Nama : Endang Yuniarti

NIM : 141411009

Kelas : 2A D3 Teknik Kimia

Na.CMC

1. Pengertian Na-CMC

Na-CMC adalah turunan dari selulosa dan sering dipakai dalam industri pangan, atau

digunakan dalam bahan makanan untuk mencegah terjadinya retrogradasi. Pembuatan CMC

adalah dengan cara mereaksikan NaOH dengan selulosa murni, kemudian ditambahkan Na-kloro

asetat (Fennema, Karen and Lund, 1996) .

R OH + NaOH R Na + NaOH

R ONa + ClCH2COONa R O CH2COONa + NaCl

Na-CMC merupakan zat dengan warna putih atau sedikit kekuningan, tidak berbau dan

tidak berasa, berbentuk granula yang halus atau bubuk yang bersifat higroskopis (Inchem, 2002).

Menurut Tranggono dkk. (1991), CMC ini mudah larut dalam air panas maupun air dingin. Pada

pemanasan dapat terjadi pengurangan viskositas yang bersifat dapat balik (reversible). Viskositas

larutan CMC dipengaruhi oleh pH larutan, kisaran pH Na-CMC adalah 5-11 sedangkan pH

optimum adalah 5, dan jika pH terlalu rendah (<3), Na-CMC akan mengendap

(Anonymous.2004). Na-CMC akan terdispersi dalam air, kemudian butir-butir Na-CMC yang

bersifat hidrofilik akan menyerap air dan terjadi pembengkakan. Air yang sebelumnya ada di luar

granula dan bebas bergerak, tidak dapat bergerak  lagi dengan bebas sehingga keadaan larutan

lebih mantap dan terjadi peningkatan viskositas (Fennema, Karen and Lund, 1996). Hal ini akan

menyebabkan partikel-partikel terperangkap dalam sistem tersebut dan memperlambat proses

pengendapan karena adanya pengaruh gaya gravitasi.

Menurut Fardiaz, dkk. (1987), ada empat sifat fungsional yang penting dari Na-CMC

yaitu untuk pengental, stabilisator, pembentuk gel dan beberapa hal sebagai pengemulsi.

Didalam sistem emulsi hidrokoloid (Na-CMC) tidak berfungsi sebagai pengemulsi tetapi lebih

sebagai senyawa yang memberikan kestabilan.Penambahan Na-CMC pada sari wortel berfungsi

sebagai bahan pengental, dengan tujuan untuk membentuk sistem dispersi koloid dan

meningkatkan viskositas. Dengan adanya Na-CMC ini maka partikel-partikel yang tersuspensi

akan terperangkap dalam sistem tersebut atau tetap tinggal ditempatnya dan tidak mengendap

oleh pengaruh gaya gravitasi (Potter, 1986). Mekanisme bahan pengental dari Na-CMC

mengikuti bentuk konformasi extended atau streched Ribbon (tipe pita). Tipe tersebut terbentuk

dari 1,4 –D glukopiranosil yaitu dari rantai selulosa. Bentuk konformasi pita tersebut karena

bergabungnya ikatan geometri zig-zag monomer dengan jembatan hydrogen dengan 1,4 -

Dglukopiranosil lain, sehingga menyebabkan susunannya menjadi stabil. Na-CMC yang

merupakan derivat dari selulosa memberikan kestabilan pada produk dengan memerangkap air

dengan membentuk jembatan hydrogen dengan molekul Na-CMC yang lain (Belitz and Grosch,

1986).Belizt and Grosch (1986) mengatakan, penggunaan Na-CMC sebagai derivat dari selulosa

antara 0,01%-0,8% akan mempengaruhi produk pangan seperti jelli buah, sari buah, mayonaise

dan lain-lain. Menurut Fennema (1986), semua zat pengental dan pengental adalah hidrofil dan

terdispersi dalam larutan yang dikenal sebagai hidrokoloid.

Secara garis besar, proses pembuatan karboksi metil selulosa melalui 2 (dua) tahap

reaksi, yaitu pertama reaksi alkalisasi dan kedua reaksi eterifikasi. Pada reaksi tahap pertama,

yaitu alkalisasi merupakan reaksi antara selulosa dengan larutan soda (basa) menjadi alkali

selulosa (selulosa bersifat larut dalam larutan soda). Sedangkan tahap kedua, yaitu eterifikasi

merupakan reaksi antara alkali selulosa dengan senyawa natrium kloro asetat menjadi natrium

karboksi metil selulosa (Na-CMC) yang membentuk larutan kental (viskous). Reaksi

berlangsung dalam temperatur antara 60-800C dan waktu operasi antara 2-3 jam dan dilakukan

pengadukan (mixing).

2  Kegunaaan Na-CMC

Na-CMC memiliki kegunaan sebagai berikut yaitu :

a. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) di gunakan dalam bidang pengeboran minyak sebagai

bahan lumpur pengeboran, di mana bertindak sebagai viskositas

b. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) diasa di gunakan dalam menjaga stabilitas dingin dalam

anggur

c. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) berfungsi dalam bidang obat - obatan sebagai agen

penebalan.

d. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) berfungsi dalam bidang obat - obatan sebagai pengental

e. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) berfungsi membentuk campuran eutektik yang

mengakibatkan titik beku pada es lebih rendah hal ini biasa digunakan dalam paket es

f. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) berfungsi dalam pembuatan produk kertas

g. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) berfungsi dalam pembuatan cat berbasis air

h. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) berfungsi sebagai obat pencahar

i. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) berfungsi dalam pembuatan sabun/ cream

j. Na-CMC ( Carboxymethyl cellulose ) berfungsi dalam pembuatan pasta gigi

3. Sifat fisika dan sifat kimia NA-CMC

3.1        Sifat Fisika NA-CMC

Nama Lokal

a.       BP                    : Carmllose sodium

b.      JP                    : Carmllose sodium

c.       USPNF            : Carmllosum natricum

d.      PhEur              : Carboxymethylcellulose sodium

e.       Sinonim           : Akuacell; Aquasorb;Blanose; cellulose gum; CMC 

   sodium; E466; Finnfix; nymcel;SCMC; sodium

   carboxymethylcellulose; sodium cellulose glycolate;   

   sodium CMC;Tylose CB

Nama Kimia dan Nomer Registrasi CAS : Cellulose, carboxymethyl ether, sodium salt [9004-32-

4]

Rumus Empiris dan Berat Molekul

USP mendeskripsikan sodium karboksimetilselulosa merupakan garam sodium yang berasal dari

sebuah polikarboksimetil eter selulosa. Berat molekulnya adalah 90000-700000.

a. Kategori Fungsional

Sebagai agen penyalut, agen stabilitas, suspending agen, tablet dan kapsul disintegran tablet

pengikat, agen pengabsorbsi air.

Ketebalan : 0.52 g/cm3

Konstanta Disosiasi : pKa = 4.30

Titik Cair : kecoklatan pada kira – kira 227o C

Muatan Cairan : Dapat dianggap sebagai cirinya berisi air kurang dari 10 %. Tetapi Sodium

CMC meupakan higroskopik dan artinya menyerap air sebanyak temperatur diatas 37o C yang

relatif basah sekitar 80 %.

Viskositas : Tingkatan atau Sodium CMC yang tersedia dalam perdagangan memiliki perbedaan

kekentalan cairan, solut cairan 1 % b/v dengan kekentalan 5 – 13000 mPas (5 – 13000 cP)

kemungkinan mampu tercapai. Sebuah peningkatan konsentrasi menghasilkan peningkatan pada

kekentalan solut cairan, memperpanjang pemanasan pada temperatur tinggi mampu

mempermanen penurunan kekentalan. Viskositas solut Sodium CMC dapat stabil dengan baik

pada rentang pH 4 – 10. Jauhnya pH optimum adalah netral.

Inkompatibilitas

Sodium CMC inkompatibilitas dengan kuat pada larutan asam dengan beberapa garam besi dan

beberapa logam atau baja, beberapa aluminium, merkuri dan besi. Namun dapat terjadi pada pH

kurang dari 2 dan juga ketika dikocok dengan etanol 95%. Sodium CMC berbentuk kompleks

dengan gelatin dan pektin. Sodium CMC juga dapat kompleks dengan kolagen dan mengandung

beberapa protein.

3.2  Sifat Kimia

Kelarutan : praktis larut dalam aseton, etanol 95%, eter dan toluen. Air mudah didispersi pada

semua suhu, pada bentuk yang murni, pada solut koloid. Kelarutan caiaran bermacam – macam

tergantung derajat substitusi (DS)

4. Proses Pembuatan Na-CMC

Karboksimetil selulosa merupakan eter polimer selulosa linear dan berupa senyawa

anion, yang bersifat biodegradable, tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun, butiran atau

bubuk yang larut dalam air namun tidak larut dalam larutan organik, memiliki rentang pH

sebesar 6.5 sampai 8.0, stabil pada rentang pH 2 – 10, bereaksi dengan garam logam berat

membentuk film yang tidak larut dalam air, transparan, serta tidak bereaksi dengan senyawa

organik. Karboksimetil selulosa berasal dari selulosa kayu dan kapas yang diperoleh dari reaksi

antara selulosa dengan asam monokloroasetat, dengan katalis berupa senyawa alkali.

Karboksimetil selulosa juga merupakan senyawa serbaguna yang memiliki sifat penting seperti

kelarutan, reologi, dan adsorpsi di permukaan. Selain sifat-sifat itu, viskositas dan derajat

substitusi merupakan dua faktor terpenting dari karboksimetil selulosa. (Rosnah Mat Som dkk,

2004). Karboksimetil selulosa memiliki beberapa nama lain, yaitu crosscarmellose sodium; Ac-

di-sol; Aquaplast; Carmethose; gum selulosa; sodium karboksimetil selulosa; asam glikolik

selulosa, Daice; Fine Gum HES; Lovosa; NACM, dan garam selulosa Molekul karboksimetil

selulosa sebagian besar meluas atau memanjang pada konsentrasi rendah tetapi pada konsentrasi

yang lebih tinggi molekulnya bertindih dan menggulung dan kemudian pada konsentrasi yang

lebih tinggi lagi membentuk benang kusut menjadi gel yang termoreversibel. Meningkatnya

kekuatan ionik dan menurunnya pH dapat menurunkan viskositas karboksimetil selulosa akibat

polimernya yang bergulung.

Saat ini karboksimetil selulosa telah banyak digunakan dan bahkan memiliki peranan

yang penting dalam berbagai aplikasi. Karboksimetil selulosa secara luas digunakan dalam

bidang pangan, kimia, perminyakan, pembuatan kertas, tekstil, serta bangunan. Khusus di bidang

pangan, karboksimetil selulosa dimanfaatkan sebagai stabilizer, thickener, adhesive, dan

emulsifier. Contoh aplikasinya adalah pada pemrosesan selai, es krim, minuman, saus, dan sirup.

Karena pemanfaatannya yang sangat luas, mudah digunakan, serta harganya yang tidak mahal,

karboksimetil selulosa menjadi salah satu zat yang diminati.

Proses pembuatan CMC meliputi tahapan proses alkalisasi, karboksimetilasi, pemanasan,

netralisasi, pemurnian yang meliputi pencucian dan pengeringan.

Secara garis besar, proses pembuatan Karboksi metil selulosa (CMC) melalui dua tahap reaksi,

yaitu :      

            » Tahap Pertama         : reaksi Alkalisasi

            » Tahap kedua             : reaksi Eterifikasi

Pada reaksi tahap pertama, yaitu alkalisasi merupakan reaksi antara selulosa

dengan  larutan soda  (basa)  menjadi  alkali  selulosa  (selulosa  bersifat  larut  dalam larutan

soda) Sedangkan tahap kedua, yaitu   eterifikasi merupakan reaksi antara alkali selulosa dengan

senyawa natrium kloro asetat menjadi natrium karboksi metil selulosa (Na.CMC) yang

membentuk larutan kental (viskous)

Reaksi  berlangsung  dalam  temperatur  antara  60-800C  dan  waktu  operasi antara 2-3 jam dan

dilakukan pengadukan (mixing).

Daftar Pustaka

Anonymous. 2004. Cellulose. http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulose. Tanggal akses 28 November 2015Alinkolis, J. J. 1989. Candy Technology. The AVI Publishing Co. Westport-Connecticut

Belitz, H. D. and W. Grosch. 1986. Food Chemistry. Springer Veralag Berlin Heldenberg, New York

Fardiaz, Srikandi, Ratih Dewanti, Slamet Budijanto. 1987. Risalah Seminar ; Bahan Tambahan Kimiawi (FoodAdditive). Institut Pertanian Bogor, Bogor

Fennema,O.R. 1986. Principle of Food Science. Marcel Dekker Inc. New York and Basel

Fennema, O. R., M. Karen, and D. B. Lund. 1996. Principle of Food Science. The AVI Publishing, Connecticut

Gaonkar, A. G. 1995. Inggredient Interactions Effects on Food Quality. Marcell Dekker, Inc., New York

Hui, Y. H. 1992. Encyclopedia of Food Science and Technology. Volume II. John Willey and Sons Inc, Canada

Imeson, A. 1999. Thickening and Gelling Agent for Food. Aspen Publisher Inc, New York Stephen, A. M. and S. C. Churms. 1995. Food Polysaccarides and Their Applications. Marcell Dekker, Inc, New York

Setiawan, Ari. 2012. Na-CMC. (online). https://soulkeeper28.files.wordpress.com/2009/01/na-cmc.pdf. ( Diakses pada 23 November 2015 )

Potter, N. Norman. 1986. Food Science. The AVI Publishing. Inc. Westport, Connecticut

Tranggono, S., Haryadi, Suparmo, A. Murdiati, S. Sudarmadji, K. Rahayu, S. Naruki, dan M. Astuti. 1991. Bahan Tambahan Makanan (Food Additive). PAU Pangan dan Gizi UGM, Yogyakarta