Pengaruh rasio reagen dan temperatur pada transesterifikasi Xanthan Gum dengan minyak kelapa sawit dalam media CO2 bertekanan

Abstract

Plastik telah menjadi barang yang tidak terpisahkan dengan kehidupan manusia dan terus digunakan dalam sektor industri seperti agrikultur, kesehatan, konstruksi, kemasan, dan tekstil. Plastik biasanya terbentuk atas rantai polimer minyak bumi seperti polipropilen, polikarbonat, polivinil klorida, polietilena, dan masih banyak lagi. Sekitar 50 % dari plastik yang diproduksi hanya digunakan sekali pakai dan langsung dibuang. Hal ini mengakibatkan dampak negatif pada lingkungan karena limbah plastik yang terus menumpuk. Plastik yang biodegradable dapat menjadi solusi terhadap permasalahan tersebut. Salah satu bahan baku plastik biodegradable adalah polisakarida seperti pati dan xanthan gum. Xanthan gum memiliki sifat yang dapat diurai oleh alam, namun memiliki sifat fisik yang kurang baik untuk dijadikan bahan baku plastik biodegradable yaitu hidrofilik. Maka dari itu, diperlukan modifikasi xanthan gum untuk memperbaiki sifat fisiknya. Pada penelitian ini dilakukan reaksi transesterifikasi xanthan gum (sebagai bahan baku utama) dengan minyak kelapa sawit (sebagai reagen) dalam media CO2 bertekanan. Variabel yang akan dilihat pengaruhnya pada penelitian ini adalah perubahan fisika akibat kondisi CO2 bertekanan dan nilai ester content yang diakibatkan oleh reaksi transesterifikasi. Nilai ester content pada penelitian ini akan dilihat pengaruhnya pada variasi rasio reagen minyak kelapa terhadap xanthan gum (4, 5, dan 6 mol/mol XGU) dan variasi temperatur operasi (120, 130, dan 140 °C) dengan katalis K2CO3 dan tekanan 120 bar. Karakterisasi produk asam lemak dilakukan dengan serangkaian analisis, seperti analisis nilai DS dengan metode titrasi asam basa serta analisis instrumen yaitu analisis TGA, DSC, FTIR, SEM, dan XRD. Hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan variasi rasio reagen 5 mol/mol XGU dan temperatur 140 °C memberikan nilai EC terbesar yaitu 550,34. Selain itu, variasi rasio reagen 6 mol/ mol XGU dan temperatur 130 °C memberikan nilai EC terkecil yaitu 299,94. Hasil analisis FTIR menunjukkan adanya peningkatan absorbansi gugus C=O dan CH serta penurunan absorbansi -OH pada produk xanthan gum termodifikasi. Analisis XRD menunjukkan semakin besar nilai EC, maka kristalinitas produk akan semakin rendah. Analisis SEM menunjukkan produk xanthan gum termodifikasi memiliki jarak antar partikel yang kecil dibandingkan xanthan gum native. Selain itu, analisis TGA menunjukkan produk xanthan gum termodifikasi lebih stabil terhadap termal, terlihat dari semakin besarnya temperatur degradasi dan semakin rendahnya massa yang hilang selama pemanasan.