The Process of Making Monosodium Glutamate (MSG)

What is MSG?

MSG (monosodium glutamate) or mono natrium glutamate is a sodium salt of the glutamate acid .

Glutamate acid is an amino acid that is one of the important component of protein that our bodies need.

Glutamate acid naturally found in our food everyday, such as meat, fish, eggs, milk, cheese, tomatoes and various vegetables.

MSG is used as a food additive with umami taste and is commonly marketed as a flavour enhancer.

History of MSG Production

MSG was discovered in 1908 by Dr. Kikunae Ikeda as a basic taste substance of kelp that is a traditional seasoning in Japan.

Originally, MSG was manufactured by extraction from acid hydrolysate of plant protein.

In the late 1950s, fermentation technology was established and used for the commercial production of MSG. This was the beginning of modern amino acid production.

Since then, fermentation technologies for various amino acids have been established. Production of L-Gln by fermentation started in the late 1960s.

Manufacturing process

The manufacturing methods of amino acids are categorized as:

extraction from hydrolysates of animal or plant protein,

chemical synthesis,

fermentation, and

enzymic.

Production of MSG by fermentation as other amino acids production. It is more cheaper and simplest.

The manufacturing process of an amino acid by fermentation comprises fermentation, crude isolation and purification processes.

Raw Material of MSG

In Indonesia, MSGcomes from sugar cane molasses, which is the result of sugar cane milling process as a secondary product.

Chemical and Physical Properties of molasses:

Form : Liquid

Color : Black

Density : 1.47 g/ml

Vicosity : 4. 323 Cp

Specific Heat : 0.5 Kcal/Kg °C

Component :

Sugar : 62 %

Water : 20 %

Non Sugar : 18 %

Other materials

Urea, needed as bacterial nutrient source

Molecular formula : (NH2)2CO

Molecular Weight : 60.06

Form : White Powder

Solubility : easily dissolved in water

NaOH

Sodium hydroxide use in the neutralizing process and the forming process of MSG, which reacts with the Glutamic Acid.

Physical and Chemical Properties :

Molecule Mass : 40

Color : White

Solubility : easily dissolved in water

How to Make MSG ?

MSG is normally obtained by the fermentation of carbohydrates, using bacterial or yeast species from genera such as Brevibacterium, Arthobacter, Microbacterium, and Corynebacterium.

Yield of 100 g/litre can be prepared in this way.

From 1909 to the mid 1960’s, MSG way prepared by hydrolysis of wheat gluten, which is roughly 25 % glutamic acid. Glutamic Acid is one of the least soluble amino acids, which facilities its purification.

Production of Monosodium Glutamate by Fermentation

Process Diagram of MSG

Fermentation

Raw material : molasses as a source of carbon converted into glutamate acid (GA)
fermentation process : microbes, changes sugar into acid glutamate.
The fermentation process is conducted in the fermentor/bioreactor with the set temperature and pH optimum as well as additional supporting materials such as urea as a source of carbon, salt and organic growth factors as nutrition.

Bioreaktor

Instrumentation and control processing make sure that:
Temperature : 320C oxygen consumption
pH : 7.3 CO2 production
Dissolved oxygen supply cells

Separation Glutamate Acid (GA)

The fermentation last 35-45 hours and then the fermentation is centrifuged to remove biomass and the other solid organic materials.
Glutamate acid is in solution with the separated parent resin, where the acid glutamate will be detained in the resin.

To get MSG, resin which already contain glutamate acids is regenerate with NaOH solution, where the solvent has been used to regenerate resin, already contain MSG.
Then to get MSG becomes white, this decolorized with active carbon solution. The establishment of the MSG can be seen from the chemical reaction following :

FormationPhase of MSG Crystals

Main solution that has been decolorizing contain MSG in the low concentration, to increase the concentration of MSG in the solution, it is necessary to evaporate it.
To get MSG crystal done with decreasing the temperature of the basic solution by crystallization process.

Characteristic Product

Monosodium Glutamate (MSG)
Molecular Formula : HOOCCH2CH2CH
(NH2)COONa.H2O
Molecular Weight : 187.13
Form : Crystal White
Solubility : Easy soluble in water
PH : 7.0
Melting Point : 232 oC

Mengenal Biodiesel: Karakteristik, Produksi, hingga Performansi Mesin (2)

Bagian kedua dari tulisan ini membahas proses produksi yang umum digunakan dalam pembuatan asam lemak metil ester (biodiesel). Transesterifikasi menggunakan katalis kimiawi (asam/basa), baik langsung ataupun didahului dengan praesterifikasi, merupakan proses yang banyak digunakan saat ini untuk menghasilkan biodiesel. Beberapa teknik baru, seperti penggunaan katalis biologis (biocatalyst) dan transesterifikasi tanpa katalis juga dibahas dalam tulisan ini.
Proses Produksi Biodiesel
Refined fatty oil yang memiliki kadar asam lemak bebas (free fatty oil) rendah, sekitar 2% bisa langsung diproses dengan metode transesterifikasi menggunakan katalis alkalin untuk menghasilkan metil ester dan gliserol. Namun bila kadar asam minyak tersebut masih tinggi, maka sebelumnya perlu dilakukan proses praesterifikasi terhadap minyak tersebut. Kandungan air dalam minyak tumbuhan juga harus diperiksa sebelum dilakukan proses transesterifikasi.
Esterifikasi dua tahap
Transesterifikasi merupakan metode yang saat ini paling umum digunakan untuk memproduksi biodiesel dari refined fatty oil. Metode ini bisa menghasilkan biodiesel (FAME) hingga 98% dari bahan baku minyak tumbuhan (Bouaid dkk., 2005). Bila bahan baku yang digunakan adalah minyak mentah yang mengandung kadar asam lemak bebas (free fatty acid – FFA) tinggi (yakni lebih dari 2% – Ramadhas dkk. (2005)), maka perlu dilakukan proses praesterifikasi untuk menurunkan kadar asam lemak bebas hingga sekitar 2%. Ramadhas dkk. (2005) melakukan dua tahap esterifikasi untuk memproses minyak biji karet mentah (unrefined rubber seed oil) menjadi biodiesel. Kedua proses tersebut adalah:
1. Esterifikasi asam: Ini merupakan proses pendahuluan menggunakan katalis asam untuk menurunkan kadar asam lemak bebas hingga sekitar 2%. Asam sulfat (sulphuric acid) 0.5 wt% dan alkohol (umumnya methanol) dengan molar rasio antara alkohol dan bahan baku minyak sebesar 6:1 terbukti memberikan hasil konversi yang baik.
2. Esterifikasi alkalin: Selanjutnya dilakukan proses transesterifikasi terhadap produk tahap pertama di atas menggunakan katalis alkalin. Sodium hidroksida 0.5 wt% dan alkohol (umumnya methanol) dengan rasio molar antara alkohol dan produk tahap pertama sebesar 9:1 digunakan dalam proses transesterifikasi ini.
Kedua proses esterifikasi di atas dilakukan pada temperatur 40 – 50oC. Esterifikasi dilakukan di dalam wadah berpengaduk magnetik dengan kecepatan konstan. Keberadaan pengaduk ini penting untuk memastikan terjadinya reaksi di seluruh bagian reaktor. Produk esterifikasi alkalin akan berupa metil ester di bagian atas dan gliserol di bagian bawah (akibat perbedaan densitas). Setelah dipisahkan dari gliserol, metil ester tersebut selanjutnya dicuci dengan air distilat panas (10 vol%). Karena memiliki densitas yang lebih tinggi dibandingkan metil ester, air pencuci ini juga akan terpisahkan dari metil ester dan menempati bagian bawah reaktor. Metil ester yang telah dimurnikan ini selanjutnya bisa digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.
Selain untuk menurunkan kadar asam, pada proses praesterifikasi juga perlu dilakukan pengurangan kadar air. Pada prinsipnya, pengurangan kadar air bisa dilakukan dengan dua cara, separasi gravitasi atau separasi distilasi. Separasi gravitasi mengandalkan perbedaan densitas antara minyak dengan air: air yang lebih berat akan berposisi di bagian bawah untuk selanjutnya dapat dipisahkan. Sedangkan separasi distilasi mengandalkan titik didih air sekitar 100oC dan pada beberapa kasus digunakan pula tekanan rendah untuk memaksa air keluar dan terpisah dari minyak.
Zullaikah dkk. (2005) menggunakan proses katalis-asam dua tahap untuk menghasilkan biodiesel dari minyak dedak/bekatul beras (rice bran oil) yang memiliki kadar asam tinggi. Proses tahap pertama dilakukan pada temperatur 60oC dan tekanan atmosfer. Rasio molar antara methanol dan asam lemak bebas (FFA) diset pada 5:1. Temperatur di dalam wadah/reaktor dijaga dengan cara mencelupkannya ke dalam fluida (oil) dengan temperatur tertentu (oil bath with temperature controller). Pengaduk magnetik digunakan untuk memastikan terjadinya reaksi kimia di seluruh bagian wadah. Asam sulfat (sulphuric acid) 2 wt% dicampurkan terlebih dahulu dengan methanol untuk selanjutnya dimasukkan ke dalam wadah/reaktor. Setelah 2 jam, proses dihentikan dan campuran di dalam reaktor didinginkan hingga mencapai temperatur ruang. Produk dipisahkan dan dibersihkan menggunakan air. Fasa organik kemudian dipisahkan dari air dan dikeringkan dengan teknik tekanan rendah (vakum). Produk akhir tahap pertama ini kemudian diproses lagi menggunakan katalis asam yang sama, asam sulfat, dengan konsentrasi asam sulfat 2 wt% dan rasio molar antara methanol dan minyak sebesar 9:1. Reaksi dilakukan dalam wadah tertutup pada temperatur 100oC dan kecepatan pengaduk sebesar 300 rpm (putaran per menit). Sekitar 96% metil ester bisa dihasilkan menggunakan proses katalis-asam dua tahap ini setelah 8 jam menggunakan minyak dedak/bekatul beras yang semula memiliki kadar asam lemak bebas (FFA) sebesar 76%.
Transesterifikasi
Bila bahan baku minyak yang digunakan merupakan minyak yang telah diproses (refined fatty oil) dengan kadar air dan asam lemak bebas yang rendah, maka proses esterifikasi dengan katalis alkalin bisa langsung dilakukan terhadap minyak tersebut. Transesterifikasi pada dasarnya terdiri atas 4 tahapan, yakni:
1. Pencampuran katalis alkalin (umumnya sodium hidroksida atau potassium hidroksida) dengan alkohol (umumnya methanol). Konsentrasi alkalin yang digunakan bervariasi antara 0.5 – 1 wt% terhadap massa minyak. Sedangkan alkohol diset pada rasio molar antara alkohol terhadap minyak sebesar 9:1.
2. Pencampuran alkohol+alkalin dengan minyak di dalam wadah yang dijaga pada temperatur tertentu (sekitar 40 – 60oC) dan dilengkapi dengan pengaduk (baik magnetik ataupun motor elektrik) dengan kecepatan konstan (umumnya pada 600 rpm – putaran per-menit). Keberadaan pengaduk sangat penting untuk memastikan terjadinya reaksi methanolisis secara menyeluruh di dalam campuran. Reaksi methanolisis ini dilakukan sekitar 1 – 2 jam.
3. Setelah reaksi methanolisis berhenti, campuran didiamkan dan perbedaan densitas senyawa di dalam campuran akan mengakibatkan separasi antara metil ester dan gliserol. Metil ester dipisahkan dari gliserol dengan teknik separasi gravitasi.
4. Metil ester yang notabene biodiesel tersebut kemudian dibersihkan menggunakan air distilat untuk memisahkan zat-zat pengotor seperti methanol, sisa katalis alkalin, gliserol, dan sabun-sabun (soaps). Lebih tingginya densitas air dibandingkan dengan metil ester menyebabkan prinsip separasi gravitasi berlaku: air berposisi di bagian bawah sedangkan metil ester di bagian atas.
Katalis biologis (biocatalyst)
Beberapa kritik yang ditujukan terhadap proses transesterifikasi kimiawi adalah tingginya konsumsi energi proses serta masih terikutnya senyawa-senyawa pengotor dalam metil ester, seperti [mono, di] gliserida, gliserol, air, dan katalis alkalin yang dipergunakan (Salis dkk., 2005; Han dkk, 2005; Toda dkk, 2006). Pemurnian metil ester terhadap senyawa-senyawa pengotor tersebut memerlukan tambahan energi dan material dalam proses transesterifikasi minyak menjadi biodiesel.
Salis dkk. (2005) mengajukan teknik katalisasi biologis (biocatalysis) untuk memproduksi biodiesel, oleic acid alkyl ester (dalam hal ini butil oleat), dari triolein menggunakan beberapa macam katalis biologis, yakni Candida Antarctica B, Rizhomucor Miehei, dan Pseudomonas Cepacia. Karena mahalnya harga katalis biologis dibandingkan katalis kimiawi, maka penggunaan katalis biologis tersebut dilakukan dengan cara immobilisasi pada katalis. Teknik ini sekaligus memungkinkan dilakukannya proses kontinyu dalam produksi biodiesel. Dari hasil pengujian yang dilakukan Salis dkk. (2005), ditemukan bahwa Pseudomonas Cepacia merupakan katalis biologis yang paling baik dalam menghasilkan 100% butil oleat (oleic acid ethyl ester) dalam waktu 6 jam. Temperatur optimum reaksi ini adalah 40oC.
Toda dkk (2006) juga menggunakan jalur katalis biologis untuk memproduksi biodiesel dari minyak tumbuhan. Mereka membuat katalis padat (solid catalyst) dari gula dengan cara melakukan pirolisis terhadap senyawa gula (D-glucose dan sucrose) pada temperatur di atas 300oC. Proses ini menyebabkan karbonisasi tak sempurna terhadap senyawa gula dan terbentuknya lembar-lembar karbon aromatik polisiklis (polycyclic aromatic carbon sheets). Asam sulfat (sulphuric acid) kemudian digunakan untuk mensulfonasi cincin aromatik tersebut sehingga menghasilkan katalis. Katalis padat yang dihasilkan dengan cara ini disebutkan memiliki kemampuan mengkonversi minyak tumbuhan menjadi biodiesel lebih tinggi dibandingkan katalis asam sulfat cair ataupun katalis asam padat lain yang telah ada sebelumnya.
Transesterifikasi tanpa katalis
Han dkk. (2005) melakukan proses transesterifikasi pada minyak kedelai (soybean oil) menggunakan methanol superkritik dan co-solvent CO2. Tidak adanya katalis pada proses ini memberikan keuntungan tidak diperlukannya proses purifikasi metil ester terhadap katalis yang biasanya terikut pada produk proses transesterifikasi konvensional menggunakan katalis asam/basa. Han dkk. (2005) melakukan perbaikan pada proses transesterifikasi menggunakan methanol superkritik dengan menambahkan co-solvent CO2 yang berfungsi untuk menurunkan tekanan dan temperatur operasi proses transesterifikasi. Hal ini berkorelasi langsung pada lebih rendahnya energi yang diperlukan dalam proses transesterifikasi menggunakan methanol superkritik. Namun demikian, temperatur yang terlibat dalam proses yang dilakukan Han dkk (2005) masih cukup tinggi, yakni sekitar 280oC.
Pustaka
1. Bouaid, A., Diaz, Y., Martinez, M., Aracil, J., “Pilot plant studies of biodiesel production using Brassica Carinata as raw material”, Catalysis Today, (2005)
2. Han, H., Chao, W., Zhang, J., “Preparation of biodiesel from soybean oil using supercritical methanol and CO2 as co-solvent”, Process Biochemistry, 40, 3148 – 3151 (2005)
3. Ramadhas, A. S., Mulareedharan, C., Jayaraj, S., “Performance and emission evaluation of e diesel engine fueled with methyls esters of rubber seed oil”, Renewable Energy, 30, 1789 – 1800 (2005)
4. Salis, A., Pinna, M., Monduzzi, M., Solinas, V., “Biodiesel production from triolein and short chain alcohols through biocatalysis” Journal of Biotechnology, 119, 291 – 299 (2005)
5. Toda, M., Takagaki, A., Okamura, M., Kondo, JM., Hayashi, S., Domen, K., Hara, M., “Biodiesel made with sugar catalyst”, Nature, 438, 178 (2005)
6. Zullaikah, S., Lai, C. C., Vali, S. R., Ju, Y.-H., “A two-step acid-catalyzed for the production of biodiesel from rice bran oil”, Bioresource Technology, 96, 1889 – 1886 (2005)

Mengenal biodiesel: karakteristik, produksi, hingga performansi mesin (1)

Mengenal biodiesel: karakteristik, produksi, hingga performansi mesin (1)

Bahan bakar nabati (BBN) – bioethanol dan biodiesel – merupakan dua kandidat kuat pengganti bensin dan solar yang selama ini digunakan sebagai bahan bakar mesin Otto dan Diesel. Pemerintah Indonesia telah mencanangkan pengembangan dan implementasi dua macam bahan bakar tersebut, bukan hanya untuk menanggulangi krisis energi yang mendera bangsa namun juga sebagai salah satu solusi kebangkitan ekonomi masyarakat. Pesan ini jelas tertuang dalam pernyataan resmi Presiden Susilo Bambang Yudhoyono seusai melakukan rapat kerja Sabtu-Ahad (1 – 2 Juli 2006) yang digelar di Losari, Magelang (Nusrat, 2006). BBN memenuhi dua syarat utama sebagai sumber energi baru: (1) Tidak menciptakan ketergantungan; karena bahan baku BBN dapat dibudidayakan di bumi Indonesia, dan (2) Ramah lingkungan. Emisi pembakaran BBN yang juga merupakan gas rumah kaca, yakni CO2, pada prinsipnya akan diserap kembali oleh tanaman sumber BBN. Terbukti telah terjadi penurunan emisi CO2 sebesar 12% di Brazil setelah negara ini menggunakan bioethanol dalam skala besar (Riberio dkk, 1997). Kontinuitas penggunaan BBN memerlukan kontinuitas suplai bahan baku dalam jumlah besar, hal ini memerlukan keterlibatan masyarakat yang sekaligus berpotensi meningkatkan taraf hidup mereka. Tulisan ini bertujuan untuk memberikan pemahaman seputar biodiesel, mulai dari karakteristik, produksi, hingga performansi mesin yang menggunakan biodiesel sebagai bahan bakar. Bagian pertama tulisan ini membahas pengertian seputar minyak tumbuhan dan biodiesel serta karakter utama yang membedakannya. Juga dibahas beberapa jenis bahan baku yang umum digunakan di berbagai negara untuk membuat biodiesel.
Minyak (tumbuhan) mentah, SVO, dan Biodiesel
Biodiesel didefinisikan sebagai metil ester yang diproduksi dari minyak tumbuhan atau hewan dan memenuhi kualitas untuk digunakan sebagai bahan bakar di dalam mesin diesel (Vicente dkk, 2006). Sedangkan minyak yang didapatkan langsung dari pemerahan atau pengempaan biji sumber minyak (oilseed), yang kemudian disaring dan dikeringkan (untuk mengurangi kadar air), disebut sebagai minyak lemak mentah (Soeradjaja, 2005). Minyak lemak mentah yang diproses lanjut guna menghilangkan kadar fosfor (degumming) dan asam-asam lemak bebas (dengan netralisasi dan steam refining) disebut dengan refined fatty oil atau straight vegetable oil (SVO) (Soeradjaja, 2005a).
SVO didominasi oleh trigliserida sehingga memiliki viskositas dinamik yang sangat tinggi dibandingkan dengan solar (bisa mencapai 100 kali lipat, misalkan pada Castor Oil (Conceicao, 2005)). Oleh karena itu, penggunaan SVO secara langsung di dalam mesin diesel umumnya memerlukan modifikasi/tambahan peralatan khusus pada mesin, misalnya penambahan pemanas bahan bakar sebelum sistem pompa dan injektor bahan bakar untuk menurunkan harga viskositas. Viskositas (atau kekentalan) bahan bakar yang sangat tinggi akan menyulitkan pompa bahan bakar dalam mengalirkan bahan bakar ke ruang bakar. Aliran bahan bakar yang rendah akan menyulitkan terjadinya atomisasi bahan bakar yang baik. Buruknya atomisasi berkorelasi langsung dengan kualitas pembakaran, daya mesin, dan emisi gas buang.
Dalam reviewnya, Bozbas (2005) menguraikan berbagai permasalahan yang timbul pada penggunaan SVO dalam mesin diesel dan alternatif solusinya. Pemanasan bahan bakar sebelum memasuki sistem pompa dan injeksi bahan bakar merupakan satu solusi yang paling dominan untuk mengatasi permasalahan yang mungkin timbul pada penggunaan SVO secara langsung pada mesin diesel. Bernardo dkk (2003) menggunakan minyak mentah Camelina Sativa, yang didapatkan dengan pengepresan (cold press) pada biji Camelina Sativa dan penyaringan (filtered), sebagai bahan bakar mesin diesel dan mengujinya pada kendaraan sejauh 426,4 km. Kendaraan yang sama juga digunakan untuk menguji bahan bakar solar sejauh 431,4 km guna mendapatkan perbandingan performansi antara minyak mentah Camelina Sativa dan solar. Mereka menggunakan pemanas khusus minyak Camelina Sativa sebelum memasuki ruang bakar. Secara umum, hasil pengujian Bernardo dkk (2003) menunjukkan bahwa minyak mentah Camelina Sativa memiliki performansi yang sebanding dengan solar. Namun demikian, Soeradjaja (2005b) menekankan perlunya pengujian jangka panjang untuk memastikan kompatibilitas mesin diesel konvensional terhadap SVO.
Pada umumnya, orang lebih memilih untuk melakukan proses kimiawi pada minyak mentah atau refined fatty oil/SVO guna menghasilkan metil ester asam lemak (fatty acid methyl ester – FAME) yang memiliki berat molekul lebih kecil dan viskositas setara dengan solar sehingga bisa langsung digunakan dalam mesin diesel konvensional. Biodiesel umumnya diproduksi dari refined vegetable oil menggunakan proses transesterifikasi. Proses ini pada dasarnya bertujuan mengubah [tri, di, mono] gliserida berberat molekul dan berviskositas tinggi yang mendominasi komposisi refined fatty oil menjadi asam lemak methil ester (FAME). Sebagai contoh, perbandingan karakteristik antara refined vegetable oil dan biodiesel yang dihasilkan dari tumbuhan jenis Brassica carinata (Bouaid dkk., 2005) terhadap solar dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini:
Tabel 1 Beberapa karakteristik vegetable oil dan biodiesel dari Brassica carinata, serta solar

a data dari Ramadhas, dkk. (2005)
b data dari Bernardo, dkk. (2003)
Tabel 1 menunjukkan bahwa transesterifikasi refined vegetable oil menjadi biodiesel mengubah harga viskositas dan kadar asam secara signifikan. Harga viskositas biodiesel tidak jauh berbeda dengan solar; menunjukkan bahwa biodiesel dari Brassica Carinata memiliki karakteristik alir yang tidak jauh berbeda dengan solar, sehingga diprediksi tidak akan menimbulkan masalah yang berarti bila digunakan secara langsung pada mesin diesel konvensional. Sedangkan viskositas refined vegetable oilyang sangat tinggi (lebih dari 10 kali lipat) menunjukkan bahwa dengan daya pemompaan yang tetap, minyak ini akan berpotensi menimbulkan masalah pada sistem injeksi bahan bakar, bila tidak dilakukan tambahan peralatan/modifikasi pada mesin dan atau sistem penyaluran bahan bakar.
Bahan Baku Biodiesel
Azam dkk (2005) mengkompilasi berbagai hasil riset di India tentang BBN biodiesel dan menemukan 75 spesies tanaman yang bisa menghasilkan biodiesel; 26 spesies diantaranya, termasuk Jathropa Curcas (Jarak Pagar), yang memenuhi standar kualitas USA, Jerman, dan Eropa. Soeradjaja (2005a) menyebut adanya 50 spesies tanaman di Indonesia yang bisa menghasilkan biodiesel, contoh yang populer adalah sawit, kelapa, jarak pagar, kapok atau randu. Vicente dkk. (2006) meneliti beberapa spesies tanaman penghasil biodiesel di Spanyol, diantaranya bunga matahari, rapeseed, dan Brassica carinata. Mereka menyimpulkan bahwa viskositas, peroksida, dan asam dari biodiesel yang dihasilkan oleh ke-tiga spesies di atas memenuhi standard Uni Eropa, sedangkan kadar iodine biodiesel dari bunga matahari dan Brassica carinata lebih tinggi dari standard Uni Eropa. Canoira dkk. (2005), juga dari Spanyol, setelah meneliti Jojoba oil-wax menyimpulkan bahwa biodiesel yang dihasilkan dari Jojoba (Simmondsia chinensis Link Schneider) memenuhi standard biodiesel Eropa (EN14214). Tsai dkk. (2005) menguraikan telah beroperasinya fasilitas pengolahan limbah minyak pangan di Taiwan yang berkapasitas 3,000 ton metrik per tahun. Limbah tersebut didapatkan dari berbagai sumber, seperti restoran, rumah makan, rumah tangga, hingga perusahaan-perusahaan yang menghasilkan limbah minyak pangan dalam proses produksinya. Dengan menggunakan proses transesterifikasi, Taiwan telah berhasil mengubah limbah minyak pangan nya menjadi biodiesel. Hal ini berdampak ganda: mengurangi limbah cair ke lingkungan sekaligus mendapatkan BBN biodiesel yang ramah lingkungan.
Pustaka
- Azam, M. M., Waris, A., Nahar, N. M., “Prospect and potential of fatty acid methyl esters of some non-traditional seed oils for use as biodiesel in India”, Biomass and Bioenergy, 29, 293-302 (2005)
- Bernardo, A., Howard-Hildige, R., O’Connel, A., Nichol, R., Ryan, J., Rice, B., Roche, E., Leahy, J. J., “Camelina oil as a fuel for diesel transport engines”, Industrial Crops and Products, 17, 191-197 (2003)
- Bouaid, A., Diaz, Y., Martinez, M., Aracil, J., “Pilot plant studies of biodiesel production using Brassica Carinata as raw material”, Catalysis Today, (2005)
- Bozbas, K., “Biodiesel as an alternative motor fuel: Production and policies in the European Union”, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 1-12 (2005)
- Canoira, L., Alcantara, R., Garci・Martinez, Ma. J., Carraso, J., “Biodiesel from Jojoba oil-wax: Transesterification with methanol and properties as fuel”, Biomass and Bioenergy (2005)
- Conceicao, M. M., Candeia, R. A., Dantas, H. J., Soledade, L. E. B., Fernandes, Jr., V. J., Souza, A. G., “Theological Behavior of Castor Oil Biodiesel”, Energy & Fuels, 19, 2185-2188 (2005)
- Nusrat, M., “Pertemuan Losari, Awal Peningkatan Kesejahteraan Masyarakat”, Kompas, 3 Juli (2006)
- Soeradjaja, T. H., “Energi alternatif – biodiesel (Bagian 1)”, http://www.kimia.lipi.go.id/index.php?pilihan=berita&id=13 (2003a)
- Soeradjaja, T. H., “Energi alternatif – biodiesel (Bagian 2)”, http://www.kimia.lipi.go.id/index.php?pilihan=berita&id=13 (2003b)
- Tsai, W.-T., Lin, C.-C., Yeh, C.-W., “An analysis of biodiesel fuel from waste edible oil in Taiwan”, Renewable & Sustainable Energy Reviews, 1-22 (2005)
- Vicente, G., Martinez, M., Aracil, J., “A comparative study of vegetable oils for biodiesel production in Spain”, Energy & Fuels, 20, 394-398 (2006)

Baker's Yeast Production

The baker’s yeast production process flow chart attached below can be divided into four basic steps. In order these steps are, molasses and other raw material preparation, culture or seed yeast preparation, fermentation and harvesting and filtration and packaging. The process outlined in the flow chart takes approximately five days from start to finish.

The basic carbon and energy source for yeast growth are sugars. Starch can not be used because yeast does not contain the appropriate enzymes to hydrolyze this substrate to fermentable sugars. Beet and cane molasses are commonly used as raw material because the sugars present in molasses, a mixture of sucrose, fructose and glucose, are readily fermentable. In addition to sugar, yeast also require certain minerals, vitamins and salts for growth. Some of these can be added to the blend of beet and cane molasses prior to flash sterilization while others are fed separately to the fermentation. Alternatively, a separate nutrient feed tank can be used to mix and deliver some of the necessary vitamins and minerals. Required nitrogen is supplied in the form of ammonia and phosphate is supplied in the form of phosphoric acid. Each of these nutrients is fed separately to the fermentation to permit better pH control of the process. The sterilized molasses, commonly referred to as mash or wort, is stored in a separate stainless steel tank. The mash stored in this tank is then used to feed sugar and other nutrients to the appropriate fermentation vessels.

Baker’s yeast production starts with a pure culture tube or frozen vial of the appropriate yeast strain. This yeast serves as the inoculum for the pre-pure culture tank, a small pressure vessel where seed is grown in medium under strict sterile conditions. Following growth, the contents of this vessel are transferred to a larger pure culture fermentor where propagation is carried out with some aeration, again under sterile conditions. These early stages are conducted as set-batch fermentations. In a set-batch fermentation all the growth media and nutrients are introduced to the tank prior to inoculation.

From the pure culture vessel, the grown cells are transferred to a series of progressively larger seed and semi-seed fermentors. These later stages are conducted as fed-batch fermentations. During a fed-batch fermentation, molasses, phosphoric acid, ammonia and minerals are fed to the yeast at a controlled rate. This rate is designed to feed just enough sugar and nutrients to the yeast to maximize multiplication and prevent the production of alcohol. In addition, these fed-batch fermentations are not completely sterile. It is not economical to use pressurized tanks to guarantee sterility of the large volumes of air required in these fermentors or to achieve sterile conditions during all the transfers through the many pipes, pumps and centrifuges. Extensive cleaning of the equipment, steaming of pipes and tanks and filtering of the air is practiced to insure as aseptic conditions as possible.

At the end of the semi-seed fermentation, the contents of the vessel are pumped to a series of separators that separate the yeast from the spent molasses. The yeast is then washed with cold water and pumped to a semi-seed yeast storage tank where the yeast cream is held at 34 degrees Fahrenheit until it is used to inoculate the commercial fermentation tanks. These commercial fermentors are the final step in the fermentation process and are often referred to as the final or trade fermentation.

Commercial fermentations are carried out in large fermentors with working volumes up to 50,000 gallons. To start the commercial fermentation, a volume of water, referred to as set water, is pumped into the fermentor. Next, in a process referred to as pitching, semi-seed yeast from the storage tank is transferred into the fermentor. Following addition of the seed yeast, aeration, cooling and nutrient additions are started to begin the 15-20 hour fermentation. At the start of the fermentation, the liquid seed yeast and additional water may occupy only about one-third to one-half of the fermentor volume. Constant additions of nutrients during the course of fermentation bring the fermentor to its final volume. The rate of nutrient addition increases throughout the fermentation because more nutrients have to be supplied to support growth of the increasing cell population. The number of yeast cells increase about five- to eight-fold during this fermentation.

Air is provided to the fermentor through a series of perforated tubes located at the bottom of the vessel. The rate of airflow is about one volume of air per fermentor volume per minute. A large amount of heat is generated during yeast growth and cooling is accomplished by internal cooling coils or by pumping the fermentation liquid, also known as broth, through an external heat exchanger. The addition of nutrients and regulation of pH, temperature and airflow are carefully monitored and controlled by computer systems during the entire production process. Throughout the fermentation, the temperature is kept at approximately 86 degrees Fahrenheit and the pH in the range of 4.5-5.5.

At the end of fermentation, the fermentor broth is separated by nozzle-type centrifuges, washed with water and re-centrifuged to yield a yeast cream with a solids concentration of approximately 18%. The yeast cream is cooled to about 45 degrees Fahrenheit and stored in a separate, refrigerated stainless steel cream tank. Cream yeast can be loaded directly into tanker trucks and delivered to customers equipped with an appropriate cream yeast handling system. Alternatively, the yeast cream can be pumped to a plate and frame filter press and dewatered to a cake-like consistency with a 30-32% yeast solids content. This press cake yeast is crumbled into pieces and packed into 50-pound bags that are stacked on a pallet. The yeast heats up during the pressing and packaging operations and the bags of crumbled yeast must be cooled in a refrigerator for a period of time with adequate ventilation and placement of pallets to permit free access to the cooling air. Palletized bags of crumbled yeast are then distributed to customers in refrigerated trucks.

Prosedur Praktikum Pembuatan Nata De Coco

2.1. Alat dan Bahan

Alat :
- Saringan tepung, untuk menyaring air kelapa sebagai bahan baku.
- Panci alumunium, sebagai wadah mendidihkan dan mencampur.
- Gelas ukur, untuk mengukur volume bahan baku.
- Pengaduk, untuk mengaduk.
- Neraca/timbangan, untuk menimbang gula pasir.
- Kompor, sebagai pemanas.
- Nampan fermentasi, sebagai wadah penyimpanan selama fermentasi berlangsung.
- Botol syrup gelas, sebagai wadah penyimpan starter.
- Kertas Koran, untuk penutup larutan agar tercegah kontak langsung dengan udara luar.
- Karet gelang, Untuk pengikat kertas penutup.
Bahan :
- Air kelapa tua, 1000 ml
- Gula pasir, 10 % dari air kelapa = 100 g
- Asam cuka, 5 % dari air kelapa = 50 ml.
- Pupuk ZA, 0,1 % dari air kelapa = 1 g
- Garam Inggris, sepucuk sendok teh.
2.2. Langkah Kerja
2.2.1. Penentuan Kadar Karbohidrat
Analisis kwalitatif karbohidrat air kelapa tua
- Uji Molish
Ke dalam tabung reaksi berisi 2 ml larutan sampel ditambahkan 5 tetes reagen Molish . Kemudian ditambahkan H2SO4 pekat melalui dinding tabung.
Amati terbentuknya cincin ungu yang berarti sampel mengandung karbohidrat.
- Uji Benendict
Ke dalam tabung reaksi ditambahkan 8 tetes larutan sampel yang mengandung 5 ml reagen Benedict. Kemudian tabung ditempatkan dalam pemanas dan dididihkan selama 3 menit.
Biarkan pada suhu kamar, amati terbentuknya endapan merah bata yang berarti menunjukkan adanya gula pereduksi dalam sampel.
Analisis kwantitatif karbohidrat air kelapa tua dengan metode Luff Schoorl
1. Diambil 2 ml air kelapa tua tersaring dalam erlenmeyer, tambahkan 10 ml Luff Schoorl dan 10 ml aquades.
2. Dibuat juga larutan blanko sebagai pembanding, yakni aquades, 2 ml dan 10 ml aquades ditambah 10 ml Luff Schoorl.
3. Kedua larutan dididihkan selama 2 menit .
4. Didinginkan cepat-cepat dan ditambahkan 6 ml KI 20%
5. Dengan hati-hati tambahkan 10 ml H2SO4 26,5% melalui dinding Erlenmeyer.
6. Yodium yang dibebaskan dititrasi dengan larutan Na2S2O3 menggunakan indicator amylum sebanyak 1 – 2 tetes. (Amylum ditambahkan ketika titrasi hampir berakhir agar perubahan warna terlihat jelas).
7. Dengan melihat selisih titrasi sampel dengan titrasi blanko dan mencocokkan dengan tabel maka akan dapat dihitung kadar sukrosa dalam sampel.
2.2.2. Persiapan Substrat
1. Air kelapa tua sebagai bahan baku (BB)disaring dan diambil sebanyak 1000 ml.
2. Panaskan hingga mendidih .
3. Tambahkan gula pasir 10 % BB = 100 g
4. Tambahkan garam inggris 1 pucuk sendik the.
5. Tambahkan pupuk ZA 1 pucuk sendok the.
6. Tambahkan cuka dapur 5 % BB = 50 ml.
7. Angkat dan dinginkan dengan tetap tertutup.
8. Tuangkan larutan hasil ke dalam botol, segera tutup kembali.Kelak ini dipakai sebagai starter bagi pembuatan nata berikutnya.
9. Tuangkan larutan hasil ke dalam cawan yang telah disteril setinggi 1 cm. segera tutup dengan kertas Koran.
Substrat telah siap untuk proses fermentasi.

Nata De Coco

Pemberdayaan masyarakat dalam sektor ekonomi melalui pemanfaatan limbah bahan makanan menjadi produk yang lebih berguna dan memiliki nilai jual lebih tinggi patut digalakkan. Di antaranya adalah pembuatan nata dari bahan-bahan limbah makanan. Limbah yang dapat digunakan sebagai bahan pembuatan nata haruslah yang mengandung glukosa cukup bagi pertumbuhan bakteri yang kelak akan mengubahnya menjadi serat yang layak dikonsumsi. Pada praktikum kali ini digunakan air kelapa tua sebagai bahan baku dan hasilnya di pasaran dikenal sebagai nata de coco.

Nata de coco adalah makanan yang banyak mengandung serat selulosa kadar tinggi yang bermanfaat bagi kelancaran pencernaan kita. Makanan ini berbentuk padat, kokoh, kuat, putih, transparan, dan kenyal dengan rasa mirip kolang-kaling. Produk ini banyak digunakan sebagai pencampur es krim, coktail buah, sirup, dan makanan ringan lainnya. Kandungan kalorinya yang rendah, sangat tepat dikonsumsi sebagai makanan diet. Penambahan vitamin dan mineral akan mempertinggi nilai gizi nata de coco.

Nata de coco merupakan jenis makanan hasil fermentasi oleh bakteri Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum dalam pertumbuhan dan aktivitasnya membentuk nata memerlukan suatu media yang tepat memiliki kandungan komponen-komponen yang dibutuhkan sehingga produksi nata yang dihasilkan dapat secara optimal.

Komponen media nata yang dibutuhkan sebagai syarat media nata antara lain memiliki sumber karbon dapat berupa gula, sumber nitrogen dapat berupa penambahan urea atau ZA, mineral dan vitamin yang mendukung pertumbuhan bakteri acetobacter xylinum. Pada fermentasi nata kondisi lingkungan juga sangat berpengaruh karena bakteri acetobacter xylinum memiliki kondisi optimum lingkungannya untuk tumbuh baik itu suhu, pH, cahaya, oksigen dan lain-lainnya.

1. Air Kelapa

Air kelapa merupakan salah satu bagian dari buah kelapa yang mengandung sedi-kit karbohidrat, protein, lemak dan beberapa mineral. Bergantung kepada umur buah, se-tiap butir kelapa mengandung air sekitar 230-300 ml. Adapun air kelapa tua memiliki kandungan nutrisi yang baik bagi pertumbuhan Acetobacter xylium. Kandungan tersebut (per 100 gram) antara lain :

Protein (g) 0,14

Lemak (g) 1,50

Karbohidrat (g) 4,60

Kalsium (mg) 15,00

Phosfor (mg) 0,50

Besi (mg) 0,20

Vitamin C (mg) 1,00

Air (g) 91,50

Air kelapa yang digunakan dalam pembuatan nata harus berasal dari kelapa yang masak optimal, tidak terlalu tua atau terlalu muda. Bahan tambahan yang diperlu-kan oleh bakteri antara lain karbohidrat sederhana, sumber nitrogen, dan asam asetat. Pada ummumnya senyawa karbohidrat sederhana dapat digunakan sebagai suplemen pembuatan nata de coco, Di antaranya adalah senyawa-senyawa maltosa, sukrosa, lakto-sa, fruktosa dan manosa. Dalam hal ini sukrosa merupakan senyawa yang paling ekonomis digunakan dan paling baik bagi pertumbuhan dan perkembangan bibit nata.

2. Nata de Coco

Nata de coco merupakan hasil fermentasi air kelapa dengan bantuan mikroba Acetobacter xylinum, yang berbentuk padat, berwarna putih, transparan, berasa manis dan bertekstur kenyal. Selain banyak diminati karena rasanya yang enak dan kaya serat, pembuatan nata de coco pun tidak sulit dan biaya yang dibutuhkan tidak banyak sehing-ga dapat sebagai alternatif usaha yang dapat memberikan keuntungan.

Adapun dari segi warna yang paling baik digunakan adalah sukrosa putih. Sum-ber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organik, seperti misalnya protein dan ekstrak yeast, maupun nitrogen anorganik seperti misalnya ammonium fosfat, urea, dan ammonium sulfat. Na-mun, sumber nitrogen anorganik sangat murah dan fungsinya tidak kalah jika diban-dingkan dengan sumber nitrogen organik. Bahkan di antara sumber nitrogen anorganik ada yang mempunyai sifat lebih yaitu ammonium sulfat. Kelebihan yang dimaksud ada-lah murah, mudah larut, dan selektif bagi mikroorganisme lain.

Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk menurunkan pH atau meningkat-kan keasaman air kelapa. Asam asetat yang baik adalah asam asetat glacial (99,8%). Se-lain asam asetat, asam-asam organik dan anorganik lain bisa digunakan.

Nata yang dihasilkan tentunya bisa beragam kualitasnya. Kualitas yang baik a-kan terpenuhi apabila air kelapa yang digunakan memenuhi standar kualitas bahan nata, dan prosesnya dikendalikan dengan cara yang benar berdasarkan pada faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitas Acetobacter xylinum yang digunakan. Apabila rasio antara karbon dan nitrogen diatur secara optimal, dan prosesnya terkontrol dengan baik, maka semua cairan akan berubah menjadi nata tanpa meninggalkan residu.

Proses pembuatan nata de coco sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor. Hal ini berhubungan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi acetibacter xylium sebagai bak-teri untuk proses fermentasi air kelapa. Pertumbunan acetobacter xylium tersebut dipe-ngaruhi oleh oksigen, pH, suhu, dan nutrisi. Faktor-faktor inilah yang harus diperhatikan untuk memperoleh nata de coco yang berkualitas baik. Di samping itu, selama pembuat-an sangat diperlukan ketelitian dan sterilitas alat bahkan harus dihindari kontak dengan udara langsung. Perlakuan demikian guna mencegah kontaminasi bakteri lain yang ber-sifat pathogen.

Menurut penelitian dari Balai Mikrobiologi, Puslitbang Biologi LIPI, di dalam 100 gram nata de coco terkandung nutrisi, antara lain : kalori 146 kal; lemak 20 g; karbohidrat 36,1 mg; Ca 12 mg; Fosfor 2 mg; dan Fe 0,5 mg.

3. MIkroorganisme Penghasil Selulosa

Mikroorganisme yang telah lama dikenal sebagai penghasil selulosa adalah dari golongan bakteri terutama Acetobacter. Menurut Breed et al (1957), spesies Acetobacter yang telah dikenal antara lain Acetobacter aceti, Acetobacter orleansis, Acetobacter liquefaciens dan Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum merupakan bakteri berben-tuk batang pendek, yang mempunyai panjang 2 mikron dan lebar , micron, dengan per-mukaan dinding yang berlendir. Bakteri ini membentuk rantai pendek dengan satuan 6-8 sel. Bersifat ninmotil dan dengan pewarnaan Gram menunjukkan Gram negative.

Bakteri ini tidak membentuk endospora maupun pigmen. Pada kultur sel yang masih muda, individu sel berada sendiri-sendiri dan transparan. Koloni yang sudah tua membentuk lapisan menyerupai gelatin yang kokoh menutupi sel koloninya. Pertumbu-han koloni pada medium cair setelah 48 jam inokulasi akan membentuk lapisan pelikel dan dapat dengan mudah diambil dengan jarum oase.

Bakteri ini dapat membentuk asam dari glukosa, etil alkohol, dan propel alko-hol, tidak membentuk indol dan mempunyai kemampuan mengoksidasi asam asetat men-jadi CO2 dan H2O. Sifat yang paling menonjol dari bakteri itu adalah memiliki kemam-puan untuk mempolimerisasi glukosa sehingga menjadi selulosa, selanjutnya selulosa tersebut membentuk matrik yang dikenal sebagai nata. Factor lain yang dominan mem-pengaruhi sifat fisiologi dalam pembentukan nata adalah ketersediaan nutrisi, derajat ke-asaman, temperatur, dan ketersediaan oksigen.

Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan sel. Pertumbuhan sel ini didefinisikan sebagai pertumbuhan secara teratur semua komponen di dalam sel hidup. Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami beberapa fase pertumbuhan sel yaitu fase adap-tasi, fase pertumbuhan awal, fase pertumbuhan eksponensial, fase pertumbuhan lambat, fase pertumbuhan tetap, fase menuju kematian, dan fase kematian.

Apabila bakteri dipindah ke media baru maka bakteri tidak langsung tumbuh melainkan beradaptasi terlebih dahulu. Pada fase terjadi aktivitas metabolisme dan pem-besaran sel, meskipun belum mengalami pertumbuhan. Fase pertumbuhan adaptasi dica-pai pada 0-24 jam sejak inokulasi. Fase pertumbuhan awal dimulai dengan pembelahan sel dengan kecepatan rendah. Fase ini berlangsung beberapa jam saja dan fase eksponen-sial dicapai antara 1-5 hari. Pada fase ini bakteri mengeluarkan enzim ektraselulerpoli-merase sebanyak-banyaknya untuk menyusun polimer glukosa menjadi selulosa (matrik nata). Fase ini sangat menentukan kecepatan suatu strain Acetobacter Xylinum dalam membentuk nata.

Fase pertumbuhan lambat terjadi karena nutrisi telah berkurang, terdapat meta-bolic yang bersifat racun yang menghambat pertumbuhan bakteri dan umur sel sudah tua. Pada fase in pertumbuhan tidak stabil, tetapi jumlah sel yang tumbuh masih lebih banyak disbanding jumlah sel mati.Fase pertumbuhan tetap terjadi keseimbangan antara sel yang tumbuh dan yang mati. Matrik nata lebih banyak diproduksi pada fase ini. Fase menuju kematian terjadi akibat nutrisi dalam media sudah hampir habis. Setelah nutrisi habis, maka bakteri akan mengalami fase kematian. Pada fase kematian sel dengan cepat mengalami kematian. Bakteri hasil dari fase ini tidak baik untuk strain nata.

Adanya sukrosa pada air kelapa dimanfaatkan oleh bakteri ini sebagai sumber energy ataupun sumber karbon untuk membentuk senyawa metabolit berupa selulosa. Dimulai dari bagian permukaan media cair tersebut bakteri akan tumbuh membentuk lapisan selulosa berwarna putih yang makin lama makin tebal dan disebut nata. Senyawa pendukung pertumbuhan dan mineral pada air kelapa akan membantu pertumbuhan bakteri dan aktifitas enzim kinase dalam sel Azetobacter xilinum untuk menghasilkan nata de coco.

Soal serta Jawaban UAS Plastik dan Karet

1. Natural polymers are available in nature. Could you write several examples of natural polymers and their applications

2. When thermal energy is applied on polymer materials, they will show two different effects that are thermoplastic and thermosetting polymers. Could you explain what thermoplastic and thermosetting are and what is the different between them?

3. Could you explain different kind of plastics and their application in the daily life?

4. Could you explain advantages and disadvantages of both natural and synthetic rubbers? Please, write down several examples of synthetic rubbers?

Jawaban Soal

1. Natural polymers are available in nature. Could you write several examples of natural polymers and their applications (UAS no 1 090824)
Jawab:
Silk: is applied mainly for expensive textiles
Natural rubber: is applied for many different industrial application such as tires, gaskets, belts etc
Wool: is applied mainly for textiles, jackets and winter clothes
Wood: is applied for furniture, timber and construction
Celluloses: are applied for paper, food etc
Starches: are applied for food and recently it is used for fuel as well
Proteins: are mainly for food
etc

2. When thermal energy is applied on polymer materials, they will show two different effects that are thermoplastic and thermosetting polymers. Could you explain what thermoplastic and thermosetting are and what is the different between them? (UAS no 2 090824)
Thermoplastic polymers: They can be softened or plasticized repeatedly on application of thermal energy, without much change in properties if treated with certain precautions, e.g. polyolefins, polystyrene, nylons, linear polyesters and polyethers, poly vinyl chloride, etc. They normally remain soluble and fusible after many cycles of heating and cooling. Thermoplastic polymers can normally be recycled.
Thermosetting polymers: They can be obtained in soluble and fusible forms in early or intermediate stages of theirs synthesis, but they get set or cured and become insoluble and infusible when further heated or thermally treated, the curing or setting process involves chemical reactions leading to further growth and cross linking of the polymer chain molecules and producing giant molecules, e.g. phenolic resins, urea/melamine resins, epoxy resins, diene rubbers, unsaturated polyesthers, etc.. Thermosetting polymers cannot normally be recycled.



3. Could you explain different kind of plastics and their application in the daily life? (UAS no 3 090824)
Polyethylene: is widely used in daily life such as moulded or formed objects, films, sheets, bottles and containers, pipes and tubes, and in wire insulation and cables.
Polypropylene: is used in the form of moulded and formed objects, sheets and films, bristles, monofilaments and fibres, covering such items as luggage, frames containers and different packaging items, ropes, textiles, tows and nets, pipes and tubes, etc
Polystyrene is used in packaging and shock absorbing application, in thermal insulation, and as acoustic improvers in hall and auditoria
Polymethil methacrylate is used for automotive tail lamp and signal light lenses, jewellery, lense of optical equipment and contact lenses
Polyvinylchloride is used in chemical plants and equipments, storage tanks, building items, pipes, sheets, specific moulded objects and containers
Dst


4. Could you explain advantages and disadvantages of both natural and synthetic rubbers? Please, write down several examples of synthetic rubbers? (UAS no 4 090824)
Natural rubber:
Advantages:
• Flexible
• Elastic
• Environmental friendly (biodegradable)
• Raw material is easy to get
Disadvantages:
• Normally weaker then synthetic rubber
• Less consistent due to the season and place
• More expensive
• Easy to react
Synthetic rubber:
Advantages:
• Strong
• Large range of synthetic material
• Consistent
• Cheaper
Disadvantages:
• Less flexible
• less elastic
• Fracture
• Not environmental friendly (non biodegradable material)

Examples of synthetic rubbers:
Styrene Butadiene Rubber (SBR), Polychloroprene Rubber (CR), Nitrile Butadiene Rubber (NBR), Isobutyl rubber (IIR), Ethylene Propylene Diene Terpolymer (EPDM), Polysulphide rubber (PSR) dst

Kumpulan Soal Plastik dan Karet

1. Natural polymers are available in nature. Could you write several examples of natural polymers and their applications (UAS no 1 090824)
Jawab:
Silk: is applied mainly for expensive textiles
Natural rubber: is applied for many different industrial application such as tires, gaskets, belts etc
Wool: is applied mainly for textiles, jackets and winter clothes
Wood: is applied for furniture, timber and construction
Celluloses: are applied for paper, food etc
Starches: are applied for food and recently it is used for fuel as well
Proteins: are mainly for food
etc

2. When thermal energy is applied on polymer materials, they will show two different effects that are thermoplastic and thermosetting polymers. Could you explain what thermoplastic and thermosetting are and what is the different between them? (UAS no 2 090824)
Thermoplastic polymers: They can be softened or plasticized repeatedly on application of thermal energy, without much change in properties if treated with certain precautions, e.g. polyolefins, polystyrene, nylons, linear polyesters and polyethers, poly vinyl chloride, etc. They normally remain soluble and fusible after many cycles of heating and cooling. Thermoplastic polymers can normally be recycled.
Thermosetting polymers: They can be obtained in soluble and fusible forms in early or intermediate stages of theirs synthesis, but they get set or cured and become insoluble and infusible when further heated or thermally treated, the curing or setting process involves chemical reactions leading to further growth and cross linking of the polymer chain molecules and producing giant molecules, e.g. phenolic resins, urea/melamine resins, epoxy resins, diene rubbers, unsaturated polyesthers, etc.. Thermosetting polymers cannot normally be recycled.



3. Could you explain different kind of plastics and their application in the daily life? (UAS no 3 090824)
Polyethylene: is widely used in daily life such as moulded or formed objects, films, sheets, bottles and containers, pipes and tubes, and in wire insulation and cables.
Polypropylene: is used in the form of moulded and formed objects, sheets and films, bristles, monofilaments and fibres, covering such items as luggage, frames containers and different packaging items, ropes, textiles, tows and nets, pipes and tubes, etc
Polystyrene is used in packaging and shock absorbing application, in thermal insulation, and as acoustic improvers in hall and auditoria
Polymethil methacrylate is used for automotive tail lamp and signal light lenses, jewellery, lense of optical equipment and contact lenses
Polyvinylchloride is used in chemical plants and equipments, storage tanks, building items, pipes, sheets, specific moulded objects and containers
Dst


4. Could you explain advantages and disadvantages of both natural and synthetic rubbers? Please, write down several examples of synthetic rubbers? (UAS no 4 090824)
Natural rubber:
Advantages:
• Flexible
• Elastic
• Environmental friendly (biodegradable)
• Raw material is easy to get
Disadvantages:
• Normally weaker then synthetic rubber
• Less consistent due to the season and place
• More expensive
• Easy to react
Synthetic rubber:
Advantages:
• Strong
• Large range of synthetic material
• Consistent
• Cheaper
Disadvantages:
• Less flexible
• less elastic
• Fracture
• Not environmental friendly (non biodegradable material)

Examples of synthetic rubbers:
Styrene Butadiene Rubber (SBR), Polychloroprene Rubber (CR), Nitrile Butadiene Rubber (NBR), Isobutyl rubber (IIR), Ethylene Propylene Diene Terpolymer (EPDM), Polysulphide rubber (PSR) dst

Pembuatan Karbon Aktif

Karbon aktif dapat dibuat dari:

1. Batu bara
2. Lignit (batu bara muda)
3. Kayu
4. Tempurung kelapa
5. Polimer

Pengaktifan arang dilakukan dengan mengaliri steam/kukus atau CO2 pada suhu di atas 800oC.
Selama proses pengaktifan terbentuk mikroporus.

Hasil karbon aktif dari bahan bakunya pada umumnya kurang dari 50% dan kadang-kadang di bawah 10%.

Powdered Activated Carbon (PAC)

PAC umumnya dibuat dari kayu yang berbentuk menyerupai serbuk gergaji.
Ukuran PAC antara 15 s/d 25 μm (1 μm = 10-6 m)
Penggunaan PAC:
a. Penghilangan warna pada pemrosesan makanan, misal pada industri gula.
b. Penghilangan warna pada produksi minyak
c. Penghilangan warna pada produksi MSG
d. Penjernihan pada produksi minuman (wine)
e. Pengolahan air (air minum dan air limbah)

Granular Activated Carbon (GAC)
Bentuk: butiran kecil atau bentuk pelet.
Ukuran : 4 s/d 6 mm, 4/8 mesh s/d 10/20 mesh.
mesh = banyaknya lubang setiap 1 inchi linier.
Guna:
a. Pengambilan kembali solvent/pelarut, pembersih udara, pembersih gas, desulfurisasi gas buang.
b. Penghilangan warna
c. Penghilangan zat-zat organik
d. Penghilangan bau
Regenerasi Karbon Aktif yang Telah Dipakai
1. Pemanasan (thermal regeneration)
Keringkan karbon aktif yang telah digunakan sampai suhu 100 – 110oC (373 – 383 K) untuk penguapan air, lalu dipanasi sampai dengan 727oC (1000 K) untuk mengusir zat-zat organik yang ada. Untukmengusir residu/kotoran yang terkarbonasi dipasankan sampai dengan 827 – 927oC (1100 – 1200 K).
2. Desorpsi Kimiawi
Zat organik yang terjerap di dalam karbon aktif dicuci dengan methanol atau dengan asam.

Pembuatan Karbon Aktif dari Ampas Tebu

Karbonasi:
Dipanasi 400oC selama 1 jam dengan dialiri gas N2 dengan kecepatan 100 cm3/menit.
Pengaktifan:
Dipanasi 800oC selama 2 jam dengan dialiri steam dengan kecepatan 0,625 cm3/menit.
Hasil: surface area/luar permukaan = 719 m2/g.
Dengan mengubah-ubah kondisi operasi pembuatan karbon aktif dari ampas tebu, surface area yang dihasilkan dapat mencapai 1394 m2/g.

Pembuatan Jahe Merah Instan

1. Pendahuluan

a. Dasar Teori

Jahe (Zingiber officinale), adalah tanaman rimpang yang sangat populer sebagai rempah-rempah dan bahan obat. Rimpangnya berbentuk jemari yang menggembung di ruas-ruas tengah. Rasa dominan pedas disebabkan senyawa keton bernama zingeron. Jahe termasuk suku Zingiberaceae (temu-temuan). Nama ilmiah jahe diberikan oleh William Roxburgh dari kata Yunani zingiberi, dari bahasaSansekerta, singaberi.

Jahe diperkirakan berasal dari India. Namun ada pula yang mempercayai jahe berasal dari Republik Rakyat Cina Selatan. Dari India, jahe dibawa sebagai rempah perdagangan hingga Asia Tenggara, Tiongkok, Jepang, hingga Timur Tengah. Kemudian pada zaman kolonialisme, jahe yang bisa memberikan rasa hangat dan pedas pada makanan segera menjadi komoditas yang populer di Eropa. Karena jahe hanya bisa bertahan hidup di daerah tropis, penanamannya hanya bsia dilakukan di daerah katulistiwa seperi Asia Tenggara, Brasil, danAfrika. Saat ini Equador dan Brasil menjadi pemasok jahe terbesar di dunia.

Gambar Jahe Merah

Ciri Morfologis

Batang jahe merupakan batang semu dengan tinggi 30 hingga 100 cm. Akarnya berbentuk rimpang dengan daging akar berwarna kuning hingga kemerahan dengan bau menyengat. Daun menyirip dengan panjang 15 hingga 23 mm dan panjang 8 hingga 15 mm. Tangkai daun berbulu halus.

Bunga jahe tumbuh dari dalam tanah berbentuk bulat telur dengan panjang 3,5 hingga 5 cm dan lebar 1,5 hingga 1,75 cm. Gagang bunga bersisik sebanyak 5 hingga 7 buah. Bunga berwarna hijau kekuningan. Bibir bunga dan kepala putik ungu. Tangkai putik berjumlah dua.

Habitat

Jahe tumbuh subur di ketinggian 0 hingga 1500 meter di atas permukaan laut, kecuali jenis jahe gajah di ketinggian 500 hingga 950 meter.

Untuk bisa berproduksi optimal, dibutuhkan curah hujan 2500 hingga 3000 mm per tahun, kelembapan 80% dan tanah lembab dengan PH 5,5 hingga 7,0 dan unsur hara tinggi. Tanah yang digunakan untuk penanaman jahe tidak boleh tergenang.

Varietas

Terdapat tiga jenis jahe yang populer di pasaran, yaitu:

Jahe gajah/jahe badak

Merupakan jahe yang paling disukai di pasaran internasional. Bentuknya besar gemuk dan rasanya tidak terlalu pedas. Daging rimpang berwarna kuning hingga putih.

Jahe kuning

Merupakan jahe yang banyak dipakai sebagai bumbu masakan, terutama untuk konsumsi lokal. Rasa dan aromanya cukup tajam. Ukuran rimpang sedang dengan warna kuning.

Jahe merah

Jahe jenis ini memiliki kandungan minyak asiri tinggi dan rasa paling pedas, sehingga cocok untuk bahan dasar farmasi dan jamu. Ukuran rimpangnya paling kecil dengan warna merah.dengan serat lebih besar dibanding jahe biasa.

Jahe merah (Zingiber officinale Roxb. var Rubra.) atau Zingiberaceae Officinale Roscoe atau Zingiberaceae Officinale Rose adalah tanaman herba semusim, tegak, tinggi 40-50 cm. Batang semu, beralur, membentuk rimpang, warna hijau. Daun tunggal, bentuk lanset, tepi rata, ujung runcing, pangkal tumpul, warna hijau tua. Bunga majemuk, bentuk bulir, sempit, ujung runcing, panjang 3,5-5 cm, lebar 1,5-2 cm, mahkota bunga bentuk corong, panjang 2-2,5 cm, warna ungu. Buah kotak, bulat panjang, warna cokelat.

Kebanyakan literatur yang ditulis tentang jahe merah tercampur dengan jahe putih (jahe gajah) dan jahe kuning (jahe yang biasa dipakai untuk masakan)

Hal tersebut tidak terlalu mengherankan mengingat ketiga macam jenis jahe tersebut mempunyai nama latin yang hampir sama yaitu sama-sama diawali dengan Zingiberaceae Officinale. Selain itu, ketiga jenis jahe tersebut memiliki kandungan yang hampir sama tapi dengan konsentrasi yang berbeda.

KLASIFIKASI : Jahe merah disebut Zingiberofficinale Linn.var. rubrum termasuk ke dalam spesies jahe atau Zingiber officinale Rosc. Dikenal dengan nama daerah; halia barah, halia udang atau jahe sunti.

SIFAT KIMIAWI : Tumbuhan ini kaya dengan berbagai kandungan kimia yang sudah diketahui, a. l: gingerol & minyak terbang; limonene, 1,8cineole, 10-dehydrogingerdione, 6-gingerdione, alpha-linolenic acid, arginine, asparic, betha-sitosterol, caprilic-acid, capsaicin, chorogenic acid, farnesal, farnese, farnesol.

EFEK FARMAKOLOGIS : Tumbuhan ini bersifat pedas, merangsang selaput lendir perut besar dan usus, mengurangi rasa sakit. Memperkuat khasiat obat lain yang dicampurkan.

Efek zat aktif : Limonene dan Caprylic-acid (rimpang); menghambat jamur candida albicans, antikholinesterase, obat flu. 1,8cineole, (rimpang); mengatasi ejakulasi dini, anestetik, antikholinesterase, perangsangaktifitas syaraf pusat, merangsang ereksi, merangsang keluarnya keringat, penguat hepar. 10-dehydrogingerdione (rimpang) penekan prostagladin, 10-gingerdione (rimpang); penekan prostaglandin, 6-gingerdion, penekan prostaglandin. 6 gingerol (rimpang);merangsang keluarnya ASI, penghambat enzim siklo oksigense, penekanprostaglandin, Alpha-linolenic-acid (rimpang); anti pendarahan diluar haid, merangsangkekebalan tubuh, merangsang produksi getah bening. Arginine (rimpang); mencegah kemandulan memperkuat daya tahan sperma. Aspartic acid (rimpang); perangsang syaraf, penyegar, Betha-sitosterol (rimpang); merangsang hormon androgen, menghambat hormon estrogen, mencegahhiper-lipoprotein, melemahkan potensi sperma, bahan baku obat steroid. Capsaicin (seluruh tanaman); merangsang ereksi, penghambat keluarnya enzim 5-lipoksigenase, dansiklo-oksigenase, meningkatkan kelenjar endoktrin. Chlorogenicacid (seluruh tanaman), Farnesal (rimpang); mencegah proses penuaan, merangsang regenerasi sel kulit. Farnesol (rimpang) bahan penwangi, parfum, merangsang regenerasi sel.

Khasiat Dari Jahe Merah

Dalam pengobatan tradisional China Jahe merah digunakan secara luas dalam pengobatan tradisional China. Dikatakan bahwa ia adalah pengobatan Yang dan sangat mendukung limpa kecil, perut/lambung dan ginjal (terutama untuk pria dan juga diklasifikasikan sebagai aphrodisiac/zat perangsang dan pengobatan yang baik untuk impotensi)

Dalam pengobatan Arab Jahe merah dikatakan sebagai panas dalam derajat kedua dan lembab dalam derajat kesatu. Ia menghangatkan dan mempunyai efek melembutkan perut, juga berguna bagi tubuh terhadap masalah pencernaan seperti kembung, keracunan makanan, dan sembelit.

Dalam pengobatan Barat Jahe merah memegang peranan penting dalam dunia pengobatan Barat seperti halnya dalam dunia pengobatan Timur (China, Jepang dan India) Ia bisa digunakan sendirian atau sebagai bahan campuran dalam resep herbal dan juga dipakai sebagai “penyembuhan koreksi” terhadap efek yang tidak diinginkan dari tumbuhan lain. Telah dibuktikan dalam riset terakhir bahwa jahe merah mempunyai kandungan yang unik yang dapat membantu pengobatan lain menjadi lebih baik diterima dan diserap tubuh.

Walaupun jahe merah tidak pernah diteliti dalam pengobatan asma, menurut DR. Suwijiyo Pramono, ahli fitofarmaka dari Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, kemungkinan rasa hangat karena kandungan minyak asiri itulah yang menyebabkan rasa lega bagi penderita asma.

“Pada dasarnya jahe merah tidak memiliki kandungan zat yang bersifat bronko splasmolitika (zat pelega saluran napas). Kemungkinan lain efek antihistamin pada jahe yang menyebabkan asma mereda,” tutur doktor fitokimia lulusan Universite Toulose Perancis itu.

Namun, bagi Anda penderita asma sekaligus maag, sebaiknya menghindari konsumsi jahe merah. “Karena gingerolnya bisa bikin lambung panas dan iritasi,” ujar dosen Fakultas Farmasi UGM ini.

b. Latar Belakang

Masyarakat sebenarnya, sudah tahu bahkan sudah merasakan wedang jahe, wedang ronde, bandrek, bajigur, Jahe Aren, akan tetapi cara pembuatan, komposisi, dan nilai ekonomis sebagai peluang pendapatan belum dipahami sepenuhnya. Sebenarnya masyarakat yang maju adalah masyarakat yang produktif bukan konsumtif (pengguna). Masyarakat pengguna adalah masyarakat yang harus banyak uang. Negara yang maju ditunjang oleh masyarakat yang maju, masyarakat yang maju diawali oleh individu-individu yang maju yaitu yang produktif, selektif dan inovatif.

Kebutuhan hidup masyarakat di abad yang serba instan, menuntut kebutuhan yang serba instan, praktis, ekonomis, mudah dan bermanfaat. Dalam pelatihan jahe instan ini kita coba membuat minuman Tradisioanl Alami yang penggunanya menjadi praktis, ekonomis, mudah dan bermanfaat bagi pengguna ( Jahe Instan ), yang semakin diminati karena tanpa bahan kimia buatan.

Jahe dapat menjadi nilai ekonomis yang tinggi dan sumber pendapatan masyarakat pedesaan (pegunungan) apa bila dapat menyulap menjadi produk instan.

Jahe adalah tanaman rimpang yang mudah ditanam sangat populer sebagai rempah-rempah tanaman obat yang bermanfat bagi kesehatan di antaranya :

1) Merangsang hormon adrenalin

2) Memperlebar pembuluh darah

3) Menghangatkan badan

4) Menurunkan tensi darah

5) Mencegah penggumpalan darah (stroke)

6) Menurunkan kolesterol

7) Membantu mengobati flu dan batuk

8) Sesak napas (asma)

9) Meringankan pegel linu, reumatik

10) Sakit kepala

11) Perut mules

12) Melegakan tenggorokan

Begitu banyak manfaat jahe bagi kesehatan maka anda akan senang menkosumsi Jahe Instan di banding minuman instan yang menggunakan kimia buatan.

2. Langkah Kerja

a. Bahan Yang Digunakan :

1) Jahe Merah 300 gr

2) Gula Pasir 1,2 Kg ( 300 gr x 4 )

3) Cengkeh 3 Biji

4) Kayu Manis (dicuci terlebih dahulu)

5) Merica

6) Aquades

b. Alat Yang Digunakan :

1) Pisau

2) Parutan

3) Kompor (Yang Digunakan Kompor Listrik)

4) Pengaduk

5) Plastik Pengemas

6) Sendok Kecil

c. Langkah-Langkah Pembuatan

1) Rimpang jahe dicuci bersih, dikupas, kemudian diparut.

2) Hasil parutan diperas tanpa air. Setelah Kemudian ampasnya ditambahkan air 100 ml dan diperas lagi.

3) Air hasil perasan jahe dimasukkan ke dalam panci, kemudian dipanaskan dengan menggunakan kompor listrik.

4) Masukkan kayu manis yang sudah dicuci kedalam panci yang sedang dipanaskan.

5) Masukkan cengkeh dan kemiri yang sudah dihancurkan

6) Setelah mendidih masukkan gula 1200 ml ke dalam panci, sambil terus diaduk sampai mengental.

7) Setelah mendidih dan mengental, kompor dimatikan dan panci diangkat. Kemudian diaduk sampai airnya mengering dan menjadi bubuk.

8) Jahe bubuk siap dimasukkan ke dalam plastik kemasan menggunakan sendok kecil.

Pembuatan Teh, Jam dan Selai dari Bunga Sepatu

DASAR TEORI

Kembang sepatu (Hibiscus rosa-sinensis L.) adalah tanaman semak suku Malvaceae yang berasal dari Asia Timur dan banyak ditanam sebagai tanaman hias di daerah tropis dan subtropis. Bunga besar, berwarna merah dan tidak berbau. Bunga dari berbagai kultivar dan hibrida bisa berupa bunga tunggal (daun mahkota selapis) atau bunga ganda (daun mahkota berlapis) yang berwarna putih hingga kuning, oranye hingga merah tua atau merah jambu.Di Sumatera dan Malaysia, kembang sepatu disebut bunga raya. Bunga ini ditetapkan sebagai bunga nasional Malaysia pada tanggal 28 Juli 1960. Orang Jawa menyebutnya kembang worawari.

Deskripsi

Bunga terdiri dari 5 helai daun kelopak yang dilindungi oleh kelopak tambahan (epicalyx) sehingga terlihat seperti dua lapis kelopak bunga. Mahkota bunga terdiri dari 5 lembar atau lebih jika merupakan hibrida. Tangkai putik berbentuk silinder panjang dikelilingi tangkai sari berbentuk oval yang bertaburan serbuk sari. Biji terdapat di dalam buah berbentuk kapsul berbilik lima.

Pada umumnya tinggi tanaman sekitar 2 sampai 5 meter. Daun berbentuk bulat telur yang lebar atau bulat telur yang sempit dengan ujung daun yang meruncing. Di daerah tropis atau di rumah kaca tanaman berbunga sepanjang tahun, sedangkan di daerah subtropis berbunga mulai dari musim panas hingga musim gugur.

Bunga berbentuk terompet dengan diameter bunga sekitar 5 cm. hingga 20 cm. Putik (pistillum) menjulur ke luar dari dasar bunga. Bunga bisa mekar menghadap ke atas, ke bawah, atau menghadap ke samping. Pada umumnya, tanaman bersifat steril dan tidak menghasilkan buah.

Tanaman berkembang biak dengan cara stek, pencangkokan, dan penempelan.

Kembang sepatu banyak dijadikan tanaman hias karena bunganya yang cantik. Bunga digunakan untuk menyemir sepatu di India dan sebagai bunga persembahan. Di Tiongkok, bunga yang berwarna merah digunakan sebagai bahan pewarna makanan. Di Indonesia, daun dan bunga digunakan dalam berbagai pengobatan tradisional. Kembang sepatu yang dikeringkan juga diminum sebagai teh.

Di Okinawa, Jepang digunakan sebagai tanaman pagar. Di bagian selatan Okinawa, tanaman ini disebut Gushōnu hana bunga kehidupan sesudah mati) sehingga banyak ditanam di makam.

PEMBAHASAN

Pembuatan jam dari bunga sepatu dilakukan dengan pengambilan kelopak bunga pada bunga sepatu yang ada yang dapat dilakukan dengan menggunakan tangan sesudah disterilkan atau mencuci tangan. Penimbangan kelopak bunga dilakukan sesudah bahan dirasa cukup, pengambilan materi diperkirakan sebanyak 50 gram untuk kebutuhan 50 gram. Penimbangan dilakukan dengan menggunakan timbangan buah dengan kapasitas 1,5 kg.

Penambahan sepucuk sendok makan maizena dilakukan untuk menambah cita rasa yang ada serta untuk menambahkan sifat kalis dan lengket pada adonan. Penambahan ini dilakukan pada waktu semua bahan sudah masuk di dalam blender.

Sesudah semua bahan masuk dan dilanjutkan dengan kegiatan memblender, dengan penambahan air secukupnya. Yang terakhir adalah penuangan hasil blender pada loyang dan pemasakan/ penggodokan bahan sampai menjadi kental dan kalis, sehingga warna dan bentuk yang ada adalah jam bunga sepatu. Secara singkat dapat dituliskan sebagai berikut;

Pembuatan jam dari bunga sepatu

1. Ambil Kelopak bunga sepatu

2. Timbang 50 gram, kemudian dicuci bersih.

3. Ditambah sepucuk sendok makan maizena

4. Diblender, dengan penambahan air

5. digodog

Bahan-bahan

1. Bunga sepatu

2. Tepung maizena

3. Air

4. Gula pasir

5. Air jeruk nipis

6. Garam

7. Vanili

8. Roti tawar

Alat-alat

1. Oven

2. Penggorengan

3. Blender

4. Panci

5. Timbangan

6. Pengaduk/sendok

7. Botol mulut lebar

8. Plastic pengemas

Cara pembuatan teh bunga sepatu

1. Mengambil mahkota bunga sepatu dan mebersihkanya dengan air.

2. Mengukus mahkota bunga sepatu selama 5 menit.

3. Mentiriskan kemudian mengeringkan dalam oven 100OC selama 10 menit.

4. Teh siap untuk diseduh dengan penambahan gula sesuai selera atau dikemas dalam wadah yang tertutup rapat.

Cara pembuatan jam bunga sepatu

1. Memblender 250 g mahkota bunga dengan air dan 1 sendok makan tepung maizena hingga halus, angkat dan tuangkan dalam panci, tambahkan 150 g gula dan air.

2. Memasak adonan hingga mendidih, masukan jeruk nipis sesuai selera (mengubah warna menjadi merah), sendok teh pasta vanili dan sendok teh garam.

3. Memasak hingga tekstur mengental.

4. Jam siap disajikan dengan cara dioleskan pada roti tawar atau disimpan dalam botol mulut lebar.

Catatan :

Pada pembuatan selai, bahan bakunya diblender lalu disaring untuk diambil sarinya (air hasil saringan), sedangkan proses selanjutnya sama dengan pembuatan jam, tetapi tidak menggunakan air jeruk nipis

1. Pembahasan

a. Teh bunga sepatu

Berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa teh bunga sepatu yang telah dibuat mempunyai warna merah muda keunguan, struktur tipis dan rapuh, berbau harum wangi, rasa tawar. Perubahan warna terjadi pada bunga sepatu setelah dikeringkan yaitu dari awalnya berwarna merah muda menjadi merah muda keunguan dan agak pucat. Selain itu bunga yang sudah dikeringkan jauh lebih lunak dan rapuh dibandingkan dengan yang masih segar, serta terjadi penyusutan yang cukup besar dari ketebalan lapisan bunga. Berbeda teksturnya dengan bentuk teh yang lainya yang jika diseduh masih tersisa ampas yang banyak, teh bunga sepatu sebagian bagianya akan larut dengan air sehingga ampasnya lebih sedikit. Warna teh dari bunga sepatu hampir seperti teh hijau yaitu coklat kehijauan dan tidak pekat. Proses pemanasan yang terdapat pada pembuatan teh bunga sepatu pada suhu 70oC bertujuan supaya kandungan nutrisi yang terkandung di dalam bunga tidak rusak karena masih dibawah suhu lisis dari nutrisi di dalam bunga.

b. Teh bunga rosella

Berdasarkan hasil percobaan menunjukan bahwa hasil pembuatan teh dari rosella mempunyai warna merah kehitaman jika dibandingkan dengan produk dari kembang sepatu dan rasa lebih asam. Perubahan warna sangat mencolok antara bunga rosella mentah dengan yang sudah jadi teh yaitu bunga mentah berwarna merah hati pekat namun setelah jadi teh warnaya merah kehitaman. Tekstur dari bunga yang telah dikeringkan jauh lebih keras dan ulet dibandingkan yang masih segar. Rasa yang asam pada teh rosella menunjukan bahwa pemanasan yang dilakukan tidak begitu banyak merusak kandungan vitamin C yang terdapat di dalamnya. Rasa tersebut menunjukan bahwa kandungan vitamin pada teh rosella masih sangat tinggi. Pemanasan yang dilakukan tidak merusak kandungan nutrisi didalam bunga karena proses pemanasan yang terdapat pada pembuatan teh bunga rosella hanya pada suhu 70oC, yaitu dibawah suhu lisis dari nutrisi di dalam bunga.

c. Selai bunga sepatu

Hasil percobaan menunjukan bahwa selai yang telah dibuat mempunyai ciri warna merah cerah, struktur produk lebih encer dan rasanya manis keasaman. Warna merah cerah yang terdapat pada selai disebabkan oleh penambahan air jeruk nipis, namun penambahan ini menyebabkan rasa selai menjadi sedikit asam. Tekstur selai sangat lunak dan cenderung lebih encer karena ketika diblender bunga sepatu dapat hancur secara sempurna mengingat pada bagian bunga tidak terdapat serat yang keras. Pada proses pemblenderan dilakukan bersamaan tepung maizena bertujuan supaya tepung dapat tercampur secara homogen. Selama proses pembuatanya dilakukan penambahan gula, garam dan vanili bertujuan untuk menambah cita rasa dan aroma dari selai yang dibuat.

d. Selai bunga rosella

Hasil percobaan pembuatan selai dari bunga rosella menunjukan bahwa selai yang telah dibuat mempunyai warna merah pekat, rasa manis keasaman dan struktur terasa pekat. Struktur selai yang cenderung lebih pekat disebabkan oleh tekstur dari bunga yang mempunyai serat yang cukup banyak sehingga pada saat diblender tidak bisa halus secara sempurna Pada proses pemblenderan dilakukan bersamaan tepung maizena bertujuan supaya tepung dapat tercampur secara homogen. Warna merah pekat pada selai rosella hampir sama dengan warna daun yang masih segar dan pada proses pembuatanya tidak dilakukan penambahan air jeruk nipis sehingga warnanya tidak berubah. Penambahan air jeruk nipis tidak dilakukan karena secara alami rasa dari bunga rosella sudah asam sehingga jika ditambah air jeruk rasanya semakin asam. Selama proses pembuatanya dilakukan penambahan gula, garam dan vanili bertujuan untuk menambah cita rasa dan aroma dari selai yang dibuat, serta untuk mengurangi rasa asam dari rasa alami bunga rosella.

A. Kesimpulan

1. Pembuatan teh dan selai baik dari bahan bunga sepatu maupun bunga rosella dapat dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana.

2. Kualitas, rasa dan tekstur dari teh dan selai yang telah dibuat sangat dipengaruhi oleh ketepatan dalam proses pembuatanya.

3. Teh dan selai yang terbuat dari bunga rosella rasanya lebih asam dibandingkan dari bunga sepatu.

4. Berbagai bahan tambahan seperti gula, vanili dan garam dapat ditambahkan dalam pembuatan selai bunga rosella untuk menambah citarasa dan aroma.

5. Teh dan selai yang dihasilkan dari bunga rosella lebih asam dibandingkan dengan yang berbahan dari bunga sepatu.

Pembuatan Nata De Coco dari Air Kelapa Tua dan Pengujian Kadar Glukosa

Laporan Praktikum

BAB I

PENDAHULUAN

A. Tinjauan Pustaka

Pemberdayaan masyarakat dalam sektor ekonomi melalui pemanfaatan limbah bahan makanan menjadi produk yang lebih berguna dan memiliki nilai jual lebih tinggi patut digalakkan. Di antaranya adalah pembuatan nata dari bahan-bahan limbah makanan. Limbah yang dapat digunakan sebagai bahan pembuatan nata haruslah yang mengandung glukosa cukup bagi pertumbuhan bakteri yang kelak akan mengubahnya menjadi serat yang layak dikonsumsi. Pada praktikum kali ini digunakan air kelapa tua sebagai bahan baku dan hasilnya di pasaran dikenal sebagai nata de coco.

Nata de coco adalah makanan yang banyak mengandung serat selulosa kadar tinggi yang bermanfaat bagi kelancaran pencernaan kita. Makanan ini berbentuk padat, kokoh, kuat, putih, transparan, dan kenyal dengan rasa mirip kolang-kaling. Produk ini banyak digunakan sebagai pencampur es krim, coktail buah, sirup, dan makanan ringan lainnya. Kandungan kalorinya yang rendah, sangat tepat dikonsumsi sebagai makanan diet. Penambahan vitamin dan mineral akan mempertinggi nilai gizi nata de coco.

Nata de coco merupakan jenis makanan hasil fermentasi oleh bakteri Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum dalam pertumbuhan dan aktivitasnya membentuk nata memerlukan suatu media yang tepat memiliki kandungan komponen-komponen yang dibutuhkan sehingga produksi nata yang dihasilkan dapat secara optimal.

Komponen media nata yang dibutuhkan sebagai syarat media nata antara lain memiliki sumber karbon dapat berupa gula, sumber nitrogen dapat berupa penambahan urea atau ZA, mineral dan vitamin yang mendukung pertumbuhan bakteri acetobacter xylinum. Pada fermentasi nata kondisi lingkungan juga sangat berpengaruh karena bakteri acetobacter xylinum memiliki kondisi optimum lingkungannya untuk tumbuh baik itu suhu, pH, cahaya, oksigen dan lain-lainnya.

1. Air Kelapa

Air kelapa merupakan salah satu bagian dari buah kelapa yang mengandung sedi-kit karbohidrat, protein, lemak dan beberapa mineral. Bergantung kepada umur buah, se-tiap butir kelapa mengandung air sekitar 230-300 ml. Adapun air kelapa tua memiliki kandungan nutrisi yang baik bagi pertumbuhan Acetobacter xylium. Kandungan tersebut (per 100 gram) antara lain :

Protein (g) 0,14

Lemak (g) 1,50

Karbohidrat (g) 4,60

Kalsium (mg) 15,00

Phosfor (mg) 0,50

Besi (mg) 0,20

Vitamin C (mg) 1,00

Air (g) 91,50

Air kelapa yang digunakan dalam pembuatan nata harus berasal dari kelapa yang masak optimal, tidak terlalu tua atau terlalu muda. Bahan tambahan yang diperlu-kan oleh bakteri antara lain karbohidrat sederhana, sumber nitrogen, dan asam asetat. Pada ummumnya senyawa karbohidrat sederhana dapat digunakan sebagai suplemen pembuatan nata de coco, Di antaranya adalah senyawa-senyawa maltosa, sukrosa, lakto-sa, fruktosa dan manosa. Dalam hal ini sukrosa merupakan senyawa yang paling ekonomis digunakan dan paling baik bagi pertumbuhan dan perkembangan bibit nata.

2. Nata de Coco

Nata de coco merupakan hasil fermentasi air kelapa dengan bantuan mikroba Acetobacter xylinum, yang berbentuk padat, berwarna putih, transparan, berasa manis dan bertekstur kenyal. Selain banyak diminati karena rasanya yang enak dan kaya serat, pembuatan nata de coco pun tidak sulit dan biaya yang dibutuhkan tidak banyak sehing-ga dapat sebagai alternatif usaha yang dapat memberikan keuntungan.

Adapun dari segi warna yang paling baik digunakan adalah sukrosa putih. Sum-ber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organik, seperti misalnya protein dan ekstrak yeast, maupun nitrogen anorganik seperti misalnya ammonium fosfat, urea, dan ammonium sulfat. Na-mun, sumber nitrogen anorganik sangat murah dan fungsinya tidak kalah jika diban-dingkan dengan sumber nitrogen organik. Bahkan di antara sumber nitrogen anorganik ada yang mempunyai sifat lebih yaitu ammonium sulfat. Kelebihan yang dimaksud ada-lah murah, mudah larut, dan selektif bagi mikroorganisme lain.

Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk menurunkan pH atau meningkat-kan keasaman air kelapa. Asam asetat yang baik adalah asam asetat glacial (99,8%). Se-lain asam asetat, asam-asam organik dan anorganik lain bisa digunakan.

Nata yang dihasilkan tentunya bisa beragam kualitasnya. Kualitas yang baik a-kan terpenuhi apabila air kelapa yang digunakan memenuhi standar kualitas bahan nata, dan prosesnya dikendalikan dengan cara yang benar berdasarkan pada faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitas Acetobacter xylinum yang digunakan. Apabila rasio antara karbon dan nitrogen diatur secara optimal, dan prosesnya terkontrol dengan baik, maka semua cairan akan berubah menjadi nata tanpa meninggalkan residu.

Proses pembuatan nata de coco sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor. Hal ini berhubungan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi acetibacter xylium sebagai bak-teri untuk proses fermentasi air kelapa. Pertumbunan acetobacter xylium tersebut dipe-ngaruhi oleh oksigen, pH, suhu, dan nutrisi. Faktor-faktor inilah yang harus diperhatikan untuk memperoleh nata de coco yang berkualitas baik. Di samping itu, selama pembuat-an sangat diperlukan ketelitian dan sterilitas alat bahkan harus dihindari kontak dengan udara langsung. Perlakuan demikian guna mencegah kontaminasi bakteri lain yang ber-sifat pathogen.

Menurut penelitian dari Balai Mikrobiologi, Puslitbang Biologi LIPI, di dalam 100 gram nata de coco terkandung nutrisi, antara lain : kalori 146 kal; lemak 20 g; karbohidrat 36,1 mg; Ca 12 mg; Fosfor 2 mg; dan Fe 0,5 mg.

3. Mikroorganisme Penghasil Selulosa

Mikroorganisme yang telah lama dikenal sebagai penghasil selulosa adalah dari golongan bakteri terutama Acetobacter. Menurut Breed et al (1957), spesies Acetobacter yang telah dikenal antara lain Acetobacter aceti, Acetobacter orleansis, Acetobacter liquefaciens dan Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum merupakan bakteri berben-tuk batang pendek, yang mempunyai panjang 2 mikron dan lebar , micron, dengan per-mukaan dinding yang berlendir. Bakteri ini membentuk rantai pendek dengan satuan 6-8 sel. Bersifat ninmotil dan dengan pewarnaan Gram menunjukkan Gram negative.

Bakteri ini tidak membentuk endospora maupun pigmen. Pada kultur sel yang masih muda, individu sel berada sendiri-sendiri dan transparan. Koloni yang sudah tua membentuk lapisan menyerupai gelatin yang kokoh menutupi sel koloninya. Pertumbu-han koloni pada medium cair setelah 48 jam inokulasi akan membentuk lapisan pelikel dan dapat dengan mudah diambil dengan jarum oase.

Bakteri ini dapat membentuk asam dari glukosa, etil alkohol, dan propel alko-hol, tidak membentuk indol dan mempunyai kemampuan mengoksidasi asam asetat men-jadi CO2 dan H2O. Sifat yang paling menonjol dari bakteri itu adalah memiliki kemam-puan untuk mempolimerisasi glukosa sehingga menjadi selulosa, selanjutnya selulosa tersebut membentuk matrik yang dikenal sebagai nata. Factor lain yang dominan mem-pengaruhi sifat fisiologi dalam pembentukan nata adalah ketersediaan nutrisi, derajat ke-asaman, temperatur, dan ketersediaan oksigen.

Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan sel. Pertumbuhan sel ini didefinisikan sebagai pertumbuhan secara teratur semua komponen di dalam sel hidup. Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami beberapa fase pertumbuhan sel yaitu fase adap-tasi, fase pertumbuhan awal, fase pertumbuhan eksponensial, fase pertumbuhan lambat, fase pertumbuhan tetap, fase menuju kematian, dan fase kematian.

Apabila bakteri dipindah ke media baru maka bakteri tidak langsung tumbuh melainkan beradaptasi terlebih dahulu. Pada fase terjadi aktivitas metabolisme dan pem-besaran sel, meskipun belum mengalami pertumbuhan. Fase pertumbuhan adaptasi dica-pai pada 0-24 jam sejak inokulasi. Fase pertumbuhan awal dimulai dengan pembelahan sel dengan kecepatan rendah. Fase ini berlangsung beberapa jam saja dan fase eksponen-sial dicapai antara 1-5 hari. Pada fase ini bakteri mengeluarkan enzim ektraselulerpoli-merase sebanyak-banyaknya untuk menyusun polimer glukosa menjadi selulosa (matrik nata). Fase ini sangat menentukan kecepatan suatu strain Acetobacter Xylinum dalam membentuk nata.

Fase pertumbuhan lambat terjadi karena nutrisi telah berkurang, terdapat meta-bolic yang bersifat racun yang menghambat pertumbuhan bakteri dan umur sel sudah tua. Pada fase in pertumbuhan tidak stabil, tetapi jumlah sel yang tumbuh masih lebih banyak disbanding jumlah sel mati.Fase pertumbuhan tetap terjadi keseimbangan antara sel yang tumbuh dan yang mati. Matrik nata lebih banyak diproduksi pada fase ini. Fase menuju kematian terjadi akibat nutrisi dalam media sudah hampir habis. Setelah nutrisi habis, maka bakteri akan mengalami fase kematian. Pada fase kematian sel dengan cepat mengalami kematian. Bakteri hasil dari fase ini tidak baik untuk strain nata.

Adanya sukrosa pada air kelapa dimanfaatkan oleh bakteri ini sebagai sumber energy ataupun sumber karbon untuk membentuk senyawa metabolit berupa selulosa. Dimulai dari bagian permukaan media cair tersebut bakteri akan tumbuh membentuk lapisan selulosa berwarna putih yang makin lama makin tebal dan disebut nata. Senyawa pendukung pertumbuhan dan mineral pada air kelapa akan membantu pertumbuhan bakteri dan aktifitas enzim kinase dalam sel Azetobacter xilinum untuk menghasilkan nata de coco.

BAB II

PROSEDUR PRAKTIKUM

2.1. Alat dan Bahan

Alat :

- Saringan tepung, untuk menyaring air kelapa sebagai bahan baku.

- Panci alumunium, sebagai wadah mendidihkan dan mencampur.

- Gelas ukur, untuk mengukur volume bahan baku.

- Pengaduk, untuk mengaduk.

- Neraca/timbangan, untuk menimbang gula pasir.

- Kompor, sebagai pemanas.

- Nampan fermentasi, sebagai wadah penyimpanan selama fermentasi berlangsung.

- Botol syrup gelas, sebagai wadah penyimpan starter.

- Kertas Koran, untuk penutup larutan agar tercegah kontak langsung dengan udara luar.

- Karet gelang, Untuk pengikat kertas penutup.

Bahan :

- Air kelapa tua, 1000 ml

- Gula pasir, 10 % dari air kelapa = 100 g

- Asam cuka, 5 % dari air kelapa = 50 ml.

- Pupuk ZA, 0,1 % dari air kelapa = 1 g

- Garam Inggris, sepucuk sendok teh.

2.2. Langkah Kerja

2.2.1. Penentuan Kadar Karbohidrat

Analisis kwalitatif karbohidrat air kelapa tua

- Uji Molish

Ke dalam tabung reaksi berisi 2 ml larutan sampel ditambahkan 5 tetes reagen Molish . Kemudian ditambahkan H2SO4 pekat melalui dinding tabung.

Amati terbentuknya cincin ungu yang berarti sampel mengandung karbohidrat.

- Uji Benendict

Ke dalam tabung reaksi ditambahkan 8 tetes larutan sampel yang mengandung 5 ml reagen Benedict. Kemudian tabung ditempatkan dalam pemanas dan dididihkan selama 3 menit.

Biarkan pada suhu kamar, amati terbentuknya endapan merah bata yang berarti menunjukkan adanya gula pereduksi dalam sampel.

Analisis kwantitatif karbohidrat air kelapa tua dengan metode Luff Schoorl

1. Diambil 2 ml air kelapa tua tersaring dalam erlenmeyer, tambahkan 10 ml Luff Schoorl dan 10 ml aquades.

2. Dibuat juga larutan blanko sebagai pembanding, yakni aquades, 2 ml dan 10 ml aquades ditambah 10 ml Luff Schoorl.

3. Kedua larutan dididihkan selama 2 menit .

4. Didinginkan cepat-cepat dan ditambahkan 6 ml KI 20%

5. Dengan hati-hati tambahkan 10 ml H2SO4 26,5% melalui dinding Erlenmeyer.

6. Yodium yang dibebaskan dititrasi dengan larutan Na2S2O3 menggunakan indicator amylum sebanyak 1 – 2 tetes. (Amylum ditambahkan ketika titrasi hampir berakhir agar perubahan warna terlihat jelas).

7. Dengan melihat selisih titrasi sampel dengan titrasi blanko dan mencocokkan dengan tabel maka akan dapat dihitung kadar sukrosa dalam sampel.

2.2.2. Persiapan Substrat

1. Air kelapa tua sebagai bahan baku (BB)disaring dan diambil sebanyak 1000 ml.

2. Panaskan hingga mendidih .

3. Tambahkan gula pasir 10 % BB = 100 g

4. Tambahkan garam inggris 1 pucuk sendik the.

5. Tambahkan pupuk ZA 1 pucuk sendok the.

6. Tambahkan cuka dapur 5 % BB = 50 ml.

7. Angkat dan dinginkan dengan tetap tertutup.

8. Tuangkan larutan hasil ke dalam botol, segera tutup kembali.Kelak ini dipakai sebagai starter bagi pembuatan nata berikutnya.

9. Tuangkan larutan hasil ke dalam cawan yang telah disteril setinggi 1 cm. segera tutup dengan kertas Koran. Substrat telah siap untuk proses fermentasi.

2.2.3. Penyiapan Starter

1. Larutan hasil pada langkah 7 di atas, dituangkan ke dalam botol yang telah disteril. Tutup dengan kertas Koran untuk mencegah kontak dengan udara langsung, biarkan untuk didinginkan.

2. Tambahkan larutan starter sebanyak 10% .

3. Media diinkubasi pada suhu kamar selama 7 hari dalam keadaan tertutup kertas koran dan dijaga tanpa goncangan.

2.2.4. Fermentasi Pembuatan Nata de Coco dengan penambahan Gliserol.

1. Pada larutan substrat dari langkah 8 di atas, ditambahkan 1% gliserol kemudian ditutup lagi dengan kertas Koran.

2. Setelah dingin, ditambahkan larutan starter sebanyak 10%.

3. Media diinkubasi pada suhu kamar selama 7 hari dalam keadaan tertutup kertas koran dan dijaga tanpa goncangan.

2.2.5. Pemanenan

Setelah 7-15 hari natar siap dipanen. Hasil yang baik memiliki ciri penampakan permukaan rata halus dan tebal tak ada air yang tesisa.

1. Angkat dan cuci dengan air mengalir hingga tidak lagi terasa licin.

2. Lembaran nata dipotong-potong berbentuk kubus 1 x 1 cm.

3. Nata direbus hingga mendidih selama 20 menit.

4. Tiriskan dan cuci lagi.

5. Nata direbus lagi selama 20 menit. Hal ini dilakukan sampai nata tidak lagi berasa dan berbau asam.

6. Nata siap dikonsumsi atau dipacking dengan menambahkan air syrup atau zat tambahan lainnya.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Analisis karbohidrat Air Kelapa Tua

Hasil analisa kualitatif dengan metode Molish menunjukkan positif adanya karbohidrat dengan terbentuknya cincin ungu. Uji benedict menunjukkan positif adanya gula pereduksi dengan terbentuknya endapan merah bata. Gambar hasil uji ditunjukkan 3.1.

Berdasarkan uji kuantitatif Luff schoorl dan hasil perhitungan didapatkan kadar karbohidrat air kelapa tua lebih dari 1,515 % b/v. Berikut analisis perhitungan penentuan kadar karbohidrat air kelapa tua:

Volume Na2S2O3 0,1 N yang diperlukan untuk

Titrasi blanko: 12,8 ml

Titrasi sample: 0,5 ml

Selisih volume: 12,3 ml

Berdasarkan tabel pada lampiran , untuk selisih volume lebih besar dari 12 ml, maka kadar sukrosa lebih besar dari 30,3 mg/2 ml sampel atau 15,15 mg/ml.

Kadar sukrosa dalam 100 ml sampel= 15,15 mg/100ml atau 1,515 g/ml. Sehingga kadar karbohidrat air kelapa tua adalah lebih dari 1,515% b/v.

3.2 Proses Pembuatan Nata De Coco

Hasil pembuatan sesuai prosedur kerja menunjukkan starter dapat ditumbuhkan pada air kelapa tua dan secara organoleptik starter yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik yang ditandai dengan warna putih. Starter yang dihasilkan masih mengandung banyak gula yang ditandai dengan adanya semut.

Kualitas nata de coco yang dihasilkan dengan bahan baku air kelapa tua tidak jauh berbeda dengan air kelapa muda. Bahkan mungkin lebih baik dari segi ketebalan dan aroma. Nata de coco yang dihasilkan dari proses fermentasi ditunjukkan gambar 3.2.

BAB IV

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Air kelapa tua dapat digunakan sebagai media pembuatan starter dan bahan baku pembuatan nata de coco.

2. Waktu optimum untuk fermentasi adalah 14 hari.

DAFTAR PUSTAKA

Hasbullah, 2001, Teknologi Tepat Guna Agroindustri Kecil Sumatera Barat, Dewan Ilmu Pengetahuan, Teknologi dan Industri Kecil Sumatera Barat. Jakarta

Sulistyowaty, E. 2009. Petunjuk praktikum Food Technology

Sudarmadji, S., Haryono, B., dan Suhardi., 1997, Prosedur Analisis untuk Bahan makanan dari Pertanian, edisi keempat, Lyberty, Yogyakarta