Pengaruh temperatur dan rasio reagen terhadap transesterifikasi pati sagu dengan minyak goreng bekas 10X penggorengan dalam media CO2 bertekanan

Abstract

Kebutuhan akan plastik yang terus meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk dunia tidaklah dibarengi dengan pengolahan sampah plastik yang memadai. Hal tersebut menyebabkan tercemarnya udara, air, dan tanah oleh sampah-sampah plastik yang berbahaya bagi kesehatan. Selain itu, menipisnya minyak bumi yang merupakan bahan baku utama dari plastik juga menjadi suatu permasalahan lain mengingat pentingnya kegunaan plastik bagi manusia dewasa ini. Oleh karena itu diperlukan bahan baku plastik lain yang renewable dan ramah lingkungan. Pati dipilih karena merupakan bahan yang renewable dan dapat dimanfaatkan menjadi biopolimer setelah dilakukan modifikasi yang sesuai. Pati yang digunakan pada penelitian ini adalah pati sagu karena jumlahnya yang melimpah di Indonesia. Pada penelitian ini diteliti kondisi optimum dari reaksi modifikasi pati sagu menjadi pati ester, dimana pati ester yang dihasilkan haruslah memenuhi kriteria sebagai bahan baku pembuatan bioplastik yang mudah terurai dan ramah lingkungan. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah transesterifikasi. Reaksi transesterifikasi berlangsung dengan cara mereaksikan pati sagu dengan minyak goreng bekas 10x penggorengan menggunakan pelarut superkritik CO2 yang ramah lingkungan. Penelitian ini diawali dengan percobaan pendahuluan yaitu penentuan kadar air dalam pati, penentuan karakteristik dari minyak goreng bekas, penentuan kadar asam lemak bebas pada minyak goreng bekas, dan pengurangan jumlah asam lemak bebas. Percobaan utama dari penelitian ini adalah reaksi transesterifikasi dalam reaktor bertekanan tinggi yang dilangsungkan selama 1,5 jam pada tekanan 150 bar dan dengan menggunakan katalis K2CO3. Kondisi operasi yang divariasikan dalam penelitian ini adalah temperatur reaksi (80, 100, dan 120 oC) dan rasio reagen terhadap pati (2, 3, 4 mol/mol AGU). Produk pati ester yang didapat kemudian di analisis secara kuantitatif maupun kualitatif dengan menggunakan metode titrasi hidrolisis, FT-IR, H-NMR, SEM, dan XRD. Parameter kuantitatif yang diamati adalah nilai ester content dari produk pati aster yang terbentuk dan derajat kristalinitas, sedangkan parameter kualitatif yang diamati adalah jenis-jenis gugus fungsi dan struktur granula dari pati ester yang terbentuk. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa reaksi transesterifikasi pati sagu menggunakan reagen minyak goreng bekas 10 kali penggorengan dengan menggunakan pelarut CO2 bertekanan berhasil untuk dilakukan. Hal tersebut dikarenakan analisa FT-IR dan H-NMR yang dilakukan menunjukkan adanya penambahan senyawa baru dimana pada hasil analisa FT-IR terlihat ada penambahan gugus C=O sedangkan pada analisa H-NMR terlihat ada penambahan gugus asam lemak dari minyak goreng yang tersubstitusi pada pati. Nilai EC terbesar yang didapatkan dari penelitian ini adalah 195,7 dengan kondisi temperatur 100oC dan rasio reagen terhadap pati sebesar 2 mol/mol AGU. Nilai EC terkecil yang didapatkan dari penelitian ini adalah 85,4 dengan kondisi temperatur 120oC dan rasio reagen terhadap pati sebesaar 4 mol/mol AGU. Hasil analisa XRD menunjukkan adanya perubahan derajat kristalinitas pada pati ester tapi tidak mengubah tipe kristal dimana pati ester yang terbentuk tetap memiliki kristal tipe A. Hasil analisa SEM menunjukkan bahwa granula pati ester lebih menggumpal satu sama lain dibandingkan dengan granula pati native.