Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Search
Penentuan Gelatin pada Kertas

Penentuan Gelatin pada Kertas

Monday, 30 December 2019

Perlukah uji gelatin dilakukan?

Semua pelaku industri setuju bahwa bahan adhesive atau bahan perekat sangat penting dalam proses pengolahan kertas. Beberapa jenis adhesive mungkin digunakan dan tidak terkecuali gelatin. Gelatin dapat memberikan hasil yang optimal pada produk jika komposisi yang digunakan sesuai. Jika produk kekurangan zat perekat maka produk tidak akan merekat sempurna serta kekuatan kertas akan berkurang sehingga mudah sobek, sedangkan jika berlebih akan mengakibatkan produk kertas yang dihasilkan kaku dan mudah retak ketika dilipat. Oleh karena itu, monitoring komposisi gelatin perlu dilakukan. Telah dijabarkan pada Standard Technical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) “Metode T418-05-06”, bahwa pengujian gelatin dapat dilakukan menggunakan metode kjeldahl.

Gelatin adalah salah satu bahan organik yang digunakan sebagai perekat dan penguat struktur pada kertas murni maupun kertas daur ulang sehingga produk dapat bertahan dalam jangka waktu tertentu. Gelatin juga kerap disebut sebagai animal glue dan merupakan senyawa protein yang terdiri dari glisin, prolin, dan hidroksiprolin. Struktur molekul ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur Kimia Gelatin

 

Tahapan Analisa Gelatin

 

Pengujian gelatin pada kertas tidak hanya direkomendasikan oleh Technical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI), tetapi juga oleh ASTM. Hal ini tercantum pada metode ASTM D982-16. Namun pengujian gelatin pada kertas menggunakan metode kjeldahl hanya dapat dilakukan jika tidak terdapat senyawa nitrogen lainnya seperti resin golongan amida atau polimer amida pada produk. Sama seperti uji kjeldahl pada umumnya, tahapan Analisa gelatin juga terdiri dari 3 tahap yaitu destruksi (digestion), estilasi (distillation), dan titrasi (titration) yang dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Destruksi (Digestion)

Pada tahap ini sampel akan direaksikan dengan katalis dan asam sulfat pekat pada suhu 420Celsius. Meski pada umumnya katalis yang digunakan pada metode kjeldahl adalah campuran tembaga sulfat dan kalium sulfat , namun TAPPI Standard T418 05-61 dan ASTM D982-16 lebih merekomendasikan campuran merkuri oksida dan kalium sulfat sebagai katalis. Hal ini karena kandungan kertas lebih kompleks dibandingkan makanan, sehingga untuk mengisolasi nitrogen pada kertas dibutuhkan zat yang lebih kuat. Reaksi yang terjadi pada tahapan ini adalah

Tahap ini dapat dilakukan secara konvensional maupun modern. Cara konvensional dapat dilakukan menggunakan labu kjeldahl dan hotplate. Namun hal ini sangatlah berbahaya bagi analis karena pereaksi mengandung merkuri. Sebagai solusinya, penggunaan instrument dapat diterapkan untuk tahapan ini.

Pemilihan instrument sangat mempengaruhi analisa yang dilakukan maupun tingkat keselamatan kerja analis yang bersangkutan. Oleh karena itu, terdapat beberapa poin yang harus diperhatikan dalam memilih alat destruksi yang dapat dijabarkan sebagai berikut :

  • Range suhu dan sensor suhu

    Pilihlah alat dengan range suhu yang sedikit lebih tinggi dari suhu analisa yang diperlukan, hal ini guna untuk menjaga agar kelebihan panas pada saat analisa mudah dideteksi. Selain itu, sensor suhu sangat berpengaruh pada akurasi dan stabilitas panas yang dihasilkan. Oleh karena itu, pilihlah alat digestor dengan sensor Pt100.

  • Jumlah Blok

    Ketersediaan blok akan mempengaruhi jumlah sampel yang dianalisa, semakin banyak blok pada alat digester maka semakin banyak sampel yang dapat dianalisa. Namun hal ini bersifat subjektif yang didasarkan oleh tingkat kebutuhan masing – masing analis.

  • Ketersediaan Instrument Pelengkap untuk keamanan

    Meski Ruang asap/ ruang asam dapat digunakan pada proses destruksi, namun gas yang dikeluarkan dari tahap destruksi tergolong banyak dan pekat serta rawan terjadinya kebocoran. Oleh sebab itu, penggunaan ruang asap/ ruang asam tidak direkomendasikan untuk tahapan ini. Perlu adanya scrubber dan resirkulator yang dapat menetralisasi gas asam yang dihasilkan sehingga analisa dapat berlangsung optimal tanpa membahayakan analis.

  • Fitur lainnya

    Fitur – fitur yang terdapat pada alat dapat memudahkan analis dalam melakukan setiap lot analisa. Instrument yang dilengkapi dengan program dapat dijadikan referensi sehingga analis tidak perlu melakukan pengaturan pada alat di setiap analisa.

 

2. Destilasi (Distillation)

Pada tahap ini, hasil destruksi yang berupa larutan ammonium sulfat ((NH4)2SO4) akan diubah menjadi gas ammonia (NH3) dengan adanya penambahan larutan natrium hidroksida (NaOH) pekat yang disertai pemanasan dan pendinginan uap destilat. Gas ini akan ditangkap oleh asam borat (H3BO3) yang berfungsi sebagai larutan penerima (Receiver solution). Warna larutan hasil tahap ini adalah biru. Reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah sebagai berikut :

Tahapan ini juga dapat dilakukan secara konvensional dengan rangkaian alat glassware, namun terdapat beberapa kekurangan seperti sistem yang dikhawatirkan bocor, waktu analisa yang lama, berbahaya untuk analis karena alat gelas yang mudah pecah, serta dikhawatirkan hasil destilat yang kurang optimal. Kekurangan tersebut dapat diatasi dengan menggunakan instrument. Beberapa tips yang dapat digunakan dalam memilih instrument destilasi yang baik adalah sebagai berikut :

  • Pilih instrument destilasi yang dilengkapi dengan safety guard, sehingga sistem aman dari kebocoran.

  • Pilih instrument yang dapat melakukan destilasi dalam waktu cepat bahkan kurang dari 10 menit.

  • Hindari Instrument dengan kondensor kaca yang mudah pecah atau meleleh jika terkena larutan alkalis pekat. Dalam hal ini kondensor titanium, stainless steel atau bahan kuat lainnya dapat dijadikan sebagai referensi.

  • Pilih Instrument yang memiliki program untuk mengatur penambahan volume setiap reagent secara otomatis dan pump setiap reagent dapat dikalibrasi. Hal ini dapat mengoptimalkan hasil destilat yang nantinya dihasilkan.

  • Analis dapat memilih alat destilator yang telah dilengkapi dengan titrator. Hal ini untuk memperkecil kemungkinan kontaminasi pada saat analisa.

 

3. Titrasi ( Titration)

Tahap akhir pada metode kjeldahl adalah titrasi asam – basa. Pada tahap ini, larutan basa yang diperoleh dari hasil destilasi dititrasi dengan larutan asam encer. Indikator yang digunakan pada tahap ini adalah bromcresol green (bromkresol hijau) dan methyl red (metil merah). Titrasi terus dilakukan hingga warna larutan sampel berubah dari biru menjadi merah muda. Persamaan reaksi pada tahap ini adalah sebagai berikut :

Perlakuan titrasi umumnya masih dilakukan dengan cara konvensional yaitu menggunakan buret glassware. Namun penggunaan metode konvensional justru dapat memicu adanya kesalahan paralaks pada tahap ini. Hal ini dikarenakan titrasi dengan buret glassware bersifat subjektif. Selain itu, persiapan metode konvensional yang memakan waktu lebih lama dapat mengakibatkan lepasnya gas ammonia (NH3) yang ada pada larutan sampel hasil destilasi sehingga analisa kurang optimal. Bahkan, analis perlu menghitung hasil yang diperoleh secara manual menggunakan rumus berikut :

Dengan 

V1       adalah volume titran yang terpakai untuk menitar sampel (mL) ;

V2       adalah volume titran yang terpakai untuk menitar blanko (mL) ;

N         adalah normalitas Titran yang digunakan (N);

f          adalah faktor pengenceran;

W        adalah bobot sampel yang dianalisa (g);

14.008 adalah masa Atom relatif Nitrogen (g/mol).

 

Dari kekurangan cara konvensional yang telah dijabarkan, penggunaan Alat automatic titrator atau alat destilator yang telah dilengkapi titrator dapat dijadikan sebagai solusi. Dengan menggunakan instrument analis tidak perlu menghitung secara manual. Lagipula penggunaan instrument dapat menghemat waktu, mempermudah dan meningkatkan akurasi analisa yang dilakukan.

 

Referensi :

TAPPI Standard T418 05-61. Organic Nitrogen in Paper, modified by reducing to the half the quantity of mercury catalyst.

TAPPI Standards and Suggested Methods. Technical Association of the Pulp and Paper Industry. Atlanta, Georgia, USA.

American Standard Testing and Material. 2016. ASTM D982- 16 “ Standard Test Method for Organic Nitrogen in Paper and Paperboard”

Setyanto, R.Hari, Ilham Priyadithama, dan Maryani. 2011. Pengaruh Faktor Jenis Kertas, Jenis Perekat, dan Kerapatan Komposit terhadap Kekuatan Impak pada Komposit Panel Serap Bising Berbahan Dasar Limbah Kertas, Mekanika, volume 10 No.1

Previous Article

Analisa Nitrogen pada Pupuk Urea

Thursday, 19 December 2019
VIEW DETAILS

Next Article

Alarm Praktis untuk Monitoring Suhu Frozen Food

Friday, 03 January 2020
VIEW DETAILS