Promosi

Polyglycerol

Sunday, August 30, 2009 0 comments

Polyglycerols were known since the beginning of the twentieth century. However, it is only in the last decade that high purity products were developed. This led to their increasing use in the form of polyglycerol esters in many food applications.

Polyglycerol esters are non-ionic surfactants that are allowed for food use in many countries. In addition to the stabilization of emulsions, foams, and dispersions, polyglycerol esters can act as aerating agents, dough strengtheners, rheology modifiers, crystal modifiers, anti-spattering agents, beverage clouding agents, humectants, solubilizers, or fat substitutes.

Furthermore, they are biodegradable, biocompatible, and free from ethylene oxide and nitrosamines. Note that Solvay produces Diglycerol and Polyglycerol-3 but not their ester derivatives. For additional information about the composition and unique properties of Solvay Polyglycerols, please refer to our other product and Technical Data Sheets on the web site posted at the bottom of the page.


General properties

Polyglycerol esters have been used as food additives for many years. From the legal point of view, food grade polyglycerol esters are divided in 2 classes: polyglycerol esters of edible fatty acids (E-number: E475, also known as “PGFA”) and polyglycerol polyricinoleate (E-number: E476, also known as “PGPR”).

Depending upon their HLB, polyglycerol esters can act as water-in-oil (W/O) or oil-in-water (O/W) emulsifiers. As mentioned in the “Polyglycerols for ester production” Application Data Sheet, Diglycerol and Polyglycerol-3 esters allow a strong interfacial tension reduction between water and a wide variety of oils. In many systems, they have an even better surface activity than glycerol or homologous polyol esters.3,4

Diglycerol and Polyglycerol-3 esters also form highly stable α-gels in water, while gels produced from glycerol monostearate transform with time into a β-crystal structure called coagel.5,6 The high stability of α-gels is a key advantage of polyglycerol esters in food applications. Indeed, it leads to better emulsification properties and a higher viscosity of the external water phase, resulting in enhanced stabilization of O/W emulsions and foams.

Polyglycerols in Food Applications

The most popular food grade PGFAs are Diglycerol and Polyglycerol-3 monostearates. When mixed with water, these emulsifiers form highly stable α-gels and exhibit α-tending properties. These esters are of special interest, for example in sponge cake technology, where they lead to an optimal stabilization of the batter and a more uniform foam structure.The superior performance of esters based on Solvay polyglycerols is likely due to several reasons: Lower content in glycerol., Lower content in high molecular weight oligomers, Lower content in cyclic byproducts, Indeed, the following results, using fresh gels, show the detrimental effect of cyclic and long chain polyglycerols on cake quality.

Other typical food applications

In addition to the previously described applications, polyglycerol esters can be used in: Whipped products, in which they act as emulsifiers and aerating agents for the manufacture of stable foams with softer textures, Ice creams, to improve foaming, stability and texture,Refined salad and cooking oils, as crystallization inhibitors,Dressings, to improve their freezing and thaw stability,Beverage whiteners, to improve their stability and their dispersibility in coffee,Coatings and glazes, to which they confer improved workability, gloss, gloss life, and stability, Reduced-fat foods, in which they contribute to their stability, texture and mouth-feel, Chewing gums, as softeners and to avoid sticking to teeth.

Plastik Yang Bisa Terurai di Alam (Biodegradable)

Sunday, August 23, 2009 0 comments
Sampah plastik menjadi masalah lingkungan berskala gobal karena plastik tidak dapat terombak dalam lingkungan. Pengembangan bahan plastik biodegradabel merupakan salah satu alternatif untuk memecahkan masalah ini. Di beberapa negara maju sudah ada yang diproduksi secara komersial, seperti poli (hidroksi alkanoat) (PHA), poli (e-kaprolakton) (PCL), poli (butilen suksinat) (PBS), dan poli asam laktat (PLA). Pengembangan bahan plastik biodegradabel menggunakan bahan alam terbarui (renewable resources) sangat diharapkan. Poli (asam laktat) (PLA) menjadi kandidat yang menjanjikan, karena PLA dapat diproduksi dari bahan alam terbarui seperti pati-patian dan selulosa melalui ferementasi asam laktat. Selain daripada itu PLA mempunyai sifat yang mirip dengan plastik konvensional. Indonesia kaya akan sumberdaya alam pati-patian. Pengembangan biodegradabel plastik yang tengah kami lakukan adalah pemanfaatan pati-patian tropis (sagu dan tapioka) melalui teknik blending pelet plastik dan pati, modifikasi pati dan sintesa kimiawi poli asam. Pengujian plastik biodegradabel dilakukan untuk mengetahui kemampuan lingkungan (tanah) Indonesia untuk merombak plastik biodegradabel.

Gambar Plastik Biodegradable dari golongan poliester alifatik

Plastik biodegradabel adalah plastik yang dapat digunakan layaknya seperti plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi hasil akhir air dan gas karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan. Karena sifatnya yang dapat kembali ke alam, plastik biodegradabel merupakan bahan plastik yang ramah terhadap lingkungan. Di Jepang telah disepakati penggunaan nama plastik hijau (GURIINPURA) untuk plastik biodegradabel.

Berdasarkan bahan baku yang dipakai, plastik biodegradabel dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok dengan bahan baku petrokimia dan kelompok dengan bahan baku produk tanaman seperti pati dan selulosa. Yang pertama adalah penggunaan sumberdaya alam yang tidak terbarui (non-renewable resources), sedangkan yang kedua adalah sumber daya alam terbarui (renewable resources). Saat ini polimer plastik biodegradabel yang telah diproduksi adalah kebanyakan dari polimer jenis poliester alifatik. Gambar 2 menunjukkan representatif dari polimer plastik biodegradabel yang sudah diproduksi skala industri.

Poli (e-kaprolakton) (PCL) :
PCL adalah polimer hasil sintesa kimia menggunakan bahan baku minyak bumi. PCL mempunyai sifat biodegradabilitas yang tinggi, dapat dihidrolisa oleh enzim lipase dan esterase yang tersebar luas pada tanaman, hewan dan mikroorganisme. Namun titik lelehnya yang rendah, Tm =60oC, menyebabkan bidang aplikasi PCL menjadi terbatas.

Poli (ß-hidroksi butirat) (PHB) :
PHB adalah poliester yang diproduksi sebagai cadangan makanan oleh mikroorganisme seperti Alcaligenes (Ralstonia) eutrophus, Bacillus megaterium dsb. PHB mempunyai titik leleh yang tinggi (Tm = 180o C), tetapi karena kristalinitasnya yang tinggi menyebabkan sifat mekanik dari PHB kurang baik. Kopolimer poli (b-hidroksi butirat-ko-valerat) (PHB/ V) merupakan kopolimer hasil usaha perbaikan sifat kristalinitas dari PHB. Dalam majalah Scientific America edisi August 2000, Tillman U Gerngros melakukan kajian tentang tingkat keramahan plastik biodegradabel terhadap lingkungan. Dia menyatakan bahwa untuk memproduksi PHB dibutuhkan total energi yang jauh lebih besar dibanding dengan energi yang dibutuhkan untuk memproduksi plastik konvensional seperti polietilen dan polietilen tereftalat. Kenyataannya memang beberapa perusahaan yang memproduksi PHB menghentikan kegiatan produksinya, disebabkan karena mahalnya biaya produksi yang dibutuhkan.

Poli (butilena suksinat) (PBS):
PBS mempunyai titik leleh yang setara dengan plastik konvensional polietilen, yaitu Tm =113o C. Kemampuan enzim lipase dalam menghidrolisa PBS relatif lebih rendah dibandingkan dengan kemampuannya menghidrolisa PCL. Untuk meningkatkan sifat biodegradabilitas PBS, dilakukan kopolimerisasi membentuk poli (butilen suksinat-ko-adipat) (PBS/A). PBS dan PBS/ A memiliki sifat ketahanan hidrolisa kimiawi yang rendah, sehingga tidak dapat diaplikasikan untuk bidang aplikasi lingkungan lembab. Kopolimerisasi PBS dengan poli karbonat menghasilkan produk poliester karbonat yang memiliki sifat biodegradabilitas, ketahanan hidrolisa kimiawi dan titik leleh yang tinggi.

Poli asam laktat (PLA) :
PLA merupakan poliester yang dapat diproduksi menggunakan bahan baku sumberdaya alam terbarui seperti pati dan selulosa melaui fermentasi asam laktat. Polimerisasi secara kimiawi untuk menghasilkan PLA dari asam laktat dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu secara langsung dari asam laktat dan secara tidak langsung melalui pembentukan laktida (dimer asam laktat) terlebih dahulu, dan diikuti dengan polimerisasi menjadi PLA. PLA mempunyai titik leleh yang tinggi sekitar 175o C, dan dapat dibuat menjadi lembaran film yang transparans. Perusahaan-perusahaan besar dunia mulai bergerak untuk memproduksi PLA, seperti Cargill-Dow Chemicals Co. yang akan memproduksi PLA dengan skala 140.000 ton/ tahun dengan memanfaatkan pati jagung. Sedangkan di Jepang, perusahaan Shimadzu Co. dan Mitsui Chemicals Co. juga memiliki plant produksi PLA. Perusahaan Toyota kabarnya juga akan mendirikan plant industri PLA di Indonesia dengan memanfaatkan pati ubi jalar. Tampaknya PLA akan menjadi primadona plastik biodegradabel di masa datang.

Sifat biodegradabilitas

Pengujian sifat biodegradabilitas bahan plastik dapat dilakukan menggunakan enzim,mikroorganisme dan uji penguburan. Lembaga standarisasi internasional (ISO) telah mengeluarkan metode standar pengujian sifat biodegradabilitas bahan plastik sebagai berikut :
  1. ISO 14851 : Penentuan biodegradabilitas aerobik final dari bahan plastik dalam media cair - Metode pengukuran kebutuhan oksigen dalam respirometer tertutup
  2. ISO 14852 : Penentuan biodegradabilitas aerobik final dari bahan plastik dalam media cair - Metode analisa karbondioksida yang dihasilkan.
  3. ISO 14855 : Penentuan biodegradabilitas aerobik final dan disintegrasi dari bahan plastik dalam kondisi komposting terkendali - Metode analisa karbondioksida yang dihasilkan.
Pati tropis untuk bahan baku plastik biodegradabel

Indonesia kaya akan sumberdaya alam, diantaranya pati-patian (tapioka dan pati sagu) yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan plastik biodegradabel. Pengkajian pemanfaatan sumberdaya pati Indonesia untuk produksi plastik biodegradabel dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu :

(1) Pencampuran (blending) antara polimer plastik dengan pati

Pencampuran dilakukan dengan menggunakan extruder atau dalam mixer berkecepatan tinggi (high speed mixer) yang dilengkapi pemanas untuk melelehkan polimer plastik. Plastik yang digunakan dapat berupa plastik biodegradabel (PCL, PBS, atau PLA) maupun plastik konvensional (polietilen). Sedangkan pati yang digunakan dapat berupa pati mentah berbentuk granular maupun pati yang sudah tergelatinisasi. Sifat mekanik dari plastik biodegradabel yang dihasilkan tergantung dari keadaan penyebaran pati dalam fase plastik, dimana bila pati tersebar merata dalam ukuran mikron dalam fase plastik, maka produk plastik biodegradabel yang didapat akan mempunyai sifat mekanik yang baik. Tabel 1 menunjukkan sifat mekanik plastik biodegradabel dari campuran antara polimer plastik dengan pati tropis (pati sagu dan tapioka). Sifat biodegradabilitas dari plastik biodegradabel berbasiskan pati sangat tergantung dari rasio kandungan patinya. Semakin besar kandungan patinya, maka semakin tinggi tingkat biodegradabilitasnya. Gambar 3 menunjukkan perubahan morfologis dari sampel lempengan setebal 0.5 mm setelah uji penguburan selama 0, 1, 2, 4 dan 6 bulan. Terlihat bahwa semakin tinggi kandungan pati dalam campuran PCL/pati, semakin mudah terdegradasi.

Hasil Penguburan Plastik Biodegradable Campuran PCL dengan Pati Tropis

2. Modifikasi kimiawi pati


Untuk menambahkan sifat plastisitas pada pati, metode grafting sering digunakan. Sifat biodegradabilitas dari produk plastik yang dihasilkan tergantung daripada jenis polimer yang dicangkokkkan pada pati. Jika polimer yang dicangkokkan adalah polimer yang bersifat biodegradabel, maka produk yang dihasilkan juga akan bersifat biodegradabel. Namun demikian, biasanya sifat biodegradabilitas pati akan berkurang atau bahkan hilang sama sekali dengan proses modifikasi kimiawi. Tabel 2 menunjukkkan hasil grafting antara pati sagu dan tapioka dengan poli metil akrilat.

(3) Penggunaan pati sebagai bahan baku fermentasi menghasilkan monomer / polimer plastik biodegradabel

Pati dapat dipakai sebagai bahan baku fermentasi untuk menghasilkan asam laktat (monomer dari PLA), 1,4-butanediol (monomer dari PBS) atau poliester mikroba (PHB) atau biopolimer lainnya seperti pullulan.

Biodegradabilitas plastik biodegradabel di lingkungan Indonesia

Sampah plastik menimbulkan masalah lingkungan karena ketidakmampuan lingkungan (dalam hal ini mikroorganisme) dalam merombak dan menguraikan plastik. Informasi mengenai kemampuan lingkungan dalam menerima (merombak, menguraikan untuk kemudian masuk kedalam siklus materi) plastik biodegradabel adalah sangat penting untuk mencegah hal-hal negatif yang mungkin akan timbul akibat meluasnya pemakaian plastik biodegradabel. Selain daripada pengkajian produksi plastik biodegradabel, kami juga melakukan evaluasi mengenai biodegradabilitas plastik biodegradabel di Indonesia. Evaluasi meliputi uji penguburan dan skrining mikroorganisme yang berkemampuan menguraikan plastik biodegradabel. Gambar 4 menunjukkan hasil penguburan plastik biodegradabel yang dilakukan di daerah Serpong. Terlihat bahwa laju degradasi tiap-tiap polimer plastik berbeda satu sama lain. PHB dan PBS terdegradasi relatif lebih cepat, sedangkan laju degradasi PLA terlihat sangat lambat. Degradasi plastik di dalam tanah bukan hanya disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme tetapi juga oleh faktor-faktor fisik dan kimiawi lain seperti kelembaban dan keasaman tanah.

Gambar 5 menunjukkan hubungan antara jumlah total koloni dengan jumlah zona terang yang terbentuk pada media agar beremulsikan polimer plastik PCL, PHB, PBS dan PLA. Dari gambar terlihat bahwa dari 20 sampel tanah yang dipakai, seluruh sampel menunjukan adanya koloni yang dapat mernguraikan PCL, PHB dan PBS, namun hanya 2 sampel yang menunjukkan adanya koloni yang dapat menguraikan PLA. Ini menunjukkan bahwa penyebaran mikroorganisme pengurai PLA adalah lebih sempit dibandingkan dengan penyebaran mikroorganisme pengurai poliester lainnya. Kemudian dari jumlah zona terang yang terbentuk pada media beremulsikan PLA, terlihat bahwa jumlah mikroorganisme pengurai PLA sangat sedikit yaitu sekitar 1.0% dari jumlah total mikroorganisme. Hasil skrining di atas mendukung hasil penguburan plastik film PLA (Gambar 4), dimana laju degradasi plastik film PLA lebih lambat dibandingkan dengan plastik lainnya.

Gambar 5 menunjukkan hubungan antara jumlah total koloni dengan jumlah zona terang yang terbentuk pada media agar beremulsikan polimer plastik PCL, PHB, PBS dan PLA. Dari gambar terlihat bahwa dari 20 sampel tanah yang dipakai, seluruh sampel menunjukan adanya koloni yang dapat mernguraikan PCL, PHB dan PBS, namun hanya 2 sampel yang menunjukkan adanya koloni yang dapat menguraikan PLA. Ini menunjukkan bahwa penyebaran mikroorganisme pengurai PLA adalah lebih sempit dibandingkan dengan penyebaran mikroorganisme pengurai poliester lainnya. Kemudian dari jumlah zona terang yang terbentuk pada media beremulsikan PLA, terlihat bahwa jumlah mikroorganisme pengurai PLA sangat sedikit yaitu sekitar 1.0% dari jumlah total mikroorganisme. Hasil skrining di atas mendukung hasil penguburan plastik film PLA (Gambar 4), dimana laju degradasi plastik film PLA lebih lambat dibandingkan dengan plastik lainnya


Gambar 5. Hubungan antara jumlah total koloni dengan zona terang yang tumbuh pada media agar beremulsikan polimer plastik biodegradabe

Kesimpulan

Pengembangan bahan plastik biodegradabel merupakan alternatif untuk memecahkan masalah penanganan sampah plastik. Produksi bahan plastik biodegradabel mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya kesadaran akan pentingnya kelestarian lingkungan. Pendayagunaan pati tropis seperti sagu dan tapioka untuk bahan baku plastik biodegradabel bukan hanya membuka peluang terciptanya industri baru, tetapi juga memberikan andil dalam penyelesaian masalah penanganan sampah plastik di Indonesia.
Informasi mengenai kemampuan lingkungan dalam menerima polimer plastik baru sangat diperlukan untuk mencegah hal-hal negatif yang mungkin akan timbul dengan meluasnya pemakaian plastik biodegradabel di masa datang.

Sumber:Hardaning Pranamuda




Minyak Kedelai Sebagai Sumber Biodisel Alternatif Melalui Reaksi Transesterifikasi Dengan Berbagai Pilihan Katalis

0 comments

Latar Belakang

Sebagaimana diketahui bahan bakar dari fosil terbatas sedangkan permintaan terhadap energi meningkat, maka riset untuk bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui. terus meningkat. Biodiesel, sebagai satu minyak diesel alternatif, terdiri dari rantai panjang ester asam lemak (FAME) yang diturunkan dari minyak nabati lemak hewan, ini menjadi lebih menarik oleh karena manfaatnya dalam lingkungan dan fakta bahwa itu dibuat dari sumber yang dapat diperbaharui. Mengingat biodegradabilitasnya dan tidak beracun, produksi biodiesel dianggap menguntungkan juga menurunkan penurunan emisi CO, SOx, hidrokarbon dan materi partikulat tidak dibakar selama proses pembakaran.
Biodiesel disintesis dari transesterifikasi langsung minyak nabati, di mana trigliserida bereaksi dengan alkohol rantai yang pendek dengan adanya katalisator. Reaksi transesterifikasi dapat digambarkani sebagai berikut:



Biodiesel komersil dihasilkan dari sumber dapat diperbaharui yang termasuk minyak rapa dan minyak kedelai, yang yang terdiri atas C14–C20 trigliserida asam lemak. Trigliserida-trigliserida ini dikonversi (diubah) menjadi alkil ester dan gliserol oleh reaksi transesterifikasi dengan alkohol rantai pendek, pada umumnya metanol. Transesterifikasi minyak nabati dengan metanol dapat dilakukan dengan katalis asam atau basa.
Normalnya, kebanyakan biodiesel disediakan dengan menggunakan katalis basa homogen, seperti kalium hidroksida, natrium hidroksida, seperti juga alkoksi kalium dan sodium. Meskipun demikian katalis asam asam cocok jika minyak nabati mempunyai kandungan asam lemak bebas yang tinggi dan lebih banyak air, waktu untuk bereaksi itu sangat lama (48–96 jam ) bahkan pada titik didih alkohol, dan perbandingan molar yang antara metanol/minyak (30– 150:1). katalisis basa lebih disukai dibanding katalis asam yang menggunakan asam sulfonat atau hidroklorik asam, karena bersifat korosif dan aktivitas yang lebih rendah. Secara industri, hidroksida-hidroksida sodium atau kalium adalah biasanya yang terpilih sebagai katalis karena relatif murah dan juga sangat aktif tetapi agak sulit untuk menghilangkan dan memisahkan katalis dengan produk. Oleh karena itu perlu dikembangkan katalis heterogen.

Hasil Studi Beberapa Peneliti Tentang Katalis Yang Digunakan
Ramalinga et al. Melaporkan bahwa yodium dapat mengkatalisasi transesterifikasi minyak nabati dengan metanol di bawah temperatur yang rendah. Haitao dan Wenlei Xie (2007) melakukan studi penggunaan katalis logam/I2, terutama Zn/I2, ternyata didapat hasil bahwa Zn/I2 mengkatalisasi transesterifikasi dari minyak kedelai dengan metanol secara efisien pada suhu rendah.
Keuntungan metoda iini adalah: operasinya sederhana, suhu operasi yang digunakan rendah dan konversinya tinggi.
Banyak jenis-jenis dari katalis heterogen, seperti basa oksida logam alkali tanah berbagai senyawa logam alkali mendukung alumina atau zeolit dapat mengkatalisasi reaksi transesterifikasi. Urutan aktivitas antar katalis oksida alkali tanah seperti berikut BaO > SrO > CaO >MgO. MgO mempunyai aktivitas rendah di dalam transesterifikasi minyak nabati menjadi biodiesel. CaO menghasilkan suatu laju reaksi yang lambat dan diperlukan sekitar 2 jam untuk mencapai keadaan setimbangan. Peterson melaporkan CaO-MgO menghasilkan aktivitas katalitis yang lebih tinggi dibanding serbuk CaO untuk mengubah bentuk minyak rapa menjadi biodiesel, tetapi MgO menyebabkan pembentukan sabun di pada proses reaksi. BaO tidak sesuai untuk proses ini karena ini berbahaya dan dapat dilarutkan oleh metanol [21–24]. Untuk kebanyakan katalis alkali, unsur yang aktif akan dengan mudah berkarat dengan metanol dan mereka memperlihatkan umur hidup katalisator pendek.
SrO dapat mempercepat banyak reaksi kimia, seperti pasangan oksidatif metana (gas), oksidasi selektif sejenis metan, reaksi nitroaldol dan campuran reaksi tishchenko. Ini tidak larut di dalam metanol, metil ester minyak nabati. Beberapa studi menggunakan SrO sebagai suatu katalisator basa padat untuk menghasilkan biodiesel.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan SrO sempurna yang dipertunjukkan aktivitas dan stabilitas katalitis karena sifat basa yang kuat dan memiliki waktu hidup katalisator yang lama, dan karena tak larut larut di dalam metanol. Sebagai suatu katalisator basa yang padat, SrO mengurangi biaya produksi biodiesel dan memiliki potensi untuk diterapkan yang pada industri pada transesterifikasi dari minyak nabati menjadi biodiesel. (Xuejun Liu, Huayang He, Yujun Wang dan Shenlin Zhu, 2007)

Referensi :

Xuejun Liu, Huayang He, Yujun Wang dan Shenlin Zhu, 2007. Transesterification of soybean oil to biodiesel using SrO as a solid base catalyst. Catalysis Communications 8 (2007):1107–1111.

Titrasi Tanpa Kalibrasi

0 comments
Sepengetahuan penyadur waktu kuliah di jurusan kimia, segala sesuatu yang berhubungan dengan penggunaan instrumen kimia selalu melakukan yang namanya kalibrasi, termasuk kegiatan "titrasi".
Tulisan yang diambil dari situs www.chem-is-try.org menarik, karena ditawarkan suatu metode yang menawarkan titrasi tanpa kalibrasi...ya mungkin bisa mempersingkat waktu karena tanpa melalui proses kalibrasi.
Berikut petikan artikelnya:

"Peneliti di Amerika Serikat telah mengembangkan sebuah metode semi-otomatis dalam menghasilkan ion-ion untuk titrasi bebas-kalibrasi.

Erick Bakker di Purdue University, Indiana, dan rekan-rekannya telah menggunakan sebuah membran polimer selektif-ion (yang biasanya digunakan mendeteksi ion-ion) untuk menghasilkan ion. Para peneliti ini mengatakan bahwa pengaplikasian pulsa arus melintasi membran ini bisa menyebabkan terlepasnya ion dalam jumlah yang dapat ditentukan.

Ion-ion yang terlepas kemudian dideteksi melalui sebuah elektroda polimer yang serupa. Para peneliti ini menunjukkan bahwa sistem ini bisa digunakan untuk berbagai tipe titrasi elektrokimia dan mampu melakukan pendeteksian dengan batas deteksi nanomolar.

Mereka mengatakan bahwa dengan beberapa penyesuaian, metode ini bisa digunakan untuk melepaskan berbagai ion secara elektrolisis, dan bisa terbukti lebih praktis dibanding sistem penyaluran reagen yang ada sekarang. Khususnya, metode ini bisa menggantikan titrasi kimia tradisional, karena larutan baku tidak lagi diperlukan dan ukuran sampel yang kecil tidak akan jadi masalah, kata Bakker.

Menurut Bakker, sistem ini bisa digunakan untuk membuat sebuah miniatur piranti titrasi bebas kalibrasi. Metode ini digunakan dalam aplikasi kedokteran termasuk menghasilkan dan mendeteksi ion-ion logam seperti magnesium, dan protein nuklear manusia seperti heparin (yang penting untuk pembekuan darah).

Frank Davies, seorang spesialis dalam bidang bioeletkrokimia di Cranfield University mengatakan metode pelepasan ion bisa sangat bermanfaat dalam titrasi-titrasi elektrokimia. "Teknik ini bisa menjadi pilihan utama karena tidak memerlukan lagi kalibrasi," kata Davies.

Jalur Cepat Pembuatan Bensin

0 comments
Proses untuk mengubah serpihan kayu, limbah pertanian dan biomasa lainnya menjadi bahan bakar transportasi telah meyita perhatian para peneliti. Salah satu dari peneliti yang tertarik mengembangkan teknologi ini adalah insinyur kimia George W. Huber, yang timnya di University of Massachusetts, Amherst melaporkan suatu proses pirolisis katalitik selektif yang untuk pertama kalinya mampu mengubah secara langsung selulosa kedalam senyawa yang dapat dipakai untuk membuat bensin (ChemSusChem, DOI: 10.1002/cssc.200800018)

Masalah yang terbesar dari konversi biomasa adalah yang dinamakan "recalcitrance" dari tanaman, yaitu ketidakmampuan secara cepat dan ekonomis untuk mengubah secara langsung karbohidrat kompleks dari tanaman menjadi bahan kimia berguna dan bahan bakar. Para peneliti mencari beberapa pendekatan baik fisis, kimia dan biologis untuk mengatasi masalah recalcitrance ini, termasuk teknik pirolisis baru yang dikembangkan oleh Huber dan mahasiswa pascasarjananya Torren R. Carlson dan Tushar P. Vispute.

Pirolisis adalah sebuah metode baku yang melibatkan pemanasan material padat organik, termasuk limbah pertanian dan industri pada suhu tinggi dan kedap oksigen. Proses ini akan mendekomposisi material tersebut menjadi campuran hidrokarbon cair.

Para peneliti di UMass mengidentifikasi kondisi − kondisi reaksi yang diperlukan untuk mengontrol pirolisis dari serbuk selulosa dan karbohidrat berbasis biomasa lainnya yang dicampur dengan serbuk halus katalis zeolite ZSM5. Selulosa pertama-tama akan terdekomposisi menjadi bahan organik volatil teroksigenasi yang secara selanjutnya memasuki pori-pori zeolit dan secara selektif mengalami serangkaian reaksi dekabonilasi, dehirasi, oligomerisasi dan reaksi lainnya. Huber mengatakan, proses mereka memakan waktu kurang dari 2 menit pada suhu 600°C didalam reaktor yang didesain khusus yang dapat menghailkan senyawa-senyawa aromatis berupa naphthalene, ethylbenzene, toluene, dan benzene; produk samping termasuk arang, H2O, CO, dan CO2.

Namun proses ini masih memiliki beberapa batasan saat ini. Sebagai contoh, para peneliti masih memakai selulosa murni sebagai bahan awal pirolisis. Tambahan lain, regulasi di US metapkan jika campuran bensin harus mengandung senyawa aromatis lebih kecil dari 25% termasuk kurang dari 1% untuk bensen.

Huber mengatakan, kalau menggunakan bahan biomasa alami harusnya akan menghasilkan produk yang sama dengan memakai selulosa murni ketika proses ini nantinya telah dioptimalisasi. Dia juga menyadari bahwa batasan peraturan dari bensin terhadap kandungan senyawa aromatis akan membatasi pemakaian produknya. Namun dia menjelaskan produk aromatis ini dapat dicampur dengan senyawa alkana dan komponen lain untuk membuat bensin standar, atau senyawa aromatis dapat di hirogenasi untuk menghasilkan alkana. Jika kami menggabungkan langkah hidrogenasi didalam proses ini maka secara prinsip akan dapat mengahsilkan bensin yang standar, ungkap Huber.
Metode pirolisis baru ini merupakan metode sederhana untuk mengolah biomasa dalam jumlah yang besar dengan waktu yang singkat, komentar John R. Regalbuto, direktur dari National Science Foundation, yang mensuport kegiatan Huber. Proses Huber ini yang mengubah secara langsung selulosa menjadi bensin aromatis merupakan teknologi terdepan saat ini yang telah mengubah paradigma terhadap pembuatan bensin alternatif terbarukan, kata Regalbuto lebih lanjut.

Sumber : www.chem-is-try.org
oleh : Chandra Wahyu Purnomo (Dosen Kimia FT Kimia UGM)
disadur dari : http://pubs.acs.org/cen/news/86/i16/8616notw4.html

Bahaya Racun Pada Air Botol

0 comments
Peneliti geokimia di Jerman mengklaim bahwa botol-botol plastik secara terus menerus melepaskan unsur antimonium (Sb) ke dalam air minum.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Bill Shotyk di University of Heidelberg menguji air-air yang dikemas dalam botol di daerah yang sama di Canada.

Air yang dikemas dalam botol polietilen tereftalat (PET) mengandung hingga 375 ppt antimonium, sedangkan air dalam botol polipropilen mengandung hanya 8,2 ppt antimonium. Tiga bulan kemudian, air dalam botol PET mengandung hingga 626 ppt antimonium. PET dibuat dengan menggunakan katalis antimonium.

Kelompok peneliti Shotyk menguji air tanah yang berasal dari daerah yang sama di Canada, dengan menggunakan alat penganalisis biji es yang sangat sensitif. Kadar antimonium yang mereka temukan sangat rendah (2 ppt). Laporan-laporan terdahulu melaporkan kandungan rata-rata 300 ppt.

"Saya tidak yakin berapa banyak lab di luar sana yang benar-benar bisa mengukur berapa banyak antimonium yang terdapat dalam air tanah, kebanyakan orang memiliki batas deteksi yang jauh di atas nilai alami pada air tanah," kata Shotyk.

Kadar antimonium dalam air botol yang diteliti ini lebih rendah dari kadar pengkontaminasi maksimum yang dianjurkan oleh EPA Amerika Serikat, yakni 6 bagian per juta. Shotyk lebih khawatir bahwa antimonium terus menerus terlepas ke dalam air dalam kemasan botol. "Yang ingin saya tunjukkan bukan bahwa air-air botol ini terkontaminasi oleh antimonium," kata dia, "tetapi hal yang penting adalah bahwa antimonium secara terus menerus dilepaskan dari botol ke dalam air".

David Coggan, seorang ahli epidemiologi dari unit epidemiologi lingkungan MRC di Southampton, Inggris, menunjukkan sikap yang berhati-hati dalam menanggapi temuan ini. Hasil yang ditunjukkan oleh Shotyk masih memerlukan penyelidikan lebih lanjut sebelum implikasi kesehatannya bisa dibahas, kata dia, sebagian karena masih sedikit yang diketahui tentang toksisitas antimonium. "Penting untuk memikirkan tentang rentang dosis berapa yang akan didapatkan oleh orang yang meminum air tersebut," kata Coggan. Meski demikian, Shotyk yang menemukan temuan ini tidak lagi meminum air yang dikemas dalam botol-botol PET.

Tambahan selain fakta yang diungkapkan di atas, pemlastis komersil yang biasa digunakan untuk bahan polimer adalah DOP (Dioktil Ftalat) yang di Amerika dinyatakan beracun dan tidak ramah lingkungan. Sekarang kita tidak tahu apa bahan pembuatan botol-botol plastik menggunakan DOP atau tidak?...dengan bertambahnya waktu maka ada saat dimana pemlastis itu akan bermigrasi ke luar..seandainya botol-botol plastik itu digunakan untuk wadah minuman, maka pemlastis paling tidak dalam jumlah sedikit akan bercampur dengan air minuman, itu hal yang sangat harus kita khawatirkan. Semoga hal tersebut bisa kita hindari.

sumber : www.chem-is-try.org
oleh : Soetrisno
disadur dari : http://www.rsc.org/chemistryworld/

Pentingnya Komposit Polimer

0 comments
Makin berkembangnya industri di bidang kimia polimer, tentu sepintas kita pernah mendengar istilah komposit polimer.
Jika ditilik pengertian komposit, maka komposit itu merupakan susunan dari paling tidak terdapat dua unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusunnya. Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matrik - matrix) dan suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik. Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fibre, fiber), terkadang ada juga penambahan aditif lainnya seperti agent coupling seperti maleat anhidrat (MAH), kelompok silan dan lain-lain.
Sekarang ini , pada umumnya komposit yang dibuat manusia dapat dibagi kedalam tiga kelompok utama:
  1. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC)
  2. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC)
  3. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC)
Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC) – Bahan ini merupakan bahan komposit yang sering digunakan disebut, Polimer Berpenguatan Serat (FRP – Fibre Reinforced Polymers or Plastics) – bahan ini menggunakan suatu polimer-berdasar resin sebagai matriknya, dan suatu jenis serat seperti kaca, karbon dan aramid (Kevlar) sebagai penguatannya.
Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC) – ditemukan berkembang pada industri otomotif, bahan ini menggunakan suatu logam seperti aluminium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikon karbida.
Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC) – digunakan pada lingkungan bertemperatur sangat tinggi, bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-serabut (whiskers) dimana terbuat dari silikon karbida atau boron nitrida

Komposit Matrik Polimer


Sistem resin seperti epoksi dan poliester mempunyai batasan penggunaan dalam manufaktur strukturnya, dikarenakan sifat-sifat mekanik tidak terlalu tinggi dibandingkan sebagai contoh sebagian besar logam. Bagaimanapun, bahan tersebut mempunyai sifat-sifat yang diinginkan, sebagian besar khususnya kemampuan untuk dibentuk dengan mudah kedalam bentuk yang rumit.
Bahan seperti kaca, aramid dan boron mempunyai kekuatan tarik dan kekuatan tekan yang luar biasa tinggi tetapi dalam ‘bentuk padat’ sifat-sifat ini tidak muncul. Hal ini berkenaan dengan kenyataan ketika ditegangkan, serabut retak permukaan setiap bahan menjadi retak dan gagal dibawah titik tegangan patah teoritisnya. Untuk mengatasi permasalahan ini, bahan diproduksi dalam bentuk serat, sehingga, meskipun dengan jumlah serabut retak yang terjadi sama, serabut retak tersebut terbatasi dalam sejumlah kecil serat dengan memperlihatkan sisa kekuatan teoritis bahan. Oleh karena itu seikat serat akan mencerminkan lebih akurat kinerja optimum bahan. Bagaimanapun juga satu serat dapat hanya memperlihatkan sifat-sifat kekuatan tarik sesuai panjang serat, seperti halnya serat dalam suatu tali.

Jika sistem resin dikombinasikan dengan serat penguat seperti kaca, karbon dan aramid, sifat-sifat yang luarbiasa dapat diperoleh. Matrik resin menyebarkan beban yang dikenakan terhadap komposit antara setiap individu serat dan juga melindungi serat dari kerusakan karena abrasi dan benturan. Kekuatan dan kekakuan yang tinggi, memudahkan pencetakan bentuk yang rumit, ketahanan terhadap lingkungan yang tinggi dengan berat jenis rendah, membuat kesimpulan komposite lebih superior terhadap logam dalam banyak aplikasi.

Bila Komposit Matrik Polimer mengabungkan sistem resin dan serat penguat, sifat-sifat yang dihasilkan bahan komposit akan memadukan beberapa hal sifat-sifat yang dimiliki oleh resin dan yang dimiliki oleh serat.

Secara umum, sifat-sifat komposit ditentukan oleh:
  1. Sifat-sifat serat
  2. Sifat-sifat resin
  3. Rasio serat terhadap resin dalam komposit (Fraksi Volume Serat – Fibre Volume Fraction)
  4. Geometri dan orientasi serat pada komposit

Bahan komposit dibentuk pada saat yang sama ketika struktur tersebut dibuat. Hal ini berarti bahwa orang yang membuat struktur menciptakan sifat-sifat bahan komposit yang dihasilkan, dan juga proses manufaktur yang digunakan biadanya merupakan bagian yang kritikal yang berperanan menentukan kinerja struktur yang dihasilkan.

Pembebanan
Terdapat empat beban langsung utama dimana setiap bahan dalam suatu struktur harus menahannya: tarik, tekan, geser/lintang dan lentur

Tarik
Gambar dibawah memperlihatkan beban tarik yang diterapkan pada suatu komposit. Reaksi komposit terhadap beban tarik sangat tergantung pada sifat kekakuan dan kekuatan tarik dari serat penguat, dimana jauh lebih tinggi dibandingkan dengan resinnya.

Tekan
Gambar dibawah ini memperlihatkan suatu komposit dibawah beban tekan. Disini sifat daya rekat dan kekakuan dari sistem resin adalah penting, sebagaimana resin menjaga serat sebagai kolom lurus dan menjaganya dari tekukan (buckling)

Geser/Lintang
Gambar dibawah ini memperlihatkan suatu komposit dikenakan beban geser. Beban ini mencoba untuk meluncurkan setiap lapisan seratnya. Dibawah beban geser resin memainkan peranan utama, memindahkan tegangan melintang komposit. Untuk membuat komposit tahan terhadap beban geser, unsur resin harus tidak hanya mempunyai sifat-sifat mekanis yang baik tetapi juga daya rekat yang tinggi terhadap serat penguat.

Lenturan
Beban lentursebetulnya merupakan kombinasi beban tarik, tekan dan geser. Ketika beban seperti diperlihatkan, bagian atas terjadi tekan, bagian bawah terjadi tarik dan bagian tengah lapisan terjadi geser.

Sistem-sistem Resin

Apapun sistem resin yang digunakan dalam bahan komposit akan memerlukan sifat-sifat berikut:
  1. Sifat-sifat mekanis yang bagus
  2. Sifat-sifat daya rekat yang bagus
  3. Sifat-sifat ketangguhan yang bagus
  4. Ketahanan terhadap degradasi lingkungan bagus

Sifat-sifat Mekanis Sistem Resin
Gambar dibawah memperlihatkan kurva tegangan/regangan untuk suatu sistem resin ideal. Kurva untuk resin menunjukkan kekuatan puncak tinggi, kekakuan tinggi (ditunjukkan dengan kemiringan awal) dan regangan tinggi terhadap kegagalan. Hal ini berarti bahwa resin pada awalnya kaku tetapi pada waktu yang sama tidak akan mengalami kegagalan getas.

Seharusnya dicatat dimana ketika suatu komposit di bebani tarik, untuk mencapai sifat-sifat mekanis yang optimal dari komponen serat, resin harus mampu berubah panjang paling tidak sama dengan serat. Gambar dibawah ini memberikan regangan terhadap kegagalan yang dimiliki untuk serat kaca-E, serat kaca-S, serat aramid, dan serat karbon berkekuatan tinggi (yaitu bukan dalam bentuk komposit). Disini terlihat, sebagai contoh, serat kaca-S dengan perpanjangan 5,3%, akan membutuhkan resin dengan perpanjangan paling tidak sama dengan nilai tersebut untuk mencapai sifat tarik yang maksimum.

Sifat-sifat Daya rekat Sistem Resin
Daya rekat yang tinggi antara resin dan serat penguat diperlukan untuk apapun jenis sistem resin. Hal ini akan menjamin bahwa beban dipindahkan secara efisiensi dan akan menjaga pecahnya atau lepasnya ikatan serat dan resin ketika ditegangkan.

Sifat Ketangguhan Sistem Resin
Ketangguhan adalah suatu ukuran dari ketahanan bahan terhadap propaganda retak, tetapi dalam komposit hal ini akan susah untuk diukur secara akurat. Bagaimanapun juga, kurva tegangan dan regangan yang dimiliki sistem resin menyediakan beberapa indikasi ketangguhan bahan. Sistem resin dengan regangan terhadap kegagalan yang rendah akan cenderung menciptakan komposit yang getas, dimana retak dapat mudah terjadi.

Sifat terhadap Lingkungan Sistem Resin
Ketahanan terhadap lingkungan, air dan substansi agresif lain yang bagus, bersama-sama dengan kemampuan untuk bertahan terhadap siklus tegangan konstan, adalah sifat yang paling esensi untuk apapun jenis sistem resin. Sifat-sifat ini secara khusus penting untuk penggunaan pada lingkungan laut.

diambil dari beberapa sumber