%, 40%, 50% dan suhu operasi yaitu 300C, 400C, 500C, 600C. Untuk mendapatkan emulsi tersebut dilakukan 2 tahapan proses yaitu pre-treatment dengan mencampurkan solar dan surfaktan tanpa penambahan air selama 15 menit dengan kecepatan impeller 1900 rpm dan suhu operasi sesuai variabel, kemudian proses pembuatan emulsi yaitu menambahkan air sesuai variabel yang sudah ditambah CMC sebanyak 0,5% air sebelumnya ke dalam tangki berpengaduk dengan bantuan peristaltic pump dengan kecepatan 2 ml/menit sambil diaduk oleh impeller dengan kecepatan 1900 rpm dan suhu sesuai variabel. Proses emulsifikasi dilanjutkan selama 20 menit pengadukan setelah air telah habis ditambahkan semua ke dalam minyak solar, dengan kecepatan dan suhu yang konstan seperti sebelumnya. Impeller yang digunakan yaitu jenis disk turbine. Bahan yang digunakan pada pembuatan emulsi minyak solar-air adalah Pertamina Dex produksi pertamina yang memiliki cetane number (angka setana) sebesar 53 dengan kandungan sulfur di bawah 300 ppm. Cetane number ini menunjukkan ini kualitas bahan bakar untuk mesin diesel. Angka mempengaruhi proses pembakaran yang terjadi di mesin diesel. Semakin tinggi nilainya, semakin mudah proses pembakaran sehingga akan mengurangi beban mesin dan diesel akan semakin halus. Bahan ini dipilih karena memiliki cetane number yang sudah tinggi dan baik untuk mesin diesel. Emulsi yang dibuat pada penelitian ini merupakan emulsi jenis air dalam minyak (A/M) atau dikenal dengan w/o emulsion. Emulsi ini dibuat dengan penambahan kadar air pada solar melalui proses emulsifikasi dengan menggunakan surfaktan dan CMC. Surfaktan yang cocok untuk pembuatan emulsi minyak 34
solar - air adalah yang mempunyai HLB=10 dengan mencampurkan surfaktan 45,5% lecitin dan 54,5% tween80. Sedangkan CMC yang dibutuhkan sebanyak 0,5% dari air. Air yang digunakan adalah aquabidest. Pada emulsi jenis ini, air (water) merupakan fase terdispersi (bagian dalam) sementara solar (oil) merupakan fase pendispersi (bagian luar). Emulsifikasi dapat terjadi karena penambahan emulgator (surfaktan) akan menurunkan dan menghilangkan tegangan permukaan yang terjadi pada bidang batas sehingga antara kedua zat cair tersebut akan mudah bercampur. Sementara itu emulgator yang memiliki sifat hidrofilik dan lipofilik akan diserap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan film yang akan membungkus partikel fase dispers. Dengan terbungkusnya partikel tersebut maka usaha antara partikel yang sejenis untuk bergabung menjadi terhalang. Lalu satu lapis minyak yang langsung berhubungan dengan permukaan air akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan bermuatan yang berlawanan dengan lapisan didepannya. Maka tiap partikel air akan dilindungi oleh dua benteng lapisan listrik yang saling berlawanan. Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari partikel air yang akan menggandakan penggabungan menjadi satu molekul besar. Karena susunan listrik yang menyelubungi setiap partikel air mempunyai susunan yang sama. Dengan demikian antara sesama partikel akan tolak menolak dan stabilitas emulsi akan terbentuk. Bertambahnya kadar air menyebabkan air yang terdispersi ke dalam minyak lebih banyak. Untuk mengetahui karakterisasi emulsi digunakan parameter sebegai berikut : a. Ketinggian emulsi serta jumlah (%) emulsi terhadap waktu b. Sifat fisik (densitas dan viskositas) terhadap waktu c. Droplet size emulsi d. Ratio turbiditas emulsi terhadap waktu Berdasarkan variabel yang telah dilakukan, maka pembahasan hasil penelitian dibagi menjadi beberapa poin, yaitu : 35
1. Pengaruh variasi suhu operasi terhadap kestabilan emulsi minyak solar-air 2. Pengaruh variasi komposisi air dan minyak solar terhadap kestabilan emulsi minyak solar-air 3. Perbandingan hasil emulsi minyak solar-air dengan penelitian terdahulu 4.1 Pengaruh Suhu Terhadap Stabilitas Emulsi Minyak Solar - Air Dilakukan percobaan dengan variabel suhu yang beragam, dari hasil yang didapat diketahui bahwa suhu operasi yang digunakan mempengaruhi stabilitas emulsi minyak solar - air. Semakin tinggi suhu yang digunakan maka stabilitas emulsi akan semakin meningkat. Untuk mempelajari pengaruh suhu terhadap emulsi maka digunakan variabel suhu 300C, 400C, 500C, 60 0C. Pengaruh suhu yang digunakan untuk pembuatan emulsi ini dipelajari pada kandungan air sebesar 20% . Pembuatan emulsi solar-air ini menggunakan pengadukan dengan kecepatan putar seragam 1900 rpm, impeller jenis disk turbine, dengan penambahan 1% surfaktan dengan komposisi 45,5% lecitin - 54,5% tween80, dan CMC 0,5% air. 4.1.1 Hasil Analisa Ketinggian Emulsi dan Jumlah (%) Emulsi Minyak Solar - Air Berdasarkan variabel yang diamati kemudian dilakukan pengamatan visual dari warna yang tampak pada emulsi minyak solar - air. Hasil pengamatan visual emulsi dapat dilihat pada gambar berikut : 36
30oC 40oC 50oC 60oC Gambar 4.1 Hasil Emulsi Dalam Berbagai Variabel Suhu Untuk Kadar Air 20% Gambar 4.2 Hasil Emulsi Dalam Tabung Uji Berdasarkan pengamatan visual emulsi yang terbentuk terlihat bahwa semakin tinggi suhu yang digunakan maka hasil emusli minyak solar - air memiliki warna kuning kecoklatan yang lebih jernih. Hasil emulsi dengan suhu 300C terlihat memiliki warna yang lebih keruh dan pekat begitu juga untuk emulsi dengan suhu 400C. Namun berbeda dengan hasil emulsi untuk suhu 500C dan 600C memiliki warna yang lebih jernih dan lebih menyerupai warna minyak solar. Hasil emulsi yang diinginkan adalah emulsi yang memiliki warna kuning kecoklatan jernih menyerupai warna asli dari minyak solar, dalam hal ini yang paling mendekati adalah hasil emulsi dengan suhu 600C. Warna terbentuk merupakan surfaktan yang belom keruh yang sepenuhnya dapat mengikat dengan solar dan air sehingga menimbulkan warna keruh, sedangkan surfaktan yang telah 37
terikat dengan sempurna akan mengakibatkan warna emulsi yang bening. Emulsi yang terbentuk dimasukan kedalam tabung uji dengan ketinggian 10 cm dan dilakukan pengamatan ketinggian lapisan emulsi terhadap waktu. Pengamatan secara visual yang dilakukan berupa perngukuran ketinggian dari lapisan yang terbentuk. Pada tabung uji terbentuk 3 lapisan yang memiliki warna yang berbeda, yaitu lapisan bawah berwarna putih kental, tengah berwarna kuning kecoklatan, dan atas berwarna jernih. Dari ketiga lapisan tersebut dapat diidentifikasi bahwa lapisan atas merupakan minyak solar, lapisan tengah merupakan emulsi yang masih terbentuk, dan lapisan paling bawah merupakan campuran dari air, sedikit minyak solar, dan surfaktan yang sudah terpisah. Ketinggian dari lapisan tengah dibandingkan dengan ketinggian total fresh emulsi dan didapat % emulsi yang terbentuk. Hasil pengamatan ditunjukkan pada tabel berikut : Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Ketinggian % Emulsi Menggunakan Tabung Uji Untuk Variabel Suhu dan Kadar Air 20% waktu (jam) 0 2 4 6 22 24 26 46 48 30 0C 100,0% 80,0% 79,5% 77,5% 76,6% 76,5% 76,0% 75,0% 75,0% % Emulsi 40 0C 100,0% 86,0% 84,0% 83,0% 81,5% 81,5% 81,5% 79,5% 79,5% 50 0C 100,0% 85,5% 84,5% 83,5% 81,0% 81,0% 81,0% 79,0% 79,0% 60 0C 100,0% 81,0% 80,5% 80,0% 78,5% 78,0% 78,0% 77,0% 77,0% Dari pengamatan tersebut didapat jumlah (%) emulsi minyak solar - air yang telah dibuat grafik hubungan antara waktu selama 48 jam vs jumlah (%) emulsi minyak solar - air sebagai berikut : 38
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Waktu vs % Emulsi Minyak Solar - Air Pada Gambar 4.3 Kestabilan emulsi berdasarkan grafik waktu vs % emulsi dilihat dari perubahan slope yang terbentuk, semakin kecil kemiringan mengartikan bahwa semakin sedikit terbentuk. Perubahan perubahan ketinggian emulsi yang ketinggian dari emulsi merupakan tanda bahwa emulsi mengalami demulsifikasi dimana solar akan naik menjadi lapisan atas dan air turun menjadi lapisan bawah karena densitasnya yang lebih berat, maka hal ini merupakan ketidak stabilan dari emulsi. Terlihat untuk suhu 30 0C memiliki % emulsi yang paling rendah dan tidak stabil karena mengalami penurunan % emulsi yang paling drastis dalam kurun waktu 48 jam. Untuk suhu 400C dan 50 0C memiliki %emulsi yang tinggi namun dilihat dari kestabilannya, % emulsi memiliki perubahan yang sangat drastis. Hal ini menandakan jika dibandingkan dengan variabel suhu lain emulsi untuk suhu 400C dan 50 0C akan lebih cepat habis. Sedangkan variabel suhu 600C memilki % emulsi yang rendah setelah variabel 300C namun memiliki kestabilan paling tinggi karena perubahan % emulsi emulsi tersebut tidak stabil, karena 39
tidak terlalu drastis seperti variabel 300C, 400C, dan 50 0C. Maka emulsi dengan suhu 600C akan bertahan dengan waktu yang lebih lama karena lebih stabil. Dalam hal ini menunjukan bahwa hasil dengan suhu 600C merupakan emulsi yang paling stabil. 4.1.2 Hasil Analisa Densitas dan Viksositas Emulsi Minyak Solar - Air Densitas merupakan kerapatan suatu zat yang memiliki dimensi massa per satuan volume. Faktor - faktor yang dapat mempengaruhi densitas adalah jenis zat, suhu, dan tekanan dari suatu zat yang akan diukur. Viskositas merupakan ukuran kekentalan suatu zat cair yang memiliki dimensi massa per panjang dan waktu. Faktor - faktor yang mempengaruhi viskositas adalah jenis zat, suhu, tekanan, berat jenis dan berat molekul dan kekuatan antar molekul. Emulsi yang dihasilkan dimasukan ke dalam piknometer 10 ml dan ditimbang pada neraca analitik, lalu membandingkan dengan densitas air sehingga didapat densitas dari emulsi. Hubungan antara waktu vs densitas ditunjukkan pada grafik: Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Waktu vs Densitas Pengukuran densitas untuk semua variabel dilakukan pada kondisi suhu ruangan. Kestabilan emulsi dapat dilihat dari kemiringan grafik, semakin kecil slope yang dihasilkan maka 40
perubahan nilai densitas tidak terlalu signifikan. Nilai densitas yang stabil menandakan bahwa emulsi yang terbentuk tidak mengalami perubahan (demulsifikasi) dan memiliki bentuk droplet yang tetap, dapat dikatakan bahwa emulsi stabil. Berdasarkan Gambar 4.4 terlihat bahwa variabel dengan suhu 300C memiliki densitas awal yang paling tinggi kemudian setelah 2 jam nilai densitasnya menurun sedangkan untuk variabel suhu 400C, 500C, 600C memiliki densitas yang lebih stabil dari 0 jam hingga 48 jam. Untuk semua variabel memiliki kemiringan yang tidak drastis saat 24 jam hingga 48 jam, namun terilhat bahwa dengan suhu 600C memiliki grafik yang lebih lurus dibandingkan variabel lainnya. Hal ini menandakan hasil dengan suhu 600C merupakan emulsi yang paling stabil. Uji viskositas menggunakan viskometer Ostwald, dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan oleh emulsi untuk melewati antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi. Waktu alir emulsi dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan untuk air, dan didapatkan nilai viskositas emulsi. Hubungan antara waktu vs viskositas dapat dilihat pada grafik berikut : Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Waktu vs Viskositas 41
Kondisi suhu untuk pengukuran viskositas dilakukan sama seperti pengukuran densitas, menggunakan suhu ruangan. Jumlah droplet emulsi yang terbentuk dapat ditentukan dari nilai viskositas, semakin banyaknya droplet emulsi maka nilai viskositasnya juga akan semakin besar. Dari Gambar 4.5 untuk variabel 300C memiliki viskositas awal yang paling tinggi diantara variabel lainnya lalu turun saat 2 jam dan seterusnya. Sedangkan untuk variabel 400C, 500C, dan 600C memiliki nilai viskositas yang tidak terlalu jauh dari viskositas saat 0 jam hingga 48 jam setelahnya. Sama seperti pengukuran densitas, stabilitas emulsi dilihat dari kemiringan grafik yang terbentuk, semakin kecil slope dari grafik maka semakin stabil emulsi yang terbentuk karena perubahan viskositas semakin kecil. Dengan stabilnya nilai viskositas maka droplet size yang terbentuk stabil, karena perubahan viskositas disebabkan oleh kecenderungan suatu partikel untuk memperkecil energi dengan bergabung dengan droplet lain yang lebih besar. Dari kedua kriteria tersebut, emulsi dengan suhu 600C memiliki nilai viskositas yang paling besar dan memiliki grafik yang lebih stabil menunjukan variabel 600C menghasilkan emulsi yang paling stabil. Dari Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa nilai densitas dan viskositas memiliki perubahan yang hampir serupa. Saat 0 jam pengamatan hingga 24 jam mengalami perubahan yang fluktuatif namun saat 24 jam hingga 48 jam berikutnya perubahan nilai sudah tidak terlalu drastis, hal ini menandakan bahwa emulsi yang terbentuk sudah mulai stabil. Dan terlihat untuk suhu 60 0C memiliki tingkat kestabilan yang paling bagus. 4.1.3 Hasil Analisa Droplet size Emulsi Minyak Solar - Air Dilakukan pengukuran droplet size untuk variabel air 10% dengan suhu 30 0C dan suhu 60 0C. Pengukuran droplet size dilakukan menggunakan Dynamic (DLS) berdasarkan % intensitas dari partikel. % Internsitas merupakan pengukuran rata-rata ukuran dari partikel yang paling banyak light scattering 42
terdistribusi. Droplet size untuk variabel air 10 % dengan suhu 30 0C dan 60 0C dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Droplet Size Variabel Air 10% dengan suhu 30 0C Air 10% dengan suhu 60 0C Droplet Size (nm) 3,365 3,0172 Dari tabel diatas untuk variabel suhu 30 0C memiliki droplet size lebih besar dibandingkan droplet size dari emulsi minyak solar - air dengan suhu 60 0C. Hal ini menunjukan semakin tinggi suhu yang digunakan maka ukuran partikel dari emulsi akan semakin kecil. Droplet size yang lebih kecil akan lebih stabil dibanding emulsi dengan droplet size besar (Ushikubo, 2014), maka dengan suhu 600C menghasilkan emulsi yang lebih stabil. Sehingga suhu yang tinggi merupakan cara terbaik untuk membuat emulsi minyak solar - air. 4.1.4 Hasil Analisa Rasio Turbiditas Emulsi Minyak Solar - Air Kestabilan emulsi dapat ditinjau dari hasil rasio turbiditas namun dalam hal ini digunakan rasio absorbansi karena rasio turbiditas dan rasio absorbansi memiliki nilai yang sama (Song, turbiditas dapat digunakan untuk mengetahui 2002). Nilai kestabilan dari emulsi. Dalam pengukuran rasio turbiditas yang digunakan adalah perbandingan nilai absorbansi untuk 2 panjang gelombang. Panjang gelombang yang digunakan yaitu 450 dengan 850. Dimana 850 memiliki kecenderungan untuk diserap oleh partikel berukuran besar, sedangkan 450 diserap oleh parikel yang lebih kecil. Dengan mengetahui perbandingan antara niai absorbansi saat 850 dan 450, maka akan didapatkan rasio jumlah partikel besar dan partikel kecil. Pada pengamatan rasio turbiditas, emulsi diencerkan sebanyak 5 kali menggunakan parafin oil kemudian dibaca nilai absorbansinya menggunakan spektrofotometer UV-Vis selama 1 jam dengan interval waktu 10 menit. Digunakan parafin oil karena dengan penambahan parafin oil tidak akan merubah komposisi dari solar air karena parafin oil tidak akan bercampur dengan emulsi. 43
Pengenceran dibutuhkan untuk membuat jenuh droplet dari emulsi sehingga ukuran dari droplet tidak berubah saat uji absorbansi. Grafik hubungan antara waktu vs ratio absorbansi ditunjukan pada grafik di bawah ini : Gambar 4.6 Grafik Hubungan antara Waktu vs Rasio Turbiditas Kestabilan untuk rasio turbiditas dilihat dari kemiringan grafik yang terbentuk, karena semakin kecil slope dari grafik menandakan bahwa perubahan nilai rasio turbiditas yang kecil. Perubahan nilai rasio turbiditas yang kecil menunjukan bahwa perubahan jumlah droplet besar dan droplet kecil tidak terlalu signifikan sehingga dapat dikatakan emulsi tersebut stabil. Nilai rasio kecil menunjukan jumlah partikel kecil lebih banyak dibanding partikel yang besar. Pada Gambar 4.6 terlihat grafik yang memiliki kemiringan paling kecil adalah emulsi dengan suhu 600C menandakan bahwa emulsi tersebut memiliki kestabilan yang paling bagus. Berbeda dengan hasil emulsi suhu 300C yang memiliki grafik dengan slope kemiringan terbasar karena mengalami perubahan rasio turbiditas yang besar. Nilai rasio terendah dimiliki oleh grafik variabel suhu 600C, maka pada variabel ini memiliki selisih droplet size kecil lebih besar. Pada 44
pengamatan rasio turbiditas hasil terbaik adalah dengan suhu 600C. emulsi menunjukan hasil yang sama yaitu dengan suhu operasi 600C menghasilkan emulsi yang lebih stabil pada nilai densitas, viskositas, % emulsi, dan rasio turbiditas karena perubahannya yang tidak signifikan, memiliki warna yang lebih menyerupai warna asli dari minyak solar, serta sesuai dengan droplet size yang dimiliki semakin kecil membuat emulsi semakin stabil. Dari semua uji karakteristik kestabilan 4.2 Pengaruh Komposisi Air dan Minyak Solar Terhadap Stabilitas Emulsi Minyak Solar - Air Dilakukan percobaan dengan variabel kadar air yang beragam, dari hasil yang didapat diketahui bahwa kadar air mempengaruhi stabilitas emulsi minyak solar - air. Untuk mempelajari pengaruh kadar air terhadap emulsi maka digunakan variabel kadar air sebanyak 10%, 20%, 30%, 40%, 50%. Semakin banyak air yang digunakan maka stabilitas emulsi akan semakin menurun. Pengaruh kadar air yang digunakan untuk pembuatan emulsi ini dipelajari pada suhu 300C . Pembuatan emulsi solar-air ini menggunakan pengadukan dengan kecepatan putar seragam 1900 rpm, impeller jenis disk turbine, dengan penambahan 1% surfaktan dengan komposisi 45,5% lecitin - 54,5% tween80, dan CMC 0,5% air. 4.2.1 Hasil Analisa Ketinggian Emulsi dan Jumlah (%) Emulsi Minyak Solar - Air Berdasarkan variabel yang diamati kemudian dilakukan pengamatan visual dari warna yang tampak pada emulsi minyak solar - air. Hasil pengamatan visual emulsi ditunjukkan pada Gambar 4.7 berikut : 45
Kadar Air 10% Kadar Air 20% Kadar Air 30% Kadar Air 40% Kadar Air 50% Gambar 4.7 Hasil Emulsi Dalam Berbagai Variabel Kadar Air untuk Suhu 30oC Berdasarkan pengamatan visual emulsi yang terbentuk terlihat bahwa pada setiap variabel jumlah kadar air yang digunakan memiliki hasil emulsi minyak solar - air yang berwarna kuning keruh. Lapisan bawah atau endapan yang terbentuk akan semakin banyak jika kadar air yang digunakan juga semakin tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar air menyebabkan semakin tidak stabilnya emulsi yang terbentuk. Hasil emulsi dengan kadar air 50% terlihat memiliki endapan yang paling banyak, karena banyaknya jumlah air yang sudah terpisah. Untuk hasil emulsi dengan kadar air 10% memiliki endapan yang paling sedikit, karena emulsi yang terbentuk masih banyak dan air yang terpisah hanya sedikit. Emulsi yang terbentuk dimasukan kedalam tabung uji dengan ketinggian 10 cm dan dilakukan pengamatan. Pengamatan dilakukan dengan perngukuran ketinggian dari lapisan yang terbentuk. Pada tabung uji terbentuk 3 lapisan yang memiliki warna yang berbeda, yaitu lapisan bawah berwarna putih kental, tengah berwarna kuning kecoklatan, dan atas berwarna jernih. Dari ketiga lapisan tersebut dapat diidentifikasi bahwa lapisan 46
atas merupakan minyak solar, lapisan tengah merupakan emulsi yang masih terbentuk, dan lapisan paling bawah merupakan campuran dari air, sedikit minyak solar, dan surfaktan yang sudah terpisah. Ketinggian dari lapisan tengah dibandingkan dengan ketinggian total fresh emulsi dan didapat % emulsi yang terbentuk. Hasil pengamatan ditunjukkan pada tabel berikut : Tabel 4.3 Hasil Pengamatan Ketinggian % Emulsi Menggunakan Tabung Uji untuk Variabel Kadar dan suhu 30oC waktu (jam) 0 2 4 6 22 24 26 46 48 10% 100,0% 89,5% 89,0% 87,0% 86,0% 86,0% 85,5% 84,5% 84,5% 20% 100,0% 80,0% 79,0% 78,5% 78,0% 77,5% 77,5% 77,5% 77,5% % Emulsi 30% 100,0% 70,5% 69,0% 69,0% 68,5% 68,0% 68,0% 67,5% 67,0% 40% 100,0% 61,5% 61,0% 60,0% 57,5% 57,5% 57,5% 56,5% 55,5% 50% 100,0% 49,0% 49,5% 49,0% 47,5% 47,0% 47,0% 46,0% 46,0% Dari pengamatan tersebut didapat jumlah (%) emulsi minyak solar - air yang telah dibuat grafik hubungan antara waktu selama 48 jam vs jumlah (%) emulsi minyak solar - air sebagai berikut : 47
Gambar 4.8 Grafik Hubungan Antara Waktu vs % Emulsi Minyak Solar - Air Kestabilan emulsi berdasarkan grafik waktu vs % emulsi dilihat dari perubahan slope yang terbentuk, semakin kecil kemiringan mengartikan bahwa semakin sedikit perubahan ketinggian emulsi yang terbentuk. Perubahan ketinggian dari emulsi merupakan tanda bahwa emulsi mengalami demulsifikasi dimana solar akan naik menjadi lapisan atas dan air turun menjadi lapisan bawah karena densitasnya yang lebih berat, maka hal ini merupakan ketidak stabilan dari emulsi. Dari Gambar 4.8 terlihat bahwa semakin besar kadar air yang digunakan maka % emulsi yang terbentuk semakin rendah. Namun untuk kestabilan dari masing-masing emulsi sudah mulai stabil ketika memasuki waktu 24 jam hingga 48 jam karena penurunan dari % emulsi tidak terlalu signifikan. Hasil %emulsi yang terbentuk paling bagus saat menggunakan kadar air 10% karena lapisan tengah atau emulsi yang terbentuk paling banyak dibandingkan % emulsi dengan kadar air 20%,30%,40%, dan 50%. Dilihat dari kemiringan grafik yang terbentuk, emulsi dengan kadar air juga 10% memiliki kemiringan yang paling kecil menandakan bahwa emulsi yang dihasilkan paling stabil dengan kecilnya perubahan ketinggian 48
emulsi. Dari pengamatan yang dilakukan didapatkan emulsi dengan kadar air 10% memiliki hasil emulsi yang paling bagus. 4.2.2 Hasil Analisa Densitas dan Viksositas Emulsi Minyak Solar - Air Dilakukan pengamatan untuk nilai densitas dan viskositas selama 48 jam. Emulsi yang dihasilkan dimasukan ke dalam piknometer 10 ml dan ditimbang pada neraca analitik, lalu membandingkan dengan densitas air sehingga didapat densitas dari emulsi. Grafik hubungan antara waktu vs densitas ditunjukkan pada Grafik 4.6 di bawah ini : Gambar 4.9 Grafik Hubungan Antara Waktu vs Densitas Pengukuran densitas untuk semua variabel dilakukan pada kondisi suhu ruangan. Kestabilan emulsi dapat dilihat dari kemiringan grafik, semakin kecil slope yang dihasilkan maka perubahan nilai densitas tidak terlalu signifikan. Nilai densitas yang stabil menandakan bahwa emulsi yang terbentuk tidak mengalami perubahan (demulsifikasi) dan memiliki bentuk droplet yang tetap, dapat dikatakan bahwa emulsi stabil. Berdasarkan Gambar 4.9 terlihat bahwa variabel dengan kadar air 50% memimiliki nilai densitas yang paling tinggi karena emulsi yang terbentuk memiliki jumlah air yang paling tinggi, hal 49
ini menunjukan emulsi masih mengandung air atau dalam kata lain air tidak banyak yang terpisah dari emulsi. Sedangkan kadar air 10% memiliki nilai densitas awal yang paling kecil. Hal ini menunjukkan bahwa setiap kenaikan kadar air menyebabkan nilai densitas semakin besar saat diawal. Kemudian densitasnya akan turun dan nilainya stabil. Terlihat pada grafik bahwa untuk semua variabel memiliki kemiringan yang tidak signifikan menandakan nilai densitasnya tidak terlalu berubah. Untuk Kestabilan nilai densitas pada jam ke 2 hingga 48 menunjukan bahwa emulsi yang terbentuk masih stabil. Viskositas diukur menggunakan viskometer Ostwald, dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan oleh emulsi untuk melewati antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi. Waktu alir emulsi dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan untuk air, dan didapatkan nilai viskositas emulsi. Grafik hubungan antara waktu vs viskositas ditunjukkan pada Gambar 4.10 di bawah ini : Gambar 4.10 Grafik Hubungan Antara Waktu vs Viskositas Kondisi suhu untuk pengukuran viskositas dilakukan sama seperti pengukuran densitas, menggunakan suhu ruang. Stabilitas emulsi dilihat dari kemiringan grafik yang terbentuk, 50
semakin kecil slope dari grafik maka semakin stabil emulsi yang terbentuk karena perubahan viskositas semakin kecil. Dengan stabilnya nilai viskositas maka droplet size yang terbentuk stabil, karena perubahan viskositas disebabkan oleh kecenderungan suatu partikel untuk memperkecil energi dengan bergabung dengan droplet lain yang lebih besar. Jumlah droplet emulsi yang terbentuk juga dapat ditentukan dari nilai viskositas, semakin banyaknya droplet emulsi maka nilai viskositasnya juga akan semakin besar. Namun untuk pengaruh variabel kadar air, viskositas juga dipengaruhi oleh banyaknya kadar air. Dari Gambar 4.10, untuk variabel 50% memiliki viskositas awal yang paling tinggi diantara variabel lainnya lalu turun saat 2 jam dan seterusnya. Viskositas yang tinggi disebabkan oleh kadar air yang tinggi, karena emulsi akan semakin kental dengan penambahan kadar air. Terlihat pada grafik bahwa emulsi mencapai kestabilannya saat waktu 24 jam hingga 48 jam, terlihat dengan perubahan nilai viskositas yang tidak terlalu signifikan. Dari nilai slope tiap grafik, kadar air 10% memiliki nilai slope kemiringan yang paling kecil menandakan memiliki tingkat kestabilan paling bagus, dan saat 0 jam memiliki nilai viskositas paling kecil menandakan bahwa droplet size yang dimiliki juga kecil. Dari Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 dapat dilihat bahwa nilai densitas dan viskositas memiliki perubahan yang hampir serupa. Saat 0 jam pengamatan hingga 24 jam mengalami perubahan yang fluktuatif namun saat 24 jam hingga 48 jam berikutnya perubahan nilai sudah tidak terlalu signifikan, hal ini menandakan bahwa emulsi yang terbentuk sudah mulai stabil. Dan terlihat untuk kadar air 10% memiliki tingkat kestabilan yang paling bagus. Dilihat dari perubahan nilai densitas dan viskositas, untuk kadar air 50 % masih dapat dikatakan stabil karena nilai densitas dan viskositasnya tidak mengalami banyak perubahan. 4.2.4 Hasil Analisa Droplet size Emulsi Minyak Solar - Air Dilakukan pengukuran droplet size untuk variabel air 10% dengan suhu 30 0C dan air 40% dengan suhu 30 0C 51
menggunakan Dynamic light scattering (DLS). Droplet size untuk variabel air 10 % dengan suhu 30 0C dan air 40% dengan suhu 30 0C dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Droplet Size Variabel Air 10% dengan suhu 30 0C Air 40% dengan suhu 30 0C Droplet Size (nm) 3,365 4,0828 Dari tabel diatas untuk variabel kadar air 40% memiliki droplet size lebih besar dibandingkan droplet size dari emulsi minyak solar - air dengan kadar air 10%. Hal ini menunjukan semakin banyak kadar air yang digunakan maka ukuran partikel dari emulsi akan semakin besar. Suatu emulsi dikatakan stabil jika droplet size yang dimiliki kecil, maka dengan kadar air 10% memiliki kestabilan yang lebih tinggi dibanding dengan kadar air 40%. 4.2.3 Hasil Analisa Ratio Turbiditas Emulsi Minyak Solar - Air rasio Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, turbiditas dapat menunjukan kestabilan emulsi. Dimana rasio turbiditas memiliki nilai yang sama dengan rasio absorbansi. Pada pengamatan rasio turbiditas, emulsi diencerkan sebanyak 5 kali menggunakan parafin oil kemudian dibaca nilai absorbansinya menggunakan spektrofotometer UV-Vis selama 1 jam dengan interval waktu 10 menit. Grafik hubungan antara waktu vs rasio absorbansi ditunjukan pada grafik di bawah ini : 52
Gambar 4.11 Grafik Hubungan antara Waktu vs Rasio Turbiditas Kestabilan untuk rasio turbiditas dilihat dari kemiringan grafik yang terbentuk, karena semakin kecil slope dari grafik menandakan bahwa perubahan nilai rasio turbiditas yang kecil. Perubahan nilai rasio turbiditas yang kecil menunjukan bahwa perubahan jumlah droplet besar dan droplet kecil tidak terlalu signifikan sehingga dapat dikatakan emulsi tersebut stabil. Nilai rasio kecil menunjukan jumlah partikel kecil lebih banyak dibanding partikel yang besar Dari Gambar 4.11 dapat dilihat grafik terendah yaitu saat kadar air 20% hal ini menandakan bahwa pada kadar air 20% memiliki selisih droplet size kecil yang terbanyak. Selanjutnya rasio terkecil kedua yaitu saat 10%, pada kadar air ini memiliki jumlah droplet size kecil yang juga banyak. Namun dilihat dari segi kestabilannya saat kadar air 10% grafik yang terbentuk memiliki kemiringan / slope yang paling kecil dibanding kadar air 20%. Slope kecil menunjukan kestabilan dari perbandingan jumlah partikel besar dan kecil lebih stabil. Sedangkan untuk kadar air 30%, 40%, dan 50% memiliki grafik yang miring menandakan perubahan dari jumlah partikel besar dan kecil lebih besar. Sehingga dapat disimpulkan semakin banyak kadar air maka kestabilan emulsinya semakin rendah. 53
Dari pengamatan rasio kestabilan paling optimal adalah emulsi dengan kadar air 10%. turbiditas hasil yang menunjukan emulsi menunjukan hasil yang sama yaitu dengan suhu operasi 10% memiliki warna yang lebih menyerupai warna asli dari minyak solar, menghasilkan emulsi yang lebih stabil pada nilai densitas, viskositas, % emulsi, dan rasio turbiditas karena perubahannya yang tidak signifikan, serta sesuai dengan droplet size yang dimiliki semakin kecil membuat emulsi semakin stabil. Namun dengan kadar air 20%, 30%, 40%, 50% emulsi yang dihasilkan masih stabil terlihat dari perubahan densitas, viskositas, dan % emulsi yang tidak terlalu signifikan. Dari semua uji karakteristik kestabilan Perbandingan Hasil Emulsi Minyak Solar - Air dengan Penelitian Terdahulu Pada Penelitian sebelumnya didapatkan hasil emulsi minyak solar air yang paling stabil dengan komposisi air sebanyak 5%, surfaktan 1% berupa campuran 45,5% lecitin - 54,5% tween 80, menggunakan CMC 0,5% air yang dilarutkan pada air, dan kecepatan putar impeller sebesar 1900 rpm, serta dilakukan proses sonikasi. 4.3 Visualisasi pada hasil emulsi minyak solar - air penelitian sebelumnya masih berwarna putih susu, sedangkan yang diinginkan adalah emulsi minyak solar air yang mempunya visualisasi seperti solar pada umumnya yaitu kuning bening. Sedangkan pada penelitian ini didapatkan hasil yang lebih bening dengan dengan komposisi air sebanyak 10%, surfaktan 1% berupa campuran 45,5% lecitin - 54,5% tween 80, menggunakan CMC 0,5% air yang dilarutkan pada air, kecepatan putar impeller sebesar 1900 rpm, dan suhu operasi 600C tanpa dilakukan proses sonikasi . Variabel ini merupakan hasil emulsi terbaik karena lapisan bawah yang terbentuk paling sedikit dibanding jika menggunakan kadar diatas 10% dan warna emulsi yang terbentuk paling jernih dibanding jika menggunakan suhu selain 600C. 54
Berikut perbandingan bentuk visual emulsi minyak solar - air yang terbentuk dapat dilihat pada Tabel 4.5 Tabel 4.5 Perbandingan Hasil Pengamatan Visual Emulsi Minyak Solar - Air dengan Penelitian Terdahulu Waktu Air 5% ; CMC 0,5% ; Surfaktan 1% ; 1900 rpm ; Sonikasi Air 10% ; CMC 0,5% ; Surfaktan 1% ; 1900 rpm ; Tanpa sonikasi 0 jam Setelah pengadukan Warna emulsi putih keruh Belum terbentuk lapisan Warna emulsi putih kekuningan dan tidak keruh Belum terbentuk lapisan. 30 menit setelah pengadukan Warna emulsi tetap putih keruh Mulai terbentuknya lapisan bawah seperti endapan berwarna putih kental Warna emulsi berubah kuning bening mirip seperti warna asli minyak solar Mulai terbentuk lapisan bawah seperti endapan 55
berwarna putih kental 24 jam setelah pengadukan Warna emulsi tetap putih keruh namun lebih pudar lapisan bawah berwarna putih yang terbentuk semakin banyak Mulai terbentuk lapisan berwarna bening pada bagian paling atas Warna emulsi tetap kuning bening Lapisan bawah yang terbentuk semakin banyak Belum terbentuk lapisan atas Hasil emulsi minyak solar - air untuk komposisi Air 10%, CMC 0,5% , Surfaktan 1% dengan kecepatan putar impeller 1900 rpm dan tanpa proses sonikasi dilakukan uji FTIR untuk membuktikan bahwa lapisan yang terbentuk emulsi minyak solar - air. Hasil dari uji FTIR adalah sebagai berikut : 56
55 50 65 60 80 Title: Mon Jul 02 07:50:52 2018 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: Atas Region: 4000.00 400.00 Absolute threshold: 99.773 Sensitivity: 50 Peak list: Position: 406.29 Intensity: 95.002 Position: 423.13 Intensity: 96.440 Position: 434.11 Intensity: 96.445 Position: 721.80 Intensity: 90.527 Position: 805.30 Intensity: 94.769 Position: 1376.86 Intensity: 86.469 Position: 1457.24 Intensity: 77.973 Position: 2852.30 Intensity: 66.931 Position: 2920.50 Intensity: 55.869 Position: 2953.61 Intensity: 73.399 Spectrum: Atas Region: 3495.26-455.13 Search type: Correlation Hit List: Index Match Compound name Library 637 92.27 HR Nicolet Sampler Library nene) 337 91.92 HR Hummel Polymer and Additives nene) 44 91.66 Amojell, snow-white HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 107 91.25 Mineral oil HR Nicolet Sampler Library 42 91.25 Mineral oil HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 1579 91.23 Glyoxal trimeric dihydrate HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 18173 91.05 Rhodium(III) oxide hydrate HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 629 90.89 HR Nicolet Sampler Library nene) 17908 90.62 HR Aldrich FT-IR Collection Edition II e-2-norbornene), 50 wt. % ethylene 48 90.52 Apiezon N HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 2953.61 500 1000 1500 2920.50 2852.30 2500 45 90 Wavenumbers (cm-1) 2000 40 3500 35 Atas Mon Jul 02 07:51:03 2018 (GMT+07:00) 95 4000 85 3000 70 Collection time: Mon Jul 02 07:50:19 2018 (GMT+07:00) 75 100%Transmittance Gambar 4.12 Hasil Uji FTIR Lapisan Atas Berdasarkan hasil uji FTIR untuk lapisan atas hasilnya menunjukan lapisan tersebut memiliki kesamaan dengan minyak solar. Ditunjukan dengan lembah berada pada panjang gelombang 2953,61 ; 2920,50 ; dan 2852,30 yang merupakan ikatan C-H. 2852.47 50 60 40 Wavenumbers (cm-1) 80 2500 30 2921.11 500 1000 1500 2000 3500 Tengah Mon Jul 02 07:49:00 2018 (GMT+07:00) Collection time: Mon Jul 02 07:47:42 2018 (GMT+07:00) 3000 4000 2953.87 90 3410.02 20 Title: Mon Jul 02 07:48:46 2018 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: Tengah Region: 4000.00 400.00 Absolute threshold: 98.160 Sensitivity: 50 Peak list: Position: 404.12 Intensity: 91.674 Position: 410.27 Intensity: 92.814 Position: 417.68 Intensity: 92.840 Position: 430.12 Intensity: 92.714 Position: 721.88 Intensity: 87.969 Position: 1376.84 Intensity: 85.192 Position: 1457.64 Intensity: 76.406 Position: 2852.47 Intensity: 63.252 Position: 2921.11 Intensity: 50.563 Position: 2953.87 Intensity: 69.182 Position: 3410.02 Intensity: 94.341 Spectrum: Tengah Region: 3495.26-455.13 Search type: Correlation Hit List: Index Match Compound name Library 637 93.45 HR Nicolet Sampler Library nene) 1579 92.87 Glyoxal trimeric dihydrate HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 18173 92.86 Rhodium(III) oxide hydrate HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 44 92.86 Amojell, snow-white HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 337 92.49 HR Hummel Polymer and Additives nene) 16424 92.35 Vincristine sulfate HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 18171 92.27 Silicon dioxide, 99.995+% HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 17908 92.19 HR Aldrich FT-IR Collection Edition II e-2-norbornene), 50 wt. % ethylene 18172 92.18 Copper chromite HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 16210 92.17 Cochineal HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 100%Transmittance 70 Gambar 4.13 Hasil Uji FTIR Lapisan Tengah 57
Pada lapisan tengah terdapat lembah pada panjang gelombang 2953,87 ; 2921,11 ; 2852,47 yang artinya terdapat ikatan C-H dan lembah pada panjang gelombang 3410,02 yang artinya terdapat ikatan O-H. Meskipun lembah pada panjang gelombang 3410,02 hanya sedikit dikarenakan komposisi air yang digunakan sedikit yaitu 10 %. Ikatan C-H dan O-H dapat diartikan bahwa dalam lapisan tengah tersebut terdapat emulsi minyak solar - air. 50 %Transmittance 2923.24 80 Collection time: Mon Jul 02 07:53:25 2018 (GMT+07:00) 60 Wavenumbers (cm-1) 30 500 1000 1500 2500 0 Bawah Mon Jul 02 07:54:15 2018 (GMT+07:00) 90 10 2000 Title: Mon Jul 02 07:54:01 2018 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: Bawah Region: 4000.00 400.00 Absolute threshold: 97.438 Sensitivity: 50 Peak list: Position: 433.01 Intensity: 29.419 Position: 1083.32 Intensity: 85.155 Position: 1457.72 Intensity: 85.888 Position: 1636.64 Intensity: 69.735 Position: 2853.91 Intensity: 88.083 Position: 2923.24 Intensity: 79.896 Position: 3336.32 Intensity: 50.510 Spectrum: Bawah Region: 3495.26-455.13 Search type: Correlation Hit List: Index Match Compound name Library 2457 59.20 h HR Aldrich FT-IR Collection Edition II ydroxide), 20 wt. % solution in water 621 57.64 Water, deuterium-depleted HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 5438 57.30 Guanidine hydrochloride, 99% HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 1770 56.78 3-Aminoheptane, tech., 70% HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 17917 56.39 Polyethylenimine, epichlorohydrin modifi HR Aldrich FT-IR Collection Edition II ed, 17 wt. % solution in water 2947 55.24 2-Hydroxyhexanedial, 25 wt. % solution i HR Aldrich FT-IR Collection Edition II n water 3399 53.52 Europium(III) oxalate hydrate, 99.9% HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 19 53.18 BUTYRAMIDE Aldrich Condensed Phase Sample Library 17849 52.97 HR Aldrich FT-IR Collection Edition II inium chloride), 20 wt % solution in wat 5445 52.50 1,1-Dimethylguanidine hydrochloride HR Aldrich FT-IR Collection Edition II 3500 4000 3000 433.011083.321457.721636.64 3336.32 40 2853.91 70 20 Gambar 4.14 Hasil Uji FTIR Lapisan Bawah Grafik hasil uji FTIR lapisan bawah menunjukan adanya lembah pada panjang gelombang 3336,32 yang menunjukan bahwa adanya ikatan O-H , sementara terdapat sedikit lembah pada panjang gelombang 2923,24 ; 2853,91 menunjukan adanya ikatan C-H. Dari kedua ikatan tersebut menunjukan pada lapisan bawah mengandung air dan sedikit minyak solar. 58
(a) (b) Gambar 4.15 Hasil Uji FTIR (a) Lecitin dan (b) Tween 80 Hasil uji FTIR untuk surfaktan lecitin dan tween 80 menunjukkan adanya ikatan O-H dan ikatan C-H. Pada Gambar ini 4.14 menunjukkan adanya dikarenakan adanya surfaktan yang sudah tidak mengikat emulsi minyak solar-air. ikatan C-H, ikatan C-H 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan : 1. Semakin banyak penambahan kadar air maka kestabilan emulsi minyak solar - air akan semakin menurun. Dalam penelitian ini hasil yang memberikan kestabilan emulsi paling optimal yaitu pada penambahan air sebanyak 10%. Namun penambahan air hingga 50% masih memberikan hasil emulsi minyak solar - air yang stabil. 2. Penggunaan suhu yang lebih tinggi dari suhu ruangan memiliki dampak positif terhadap kestabilan emulsi minyak solar - air. Semakin tinggi suhu maka kestabilan emulsi akan semakin meningkat. Emulsi yang paling stabil yaitu dengan suhu operasi 600C. 3. Kondisi optimum yang digunakan sehingga menghasilkan hasil yang paling stabil yaitu dengan kadar air 10% dan suhu 600C 5.2 Saran Dari penelitian yang telah dilakukan dalam emusifikasi solar air, kami menyarankan untuk penelitian selanjutnya: 1. Mencoba menggunakan jenis surfaktan yang lain. 2. Melakukan percobaan dengan variasi penambahan air lainnya. 3. Melakukan percobaan untuk mencari suhu optimum yang harus digunakan percobaan dengan variasi penambahan air lainnya. 4. Melakukan uji hasil emulsi solar-air pada mesin diesel. 5. Mengamati kestabilan emulsi dalam waktu yang lebih lama 60
6. Melakukan percobaan untuk menentukan komposisi terbaik surfaktan dan CMC untuk tiap kadar air yang berbeda 61
DAFTAR PUSTAKA Impeller Terhadap Emulsi Minyak Solar-Air Dalam Tangki Berpengaduk. Skripsi. Tidak Diterbitkan. Fakultas Teknologi Industri. Institut Teknologi Sepuluh Nopember : Surabaya. Anief. 2000. Ilmu Meracik Obat, Teori dan Praktek. Jogakarta : Adelina, Dina dkk.(2017). Pengaruh Kecepatan Gadjah Mada University press. Arismunandar, W. dan Tsuda , K. 2002. Motor Diesel Putara Tinggi. Jakarta: PT Pradya Padamita. Badran, O., Emeish, S., Abu-Zaid, M., Abu-Rahma, T., Al-Hasan, M., & Al-Ragheb, M. (2010). Impact of Emulsified and Water/Diesel Mixture on Engine Performance Environment. International Journal of Thermal and Environmental Engineering, 3(1), 1-7. Eng, P., & Scarpete, D. (2013). Diesel-water emulsion, an alternative fuel to reduce diesel engine emissions. A review. Machines, Technologies, Materials, (7), 7-10. Ghannam, M. T., & Selim, M. Y. E. (2009). Stability behavior of water-in-diesel fuel emulsion. Petroleum Science and Technology, 27(4), 396-411. Hartomo, A., dan Widiatmoko, M.C.. 1993. Emulsi dan Pangan : Andi Offset, Cetakan Instan Berlesitin. Yogyakarta Pertama. Lund, W., 1994. The Pharmaceutical Codex Principles and : The Practice of Pharmaceutics, 12th ed. London Pharmaceutical Press. Noor El-Din, M. R., El-Gamal, I. M., El-Hamouly, S. H., Mohamed, H. M., Mishrif, M. R., & Ragab, A. M. (2013). Rheological behavior of water-in-diesel fuel nanoemulsions stabilized by mixed surfactants. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. Noor El-Din, M. R., El-Hamouly, S. H., Mohamed, H. M., Mishrif, M. R., & Ragab, A. M. (2013). Water-in-diesel fuel physical nanoemulsions: Preparation, stability and
properties. Egyptian Journal of Petroleum, 22(4), 517-530. Noor El-Din, M. R., Mishrif, M. R., Morsi, R. E., El-Sharaky, E. A., Haseeb, M. E., & Ghanem, R. T. M. (2017). A new modified low-energy emulsification method for preparation of water-in-diesel fuel nanoemulsion as alternative fuel. Journal of Dispersion Science and Technology, 38(2), 248- 255. Noor El-Din, M. R., Osman, D. I., Rashad, A. M., Mishrif, M. R., (2017). Physicochemical and & El-Sharaky, E. A. rheological characterization of diesel fuel nanoemulsions at different water and surfactant contents. Journal of Molecular Liquids, 231, 440-450. Paul, E. L., Atiemo-obeng, V. a, & Kresta, S. M. 2004. Handbook Of Industrial Mixing Edited By.Paul, E. L. Pine, Stanley H., Hendrickson James B., Cram Donald J., Hammond, George S. 1988. Kimia Organik 1. Bandung : Institut Teknologi Bandung. Rosen, Day A.2004. Analisis Kimia KulitatifEdisi ke-4 Jakarta (ID): Erlangga Sajida, Gita Nur., & Azmi, Luthfiana. (2016). Pengaruh Penambahan Surfaktan Terhadap Kestabilan Emulsi Solar- Air Sebagai Bahan Bakar Alternatif Pada Mesin Diesel. Fakultas Teknologi Industri. Institut Teknologi Sepuluh Nopember : Surabaya. Sari, D. K., Sulistyo, R., & Lestari, D. (2015). Pengaruh Waktu Dan Kecepatan Pengadukan Terhadap Emulsi Minyak Biji Matahari ( Helianthus annuus L .) dan Air 1 Teknik Kimia , Fakultas Teknik , Universitas Sultan Ageng Tirtayas. Jurnal Integrasi Proses, 5(3), 155-159. Song, Myung-Gum, Cho, Sung-Ho, Kim, Jong-Yun, Kim, Jong- Duk. dkk. (2002). Novel Evaluation Method for the Water- in-Oil (W/O) Emulsion Stabilty by Turbidity. Department od Chemical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology. Korean J Chem Eng.
Tangsuphoom, Ndan Coupland, JN. (2005). Effect of heating and homogenization on the stability of coconut milk emulsion. J Food Science. 70 (8) : 466-470. Thomas, Donald E. (1987). Diesel: Technology and Society in Industrial Germany. University of Alabama Press. ISBN 978-0-8173-0295-5. Ushikubo, F.Y, Cunha, R.L. (2014). Stability Mechanisms of Liquid Wate in Oil Emulsions. Brazil : Universty of Campinas, Faculty of Food Engineering. Vellaiyan, S., & Amirthagadeswaran, K. S. (2016). The role of water-in-diesel emulsion and its additives on diesel engine performance and emission levels: A retrospective review. Alexandria Engineering Journal, 55(3), 2463-2472. Wang, Dianlin dkk. (2016). Mechanism of High Stability of Water-in-Oil Emulsions at High Temperature. China University of Petroleum. China National Petroleum Corporation. Wirakartakusumah MA, Subarna, Arpah M, Syah D, Budiwati SI. (1992). Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan. PAU ITB Bogor.
b d D H H' ID μ ᵨ DAFTAR NOTASI Lebar Baffle Diameter Impeller Diameter Tangki Silinder Tinggi Tangki Tinggi Liquid Diameter Dalam Tabung Uji Stabilitas Viskositas Fluida Densitas Fluida xii [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [g/cm.s] [g/mL]
APPENDIKS 1. Menghitung Komposisi Surfaktan (Lecitin = 45,5% dan Tween 80 = 54,5%) Volume emulsi = 600 mL ρ lecitin ρ Tween 80 Surfaktan 0,1% = 1% x 600 mL = 6 mL = 45,5% x 6 mL x 1,108 gr/mL = 3,0248 gram = 54,5% x 6 mL x 1,07 gr/mL =3,4989 gram 1. Menghitung Komposisi Surfaktan (Lecitin = 45,5% dan Tween 80 = 54,5%) Volume emulsi = 600 mL ρ lecitin ρ Tween 80 Surfaktan 0,1% = 1% x 600 mL = 6 mL = 45,5% x 6 mL x 1,108 gr/mL = 3,0248 gram = 54,5% x 6 mL x 1,07 gr/mL =3,4989 gram = 1,07 gr/mL massa lecitin massa Tween 80 2. Membuat larutan CMC 0,5% dari volume air Volume air ρ Air 30°C Massa air = 60 mL = 0,9968 g/mL = 60 mL x 0,9968 g/mL = 59,808 gram = 0,5% x 59,808 gram = 0,299 gram = 99,5% x 59,808 gram = 2. Membuat larutan CMC 0,5% dari volume air Volume air ρ Air 30°C Massa air = 60 mL = 0,9968 g/mL = 60 mL x 0,9968 g/mL = 59,808 gram = 0,5% x 59,808 gram = 0,299 gram = 99,5% x 59,808 gram = CMC 0,5% = 59,7 mL Tabel 1. Analog Perhitungan Kadar Air dan CMC Kadar Air Komposisi Air (99,5%) (mL) CMC (0,5%) (gram) 10% 20% 30% 40% 50% 59,7 119,4 179,1 238,8 298,5 0,29904 0,59808 0,89712 1,19616 1,4952
Volume total 600 mL Volume total 600 mL Volume total 600 mL Volume total 600 mL 1% surfaktan (6 mL) 10% air + CMC (60 mL) 89% solar (534 mL) 1% surfaktan (6 mL) 20% air + CMC (120 mL) 79% solar (474 mL) 1% surfaktan (6 mL) 30% air + CMC (180 mL) 69% solar (414 mL) 1% surfaktan (6 mL) 40% air + CMC (240 mL) 59% solar (354 mL)
1% surfaktan (6 mL) Volume total 49% air + CMC (300 mL) 600 mL 49% solar (594 mL) Gambar 1 Komposisi dalam pembuatan emulsi minyak solar air 3. Menghitung HLB Surfaktan ( ) ( ) ( ) ( ) Keterangan : A B X HLBB HLBA : % Surfaktan A : % Surfaktan B : HLB yang diinginkan : HLB Surfaktan B : HLB Surfaktan A HLB 45,5% Lecitin-54,5% Tween ( ) X = 10
LAMPIRAN 1. Emulsi minyak solar-air dengan kadar air 10% 40oC 2. Emulsi minyak solar-air dengan kadar 20% 30oC 50oC 60oC 60oC 3. Emulsi minyak solar-air dengan kadar air 30% 30oC 40oC 50oC 60oC 4. Emulsi minyak solar-air dengan kadar air 40% 30oC 40oC 50oC 30oC 40oC 50oC 60oC
5. Emulsi minyak solar-air dengan kadar air 50% 30oC 40oC 50oC 60oC
BIODATA PENULIS Dea Puri Anindita lahir pada tanggal 28 September 1996 di Denpasar. Penulis merupakan putri dari Bapak Rudhi ke Enny Nurbiyanto Ibu telah Penulis Triwidijatmi. menyelesaikan pendidikan formal di SD Muhammadiyah 3 Denpasar tahun 2002-2008, SMP Negeri 7 tahun 2008-2011 dan Denpasar SMA Negeri 4 Denpasar tahun 2011-2014. Pada tahun 2014 penulis melanjutkan pendidikan S1 di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri (FTI) Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya. Pada tahun kedua dan ketiga masa kuliah, penulis aktif berorganisasi di Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEKK) Fakultas Teknologi Industri (FTI) Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) di bidang minat bakat (Student Talent Development). Penulis melakukan kerja praktek di Pertamina RU V Balikpapan selama 1,5 bulan. Di akhir tahun masa kuliah, penulis memilih Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran untuk pengerjaan tugas akhir. Bersama partenrnya dan di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M. Eng serta Suci Madha Nia S.T., M.T., penulis berhasil menyelesaikan tugas akhir Pra Desain Pabrik Bioethanol dari Molasses. dua dan Deapuri deapuri
BIODATA PENULIS Wildan Muqorrobin di Malang, 17 Oktober 1996. Penulis merupakan anak lima bersaudara dari keempat dari pasangan Winarko dan Siti Maschufah. Penulis telah menempuh pendidikan di SDN 1 Wajak (2003-2009), SMPN 3 Malang (2009-2011), SMAN 3 Malang (2011-2014). Lalu penulis melanjutkan studi S1 di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Departemen Teknik Kimia pada tahun 2014-2018. Pada 2017 beliau pernah Kerja Praktek di Pertamina RU V Balikpapan dan pada tahun terahirnya di Departemen Teknik Kimia FTI-ITS penulis mengerjakan tugas akhir di Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran Bersama Partnernya Dea Puri Anindita dan dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng. dan Suci Madhania, S.T., M.T. Penulis berhasil menyelesaikan Pra Desain Pabrik "Bioethanol dari Molasses" dan penulisan buku skripsi ini. wildanrobin wildan_robin@yahoo.co.id robinkajaw