Mia Lektriani Lektriani
1209704022
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Percobaan
Menghitung kadar air sampel dengan cara pemanasan sampel dalam oven
Menghitung kadar air sampel yang mengandung lemak/komponen yang mudah menguap selain air dengan cara destilasi
1.2 Prinsip Percobaan
Metoda Thermografimetri o
o
– 105 C sampai diperoleh berat Sampel/contoh bahan dikeringkan dalam oven 100 C – 105 yang tetap. Kehilangan bobot pada pemanasan 105oC dianggap sebagai kadar air yang terdapat pada contoh.
Metoda Thermovolumetri Air dikeluarkan dari sampel dengan cara destilasi azeotropik kontinue dengan menggunakan menggunakan pelarut ―immiabel‖(tidak immiabel‖(tidak dapat dicampur/ nonpolar). nonpolar). Air dikumpulkan dalam tabung penerima penerima dan volume air yang yang terkumpul dapat diketahui. diketahui. Karena berat jenis pelarut lebih kecil dari berat jenis air, air, maka air akan berada di bawah bawah pelarut dan pelarut akan kembali ke labu didih.
1.3 Teori Percobaan
Air merupakan kandungan penting dalam bahan pangan termasuk makanan,semua bahan makanan mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda baik itu bahan makanan hewani maupun nabati. Sebagai media reaksi yang menstabilkan pembentukan berrpolimer dan sebagainya. Sedangkan kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan pangan yang dinyatakan dalam persen. Kadar air juga salah satu karakteristik yang sangat penting dalam bahan pangan,karena air dapat mempengaruhi kenampakan tekstur dan cita rasa pada bahan pangan. Kadar air dalaam bahan pangan ikut menentukan kesegaran dan daya awet bahan pangan tersebut. Kadar air yang tinggi menyebabkan mudahnya bakteri,kapang,dan khamir untuk berkembang biak,sehingga akan terjadi perubahan pada bahan pangan.(Dwijosepputro.1994). pangan.(Dwijosepputro.1994). Kandungan air dalam bahan makanan ikut menentukan acceptability, kesegaran dan daya tahan bahan itu. Selain merupakan bagian dari dari suatu bahan makanan, air merupakan
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
pencuci yang baik bagi bahan makanan tersebut atau alat-alat yanga akan digunakan dalam pengolahannya. Kandungan air dalam bahan makanan mempengaruhi daya tahan bahan makanan terhadap serangan mikroba yang dinyatakan dengan A w yaitu jumlah air bebasyang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya (Winarno, 2004). Selain dengan metode thermografimetri,penentuan kadar air dapat dilakukan dengan metode thermovolumetri. Metode thermovolumetri ialah metode penentuan kadar air dengan cara menguapkan air dengan membawa cairan kimia yang mempunyai titik didih lebih tinggi dari pada air dan tidak bercampur dengan air serta mempunyai berat jenis lebih rendah dari air. Cairan pembawa yang dapat digunakan adalah xylol,xylem,toluene,tetrakloroetilen.( sudarmadji.1996 ). Air yang terkandung dalam baahan pangan merupakan salah satu factor penyebab kerusakan pada bahan pangan. Pada umumnya bahan pangan yang mudah rusak adalah bahan pangan yang memiliki kandungan air yang tinggi,air dibutuhkan mikroba untuk pertumbuhannya. Demikian juga air dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi-reaksi biokimia yang terjadi didalam bahan pangan,misalnya reaksi-reaksi yang dikatalisiss oleh enzim. Air yang dibutuhkan untuk terjadinya berbagai reaksi didalam bahan pangan serta tumbuhnya mikroba adalah air bebas. Air yang terikat secara kimia sulit digunakan mikrobia untuk hidup. Oleh karena itu dilakukan analisa kadar air. Analisa kadar air dapat dilakukan dengan beberapa
metode
contohnya:
metode
thermografimetri,metode
thermovolumettri
dll,(daryus.2006). Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat ―hidrofilik‖ (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat- zat ―hidrofobik‖ (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarikmenarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air. Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen —yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih ―kekuatan
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
tarik‖ pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektronelektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen.Air memiliki pula sifat adhesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami kepolarannya. Penetapan kandungan air dapat dilakukan dengan beberapa cara. Hal ini tergantung pada sifat bahannya. Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan bahan dalam oven pada suhu 105 – 110 °C selama 3 jam atau sampai didapat berat yang konstan. Untuk bahan yang tidak tahan panas, seperti bahan berkadar gula tinggi, minyak, daging, kecap dan lain-lain pemanasan dilakukan dalam oven vakum dengan suhu yang lebih rendah. Kdang-kadang pengeringan dilakukan tanpa pemanasan, bahan dimasukkan ke dalam eksikator dengan H 2SO4 pekat sebagai pengering, hingga mencapai berat yang konstan (Winarno,2004). Penentuan kadar air dari bahan-bahan yang kadar airnya tinggi dan mengandung senyawa-senyawa yang mudah menguap (volatile) seperti sayuran dan susu, menggunakan metode distilasi dengan pelarut tertentu, selain itu untuk bahan yang mengandung kadar gula tinggi, kadar airnya dapat diukur dengan menggunakan refraktometer disamping menentukan padatan terlarutnya pula. Disamping cara fisik, ada pula cara kimia untuk menentukan kadar air. Mc Neil mengukur kadar air berdasarkan volume gas asitilen yang dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dalam bahan yang akan diperiksa, cara bahan ini dipergunakan untuk bahanbahan seperti sabun, tepung, kulit, buuk biji panili, mentega dan sari buah (Winarno, 2004). Kadar air suatu bahan dapat dinyatakan dalam dua cara yaitu berdasarkan bahan kering (dry basis) dan berdasarkan bahan basah (wet basis). Kadar air secara dry basis adalah perbandingan antara berat air di dalam bahan tersebut dengan berat keringnya. Bahan kering adalah berat bahan asal setelah dikurangi dengan berat airnya. Sedangkan kadar air secara wet basis adalah perbandingan antara berat air di dalam bahan tersebut dengan berat bahan mentah (Anonim, 2009).
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
BAB II ALAT DAN BAHAN
Metode Thermografimetri ALAT o
o
Oven (0 C – 105 C)
BAHAN
Sampel Susu B
Desikator Neraca Analitik Cawan dan penjepitnya
Metoda Thermovolumetri ALAT
BAHAN
Alat destilasi air
Sampel Susu B
Kondensor
Pelarut toluen
Selang Keran air
BAB III PROSEDUR
Metode Thermografimetri
Ditimbang bobot botol timbang
Ditimbang 1 gram sampel susu bubuk B dalam botol timbang
o
Dikeringkan dalam oven 105 C selama 3 jam
Sampel yang sudah kering didinginkan di dalam desikator
Sampel kering ditimbang kembali sampai berat konstan
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
Metoda Thermovolumetri
Ditimbang 5 gram sampel susu bubuk B
Dipindahkan contoh kedalam labu destilasi, ditambahkan toluen secukupnya
Dikocok perlahan seningga tercampur dengan sempurna dan semua contoh terendam
Ditambahkan juga kedalam labu destilasi beberapa butir batu didih
Disambungkan dengan alat destilasi air
Dipanaskan selama 1 jam (pemanasan dihitung setelah mendidih)
Setelah cukup satu jam penangas listrik dimatikan dan dibiarkan alat mendingin
Dibaca jumlah volume air
BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN 4.1 Data Pengamatan
Metode Thermoravimetri
Kelompok
Sampel
1
A
2
B
3
C
Berat (gr)
Awal
Akhir
Sampel
Kadar (%)
5,5384
5,5173
1,0018
2,093
6,1432
6,1271
1,0005
2,008
6,1443
6,1271
2,0016
76,65
6,3760
4,4243
2,0236
77,15
5,4196
5,3765
0,9994
4,3126
5,1576
5,1145
1,0006
4,3074
Rata-rata (%)
2,05
76,9
4,30
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
D
4
5
E
6
F
G
7
H
8
6,2830
2,009
2,009
73,1060
7,0992
2,013
2,013
74,7934
5,5776
5,5593
1,0019
1,8
6,2424
6,2198
1,0069
2,2
6,5731
4,8893
2,0023
84,093
6,1007
4,4216
2,0004
83,932
5,8800
5,8190
1,0078
6,053
4,9339
4,8746
1,0000
5,930
6,9379
5,1660
1,9978
88,69
7,1189
5,3456
2,0062
88,39
1209704022
73,95
2,00
84,015
5,99
88,54
Ket : Awal = cawan+sampel kosong
Akhir = cawan+sampel kering
Metoda Thermovolumetri Berat (gr)
Kadar
Kelompok
Sampel
1
A
5,08
0,15
2,95
2
B
5,08
3,61
71,06
3
C
5,00
0,05
1,00
4
D
5,02
3,20
63,75
5
E
5,00
0,51
10,20
6
F
5,01
3,90
77,83
7
G
5,00
0,60
12,00
8
H
5,04
0,49
81,79
a
(%)
b
Ket : a = bobot cuplikan
b = volume air yang dibaca
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
4.2 Perhitungan
Metode Thermogravimetri
Jenis Sampel G Kadar air I =
=
=
Awal akhir sampel 5,8800
5,8190
1,0078 0,061 1,0078
Kadar air II =
100 %
=
100 %
100 %
=
= 6,053%
Awal akhir sampel 4,9339
4,8746
1,0000 0,0593 1,0000
100 %
100 %
100 %
= 5,5930%
Rata-rata Kadar =
= =
Kadar air I Kadar air II 2 6,053% 5,5930% 2 11,983 2
100%
= 5,9915%
Metoda Thermovolumetri
Kadar air = =
b a
100%
0,6 5,01
100 %
= 11,97%
12%
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
BAB V PEMBAHASAN
Metode Thermogravimetri
Air merupakan komponen yang sangat penting dalam kehidupan,termasuk dalam produk hasil pertanian dan perkebunan,air yang terkandung dalam bahan pangan merupakan bentuk fisik dan faktor penting dalam kerusakan bahan pangan. Oleh karena itu kandungan air dalam bahan pangan harus diperhatikan,dikarenakan air dapat membantu pertumbuhan mikroorganisme. Ada beberapa metode untuk menentukan kadar air dalam bahan pangan. Salah satunya metode thermografimetri atau metode oven yang mengunakan suhu panas untuk proses pengeringan. Tetapi didalam metode pengeringan memiliki beberapa kekurangan yaitu: bahan lain yang terdapat dalam sampel ikut menguap. Bahan yang telah dikeringkan harus didapatkan berat konstan yaitu selisih penimbangan 0,2 mg. berat sampel yang telah konstan tersebut dapat diartikan bahwa air yang terdapat pada sampel telah menguap. Yang tersisa hannya padatan dan air yang terikat kuat dalam bahan. Setelah itu dapat dihitung % kadar air dalam bahan. Untuk proses pengeringan ini dilakukan dengan metode oven yang dimana 0
menggunakan suhu 105 C selama ± 3 jam. Setalah melalui proses pengeringan selanjutnya didinginkan di dalam desikator yang berupa panci bersusun dua yang bagian bawahnya diisi bahan pengering, dengan penutup yang sulit dilepas dalam keadaan dingin karena dilapisi vaseline. Ada 2 macam desikator : desikator biasa dan vakum . Desikator vakum pada bagian tutupnya ada katup yang bisa dibuka tutup, yang dihubungkan dengan selang ke pompa. Bahan pengering yang biasa digunakan adalah silika gel. Setelah itu ditimbang hingga didapat berat yang konstan. Sampel yang akan dikeringkan adalah susu bubuk. Percobaan ini dilakukan duplo. Berat awal sampel percobaan pertama sebesar 5,8800 gram dan pada percobaan kedua sebesar 4,9339 gram. Sedangkan berat akhir setelah proses pengeringan sampel pada percobaan pertama sisa 5,8190 gram dan pada percobaan kedua sisa 4,8746 gram. Selama proses pengeringan, sampel mengalami susut bobot sebesar : Susut bobot I = berat awal – berat akhir
Susut bobot I = berat awal – berat akhir
= 5,8800 gr – 5,8190 gr
= 4,9339 gr – 4,8746 gr
= 0.061 gram
= 0.0593 gram
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
Susut bobot pada sampel tersebut terbilang kecil, ini menunjukkan bahwa kadar air pada sampel tersebut rendah. Adapun persentase kadar air pada percobaan pertama 6,053% dan pada percobaan kedua 5,930%. Sehingga didapat kadar air rata-rata sebesar 5,9915%. Dari data kelompok, diketahui bahwa kadar air tertinggi yaitu pada sampel H yaitu bawang bombay sebesar 88,54% sedangkan yang terendah adalah pada sampel E yaitu susu milo sebesar 2,00%. Perbedaan kadar air dalam suatu bahan disebabkan karena perbedaan bahan, metode dan suhu serta proses penyimpanannya. Selain itu perbedaan ini dapat disebabkan karena pengaruh alat-alatnya seperti timbangan analitik yang sulit stabil dan karena bahan yang digunakan sudah terkontaminasi dengan bahan lain ketika penyimpanan atau ketika berada dalam desikator. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu: 1. Faktor yang berhubungan dengan udara pengering Yang termasuk golongan ini adalah: Suhu (Makin tinggi suhu udara maka pengeringan akan semakin cepat), Kecepatan aliran udara pengering (Semakin cepat udara maka pengeringan akan semakin cepat), Kelembaban udara (Makin lembab udara, proses pengeringan akan semakin lambat), Arah aliran udara (Makin kecil sudut arah udara terhadap posisi bahan, maka bahan semakin cepat kering). 2. Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan Yang termasuk golongan ini adalah: Ukuran bahan (Makin kecil ukuran benda, pengeringan akan makin cepat), Kadar air (Makin sedikit air yang dikandung, pengeringan akan makin cepat). Untuk mempercepat penguapan air serta menghindari terjadinya reaksi yang menyebabkan terjadinya air ataupun reaksi yang lain karena pemanasan maka dapat dilakukan pemanasan dengan suhu rendah dan tekanan vakum. Dengan demikian akan dihasilkan kadar air yang sebenarnya. Untuk bahan-bahan yang mengandung kadar gula o
tinggi maka pemanasan dengan suhu 100 C dapat mengakibatkan pergerakan pada permukaan bahan. Sehingga terlihat masih memiliki berat kering yang cukup tinggi.
Metoda Thermovolumetri
Analisa kadar air dengan menggunakan metode thermovolumetri ini berdasarkan pada pengukuran secara volumetri. Sehingga prosedur pengkonstanan tidak perlu dilakukan. Setelah sample ditimbang dalam labu didih kemudian sample ditambahkan pelarut. Pelarut yang ditambahkan ini berfungsi untuk membawa uap air dalam bahan dan berbarengan masuk ke dalam kondensor dan diembunkan dan ditampung dalam tabung penampung. Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
Karena berat jenis air labih besar daripada pelarut tersebut, maka air akan berada dibagian bawah pada tabung penampung, tabung penampung yang dipergunakan saat praktikum dilengkapi dengan skala sehingga banyaknya air yang tertampung yang merupakan kadar air dari bahan tersebut dapat langsung diketahui. Pelarut yang dapat dipergunakan dalam analisa kadar air dengan metode thermovolumetri ini adalah pelarut dengan titik didih yang lebih tinggi daripada air, dan tidak dapat dicampur dengan air serta mempunyai berat jenis yang lebih rendah daripada air. Pelarut yang memenuhi persyaratan tersebut adalah toluene, xylen, benzene, xylol, dll. Setelah pelarut dan batu didih ditambahkan, labu didih kemudian dirangkaikan dengan perangkat destilasi dan penampung uap air yang berskala. Penambahan batu didih berfungsi untuk meredam bumping (letupan) yang mungkin terjadi selama proses pemanasan Proses destilasi ini dilakukan selama 1 jam, dan dihitung saat larutan mulai mendidih. Pelarut yang memiliki titik didih diatas air ini akan menguap bersama dengan uap air yang terkandung dalam bahan, uap pelarut dan air akan masuk kedalam kondensor dan terjadilah proses pengembunan. Embun tersebut akan ditampung dalam penampung berskala yang disebut sterling-bidwell. Karena selisih berat jenis yang cukup besar, pelarut dan air akan terpisah menjadi 2 lapisan yang berbeda. Air yang memiliki berat jenis lebih besar daripada pelarut akan berada di lapisan paling bawah dan pelarut akan berada pada lapisan yang paling atas. Setelah proses destilasi selama 1 jam selesai, maka proses selanjutnya adalah membiarkan peralatan destilasi sampai benar-benar dingin, proses pembacaan skala dilakukan saat peralatan destilasi dingin. Saat suhu tinggi peralatan yang memiliki skala akan mengalami pemuaian dan hasil pengukuran menjadi tidak tepat, sehingga sebaiknya pembacaan skala dilakukan saat peralatan dingin. Pada praktikum kadar air metode thermovolumetri air yang tertampung ialah air yang terkandung pada bahan atau sampel. Sampel yang digunakan kali ini sebanyak delapan sampel dan berbeda-beda tiap kelompoknya. Hanya saja sampel yang digunakan kelompok kami adalah susu bubuk. Dalam data ditulis sampel G. Setelah melakukan pengujian kadar air pada sampel G didapat kadar airnya sebesar 12%. Dari kedelapan sampel tersebut yang memiliki kadar air paling tinggi untuk metode thermovolumetri ialah sampel H yaitu bawang bombay sebesar 81,79% , dan kadar air yang paling rendah ialah sampel C yaitu susu A sebesar 1,00%. Hal ini membuktikan bahwa kandungan air dalam bahan pangan yang tak sejenis maupu yang sejenis berbeda-beda.
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
Dalam pengujian kadar air metode thermografimetri banyak factor yang dapat mempengaruhi sehingga pengujian kemungkinan besar kurang akurat. Sedangkan pada metode thermovolumetri dapat menghindari terjaninya oksidasi sehingga penentuan kadar airnya kemungkinan lebih tepat. Dilihat dari prinsipnya metode thermovolumetri lebih cocok digunakan dalam penentuan kadar air bahan dengan kandungan air yang kecil.
BAB VI KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang diperoleh pada praktikum ini yaitu :
Metode analisa kadar air dengan menggunakan oven berdasarkan pada gravimetri dan sesuai untuk bahan-bahan yang berbentuk keringan atau serbuk, metode ini tidak terlalu sesuai untuk bahan yang bersifat fluid (cair).
Metode analisa kadar air dengan menggunakan destilasi berdasarkan pada volumetric, metode ini dapat dipergunakan dan sesuai untuk bahan baik yang bersifat fluid (kering) maupun yang kering.
kadar air yang terkandung dalam sampel G, dimana untuk metode gravimetri sebesar 5,99% dan untuk metode destilasi sebesar 12,00%. Kadar air sangat mempengaruhi kualitas dan daya disimpan bahan.
Pada metoda thermogravimetri kadar air tertinggi yaitu pada sampel H (bawang bombay) sebesar 88,54% dan terendah yaitu pada sampel E (susu milo) sebesar 2,00%.
Pada metode thermovolumetri kadar air paling tinggi ialah sampel H (bawang bombay) sebesar 81,79% dan kadar air yang paling rendah ialah sampel C (susu A) sebesar 1,00%.
Dilihat dari prinsipnya metode thermovolumetri lebih cocok digunakan dalam penentuan kadar air bahan dengan kandungan air yang kecil.
Penentuan Kadar Air
Mia Lektriani
1209704022
BAB VIII DAFTAR PUSTAKA
d
Anonim , 2009, Pengawetan dengan Metode Pengeringan . http://hendra.wordpress.com. Akses Tanggal 9 Desember 2009, Makassar. Dwijosepputro.D.1994. Dasar-dasar mikrobiologi.Jakarta: Djambatan Fardiaz,
Srikandi, FG. Winarno, dan Pangan. Jakarta : Gramedia
Dedi
Fardiaz.
1980. Pengantar
Teknologi
Sudarmadji, Slamet, Suhardi dan Bambang Haryono. 1989. Analisis Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta : Liberti Yogyakarta Suhardjo dkk, 1977 . Pangan, Gizi dan Pertanian . Jakarta: Universitas Indonesia Winarno, 2004. Kimia Pangan dan Gizi . Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama
Penentuan Kadar Air
