Kinetika Reaksi

download Kinetika Reaksi

of 38

  • date post

    16-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    257
  • download

    2

Embed Size (px)

description

kinetika reaksi wortel

Transcript of Kinetika Reaksi

LAPORAN PRAKTIKUM REKAYASA PROSESPENGOLAHAN PANGAN DAN HASIL PERTANIAN PERUBAHAN TEKSTUR DAN WARNA PADA WORTEL DENGAN VARIASI SUHU 60C, 70C, 80C, DAN 90C PADA PEMANASAN SELAMA 10, 20, 30,40, DAN 50 MENIT MENGGUNAKAN UNIVERSAL TESTING MACHINE (UTM) DAN LOVIBOND TINTOMETER Disusun oleh : Olivia WitrahnoGolongan II / 10 10/297348/TP/09678 Laurencia Lola KarlinaGolongan II / 1010/297405/TP/09684 Tri Agung WidyarizkiGolongan II / 1010/297406/TP/09685 Mustiko WarihGolongan II / 1010/297415/TP/09686 Chrisnila AndrianiGolongan II / 1010/297417/TP/09687 Daniel YonanGolongan II / 1010/297527/TP/09702 LABORATORIUM REKAYASA PANGAN DAN PENGOLAHAN HASIL PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN HASIL PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2013PERUBAHAN TEKSTUR PADA WORTEL DENGAN VARIASI SUHU 60C, 70C, 80C, DAN 90C PADA PEMANASAN SELAMA 10, 20, 30,40, DAN 50 MENIT MENGGUNAKAN UNIVERSAL TESTING MACHINE (UTM) I.TUJUAN Menentukan nilai K, Ea, nilai D, dan nilai Z pada perubahan tekstur sampel wortel denganperlakuanpemanasansuhu60C,70C,80C,dan90Cselama10,20, 30, 40, dan 50 menit menggunakan Universal Testing Machine (UTM) II.LANDASAN TEORI Kinetikadapatdidefinisikansebagaisuatuilmuyangterlibatdalam mempelajarikecepatanreaksikimiabesertamekanismereaksinya.Pemahaman yangbaikterhadapmekanismereaksikimiayangdidukungdengankemampuan menghitungkonstantakecepatanakanmemfasilitasidalampemilihankondisi proses yang terbaik.KinetikareaksidapatdinyatakansebagainilaiK.NilaiKmenunjukkan konstantareaksiyangmenunjukkankecepatanreaksi.NilaiKmakinbesarmaka reaksi semakin cepat. Penambahan panas mempercepat tercapainya energi aktivasi yangjugamempercepatreaksiperubahanteksturpadasampel(wortel).Variasi suhumaupunwaktujugasangatberpengaruhdalamperubahantersebut(Anonim 1, 2012). Nilai D merupakan waktu yang diperlukan untuk membunuh 90% mikrobia padasuhutertentu(Stumbo,1973).MakintinggisuhumemberikannilaiDyang makinkecil(Richardson,2001).Padapraktikum,nilaiDdiasosiasikanterhadap waktuyangdiperlukanuntukmenurunkansatulogcycleteksturyangnilainya diteramenggunakanalatUniversal Testing Machine (UTM).NilaiZadalahsuhu yangdiperlukanuntukmenurunkannilaiDsebesarsatulogcycle.NilaiZ biasanyadiasosiakansebagaipeningkatansuhugunamempercepatproses destruksimikrobia.Untukmencapaihalini,biasanyaditentukanterlebihdahulu nilaiDpadasuhutertentu,laludicarideltasuhunyapadakeadaansatulog cycle waktuyangdiperlukan(Anonim2,2012).Padapraktikum,nilaiZadalahsuhu yang diperlukan untuk menurunkan nilai D tekstur sebesar satu log cycle. Adapun faktor faktor yang mempengaruhi laju atau kinetika reaksi, yakni : 1.Aktivitas Air Panaskering resistensi umumnyajauh lebihtinggidariyanguntuk kondisi basah, namun dengan pengalengan konvensional sangat jarang di gunakan. 2.pH pH kurangdari 4,5(tinggi asam produk), proses pasteurisasi yangrelatif ringan. 3.lipid dan bahan berminyak (dielektrik) 4.spesies ion 5.kekuatan ion 6.tingkat oksigen 7.asam organik dan antibiotik (Hersom and Hulland (1980) dan Vas (1970). III.METODE PERCOBAAN A.Alat Pisau Penggaris Waterbath (heater) Universal Testing Machine (UTM) B.Bahan Wortel Air C.Cara kerja Pertamatamaworteldipotongukuran(3x2x1)cmsebanyak21potong. Kemudianpenyiapanwaterbathuntukmasingmasingvariasisuhu,yaitu60C, 70C,80C,dan90C.Setelahselesaipenyiapan,wortelyangtelahdipotong dimasukkandalammasingmasingwaterbathyangberbedasuhu.Dilakukan pengamatantiap10menitselama50menit,yaknidenganmengambilsampel worteldandiujidenganUniversalTestingMachine(UTM).Jugadilakukan pengujiansampelwortelsebelumdipanaskankewaterbathdandianggapsebagai menit ke-0.HasilpengukuranteksturdenganUTMselanjutnyadianalisisuntukdapat diperoleh nilai K dan Ea menggunakan Microsoft Excel, serta nilai D dan nilai Z dengan plotting data menggunakan kertas semilog. IV.ANALISIS DATA Teorikinetikaselamapemanasanataupenurunanjumlahmikrobiaselama pemanasan mengikuti persamaan :C kdtdC. = !...(1) Persamaan (1) di atas dapat diubah dalam bentuk : dt kCdC. = ! ...(2) Jika persamaan (2) di atas diintegralkan, maka diperoleh : ! != " CCtdt kCdC00 ( ) ( )0 0. ln ln t t k C C ! = ! ! ! ...(3) t k C C ! = " . ln ln0 ...(4) t kCC! " = . ln0 ...(5) t kCCe! " = . log0 ...(6) t keCC! "=.0 ...(7) Metode Penentuan Konstanta Kinetika Reaksi Perludiketahuikonsentrasiawaldankonsentrasipadatiapselangwaktupada suhu tertentu. Dengan persamaant kCC! " = . ln0, dapat dibuat garis linier ln(C/C0) vs waktu (t) pada grafik Cartesius. Dari grafik di atas, dapat diketahui nilai K pada suhu tertentu.Metode Kecepatan Reaksi dengan Persamaan Arrhenius Penurunankonsentrasi(mikrobiamaupunzatgizi)dipengaruhiolehfaktor misalnya,suhu,tekanan,danlajureduksi.Dalamkinetikakimia,persamaan Arrhenius digunakan untuk menggambar laju atau konstanta laju. RTEe A k!= . ...(8) Nilai A dapat dieliminasi, sehingga diperoleh : Persamaan Arrhenius : RTEe eree k k!"#+ = log log log ...(10) RTEre k k!"#= . ...(11) ! Ln (C/C0) Waktu (t) Slope = -k T REk kr1. ln ln!" # = (9) yabx Waktu (menit)Jumlah mikrobia!" # $ % &! &"&!'&!#&!(&!$D-value4 menitTemperaturJumlah mikrobia!" #$!$$!"z-value10C!%Metode Penentuan D-value dan Z-value D-valueadalahwaktuyangdibutuhkanuntukmembunuh90%mikroorganisme padasuhutertentuatauwaktuyangdiperlukanuntukmenurunkan1logcycle mikroorganisme (Stumbo, 1973). Pada grafik semilog dapat diperoleh garis: Berdasarkan definisi di atas, dapat diperoleh persamaan di bawah ini. DtN N = ! log log0...(12) N N tDlog log0 !=...(13) DtNN != 100...(14) Z-valueadalahsuhuyangdiperlukanuntukmenurunkanD-valuesebanyak1log cycle (Stumbo, 1973). Pada grafik semilog, dapat diperoleh garis: Hubungan D-value dan Z-value dengan Teori Kinetika Selainmenggunakangrafikdiatas,nilaiDdapatdicarimenggunakancaralain. Saat D-value tercapai maka mikroorganisme atau konsentrasi yang tersisa adalah 10% (Stumbo, 1973).Dengan menggunakan persamaan (7) dan (14): ktDte!!= 10...(15) ktDt! = ! 10 ln...(14) Dk10 ln=...(15) Dk303 . 2=...(16) kD303 . 2=...(17) V.HASIL DAN PEMBAHASAN Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan nilai K, nilai Ea, nilai-D, dan nilai-Zterhadapperubahanteksturpadasampelwortelyangdipanaskandengan variasi suhu 60C, 70C, 80C, dan 90C selama 10, 20, 30, 40, dan 50 menit. a)Penentuan nilai K (konstanta kinetika reaksi) Tabel 1. Nilai K Suhu (K)K (menit-1) 3330.0173 3430.0183 3530.0490 3630.0498 NilaiKmerupakankonstantareaksiyangmenunjukkankecepatan reaksi.MakinbesarnilaiK,makincepatreaksiberlangsung.Padahasil percobaanmenunjukkanmakintinggisuhu,nilaiKjugameningkat(nilaiK pada 363K > 353K > 343K > 333K). Hasil ini sudah sesuai dengan teori. b)Penentuan nilai Ea (Energi Aktivasi) Eaatauenergiaktivasimerupakanenergiminimumyangdiperlukan untukterjadinyasuatureaksi.Jikaenergiminimumtidaktercapaimakatidak terjadireaksi.DigunakankonsepArrheniusdimanareaksiantaradua komponenterjadijikaterjaditumbukansatudenganyanglainnya.Jika tumbukantersebutmelewatienergiminimumyangdiperlukanuntuk terjadinya suatu reaksi maka tumbukan tersebut akan menghasilkan komponen baru.Padasuhurendahhanyasebagiankecilfraksiyangikutberpartisipasi padatumbukansampaiterjadinyasuatureaksi.Jikasuhumeningkatmaka energimolekulmeningkatsampaidiatasenergiaktivasiminimumsehingga reaksi berjalan lebih cepat. Dalampercobaan,diperolehnilaiEasebesar41.765,7009Joule/mol. FaktoryangberpengaruhterhadapnilaiEadalampercobaaniniadalah ketebalan bahan. Semakin tebal bahan, kecepatan transfer panas turun, nilai Ea semakin besar. Nilai Ea yang membesar menunjukkan bahwa semakin banyak energyminimumyangdibutuhkanuntukmelakukanreaksi.Jikadilakukan padasuhurendah,reaksiakanberjalanlambat.Sementarapadasuhutinggi, reaksi akan berjalan lebih cepat karena energi molekul yang bertumbukan satu samalainsemakinbesar.PengaruhEnergiAktivasi(Ea)terhadappercobaan iniadalahterjadinyaperubahanteksturpadawortel.BilaEayangdigunakan kecil,makaperubahan(penurunantekstur)sebanyak1logcyclejugamakin rendah.DansebaliknyabilaEabesar,makapenurunantekstur1logcycle makin tinggi. c)Penetuan nilai D Nilai D adalah waktu yang diperlukan untuk menurunkan sifat tekstural berupakekerasansebanyak1logcyclepadasampelworteldengansuhu(T) tertentu. Berikut hasil nilai D.Tabel 2. Nilai D Suhu (C) NilaiDgrafik (menit) NilaiDrumus (menit) 60128,5133,1214 7076,5125,8470 80 8047,0000 90 5046,2450 Daritabelhasilpercobaandiatas,diperolehdatabahwamakintinggi suhu,makinkecilnilaiD(berbandingterbalik).Halinisudahsesuaidengan teori,bahwasemakintinggisuhuyangdigunakandalamproses,semakin sedikitwaktuyangdibutuhkanuntukmenurunkansifatteksturaldalam konteksinikekerasansebanyak1logcycle.BiladibandingkannilaiDantara metodegrafikdenganmetoderumus/perhitungan,terdapatperbedaanyang cukupsignifikan.PerhitungannilaiDrumusakanlebihakuratdibandingkan dengannilaiDgrafik.PenentuannilaiDgrafikbersifatsubyektiftergantung pada ketelitian dalam mem-plotting titik dan membuat grafik. HubungannilaiDdengankonstantakinetikareaksiyakniberbanding terbalik.BilakenaikannilaiKberbandinglurusdengankenaikansuhudan kenaikansuhuberbandingterbalikdengannilaiD,makanilaiDberbanding terbalikpuladengannilaiK.Kecepatanreaksimeningkatseiring bertambahnya suhu, menyebabkan waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan sifat kekerasan dari tekstur sebanyak 1 log cycle lebih singkat sehingga nilai D makin kecil. d)Penentuan nilai Z NilaiZmerupakankisaranataubatasansuhuyangdibutuhkanuntuk menurunkanjumlahmikrobiasebanyak1logcycle.(Estiasih&Ahmadi, 2009). Hasil nilai Z percobaan sebagai berikut.Tabel 3. Nilai Z NilaiZ grafik (K) NilaiZ rumus (K) 69,555,5555 DarihasilpercobaandiatasdiperolehnilaiZrumuslebihkecil dibandingkandengannilaiZgrafik.Perbedaaninijugadiakibatkanadanya pem-plottingan grafik secara subjektif.HubungannilaiDdengannilaiZyaitu,makinmeningkatnyasuhu mengakibatkan turunnya nilai D yang diikuti penurunan nilai Z juga. VI.KESIMPULAN 1.Nilai K pada suhu : 333K = 0,0173 menit-1; 343K = 0,0183 menit-1; 353K = 0,0490 menit-1; 363K = 0.0498 menit-1 2.Nilai Ea = 41