Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

HOME Menu

( ! ) Notice: Trying to access array offset on value of type null in /home2/sakaka/public_html/web/news-detail.php on line 100
Call Stack
#	Time	Memory	Function	Location
1	0.0001	364352	{main}( )	.../news-detail.php:0

Analisa Kadar Air pada Produk Pewarna (Dye Products)

Wednesday, 10 May 2023

Apa yang terjadi jika kadar air pada zat pewarna yang digunakan melebihi ketentuan yang ditetapkan oleh perusahaan? Menurut studi yang dilakukan oleh Permatasari dan F. Sari (2022), kadar air pada produk pewarna (dye product) mempengaruhi tingkat kestabilan warna yang dihasilkan. Salah satu penyebab utama meningkatnya kadar air pada produk pewarna adalah durasi penyimpanan, dimana semakin lama durasi penyimpanan maka kadar air pada produk dye akan semakin meningkat. Selain itu, kadar air akan mempengaruhi zat warna yang terkandung pada dye products dimana semakin meningkatnya kadar air dapat menyebabkan warna pada zat pewarna memudar.

Zat warna digunakan pada banyak aplikasi, seperti cat, tinta, kertas, kosmetik, produk tekstil, produk makanan, produk farmasi, fotografi, polimer, serta berbagai aplikasinya, Dari aplikasinya, produk pewarna (dye products) memiliki tumpang tindih dengan produk pigmen pewarna. Meskipun begitu, keduanya memiliki perbedaan yang cukup mencolok baik dari segi makroskopik maupun mikroskopik yang dicirikan dengan sifat ikatan (binding) antara zat terhadap substrat. Dikutip dari Buku “Structure and Properties of Dyes and Pigments” karya Kumar, dkk. (2021), zat pewarna (dye) tergolong dalam grup senyawa organik yang memiliki gugus kromofor dan gugus asam ataupun basa yang termodifikasi seperti -OH, -SO₃H, -NH₂, -NR₂ dan lainnya. Di sisi lain, beberapa zat pigmen dapat digolongkan dalam grup organik dan juga anorganik. Meskipun begitu, keduanya memiliki pasangan elektron bebas yang memungkinkan keduanya untuk berikatan dengan substrat tertentu ketika diaplikasikan.

Berdasarkan prinsip kerjanya, setelah zat pewarna (dye) terlarut dalam cairan dan diaplikasikan pada substrat, zat pewarna akan terabsorbsi pada substrat terkait secara langsung. Zat warna akan berikatan dengan substrat dan menjadi bagian dari material tersebut. Belakangan ini, banyak penelitian yang lebih mengutamakan zat warna dari bahan alam dibandingkan dari proses sintesis. Namun ketahanan dan stabilitas zat warna alami masih dikaji lebih lanjut. Dalam kajian ketahanan dan kestabilan zat warna, kadar air menjadi salah satu parameter esensial selain parameter pH dan kadar zat pewarna di dalam produk pewarna. Oleh karena itu, pengujian kadar air perlu dilakukan yang mana nilai toleransinya bergantung pada regulasi dan kajian yang dilakukan oleh masing - masing produsen dengan mempertimbangkan sifat dan karakteristik sampel.

Uji Kadar Air

Dalam studi yang dilakukan oleh Daud, dkk (2019), disebutkan bahwa terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi akurasi penentuan kadar air dengan metode thermogravimetri. Faktor - faktor ini antara lain yaitu suhu dan kelembaban ruang laboratorium ataupun ruang kerja tempat dilaksanakannya uji, suhu dan tekanan udara pada chamber analisa, ukuran dan struktur partikel serta ukuran wadah/ botol timbang yang digunakan. Dalam hal ini, analis perlu untuk memperkecil ukuran sampel untuk memperbesar luas permukaan yang dapat dijangkau oleh udara panas sehingga hasil uji lebih optimal.

Pengujian kadar air dapat dilakukan dengan berbagai metode. Tiga metode yang umumnya digunakan yakni metode thermogravimetri (thermogravimetry), metode destilasi dan metode fisis dan kimiawi. Metode fisis dan kimiawi dilakukan dengan cara titrasi Karl Fischer, sedangkan cara destilasi dilakukan dengan cara mengukur air yang teruapkan pada sampel menggunakan pelarut immiscible yang memiliki titik didih lebih rendah dari air. Metode thermogravimetri didasarkan pada prinsip perbandingan bobot antara sebelum dan sesudah pemanasan dimana bobot yang hilang dinyatakan sebagai persentase kadar air pada sampel. Penentuan kadar air dengan metode thermogravimetri pun dapat dilakukan dengan 2 cara, yakni dengan menggunakan oven atau dengan menggunakan alat moisture analyzer, yang secara garis besar dapat dijelaskan sebagai berikut:

A. Cara Pemanasan langsung dengan Oven

Untuk menentukan kadar air dengan cara ini, dibutuhkan alat oven, desikator (desiccator) dan neraca analitik (analytical balance). Cara ini dilakukan dengan menimbang bobot sampel pada neraca analitik dan memanaskannya pada alat oven dengan suhu target yang telah ditetapkan selama kurun waktu tertentu. Setelah proses pemanasan, sampel kemudian didinginkan didalam desikator dan ditimbang bobotnya ketika suhunya telah mencapai suhu ruang. Nilai kadar air kemudian dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

dengan,

W₁ adalah bobot wadah dengan sampel sebelum pemanasan (gram),

W₂ adalah bobot wadah dan sampel setelah pemanasan (gram);

W₀ adalah bobot wadah kosong/ tanpa sampel (gram)

Untuk menggunakan cara ini, analis perlu melakukan optimasi terhadap suhu dan waktu untuk menentukan titik ideal untuk pengujian. Dalam hal penentuan variasi titik uji, analis juga dapat melihat literatur ataupun kajian penelitian dari produk terkait. Biasanya, suhu yang dapat digunakan untuk menguapkan air pada suatu sampel berkisar 103 - 120^oC dengan waktu yang berkisar dari 30 - 120 menit. Tentunya, hal ini bergantung pada sifat dan karakteristik sampel.

Gambar 1. Alur Pengujian Kadar Air dengan Alat Oven

B. Cara Pemanasan dengan Moisture Analyzer/ Moisture Balance

Berbeda dengan cara oven, cara ini menggunakan alat otomatis yang terdiri dari neraca penimbang serta elemen pemanas. Biasanya, pemanasan dilakukan dengan cara penyinaran terhadap sampel dengan menggunakan lampu pemanas seperti lampu inframerah (infrared), gelombang mikro (microwave) ataupun lampu halogen. Bobot sampel akan terukur secara otomatis pada neraca penimbang dan dilanjutkan ke mode pemanasan yang diatur oleh sistem. Cara ini dilakukan tanpa memindahkan sampel dari satu instrumen ke instrumen lainnya atau dalam kata lain, sampel tetap pada instrumen yang sama sehingga mencegah terjadinya kontaminasi akibat kadar air udara sekitar.

Jika analis menggunakan alat moisture analyzer, maka analis perlu mengetahui bobot optimal untuk pengujian sampel pada alat tersebut. Biasanya, vendor akan mencantumkan berbagai jenis sampel pada suatu tabel yang berada di manual book alat tersebut, sehingga analis hanya perlu melihat dan menguji atau melakukan optimasi ulang terhadapnya.

Gambar 2. Tampilan Alat Moisture Analyzer

Alat Oven dan Moisture Analyzer/ Moisture Balance

Baik penggunaan oven ataupun alat moisture analyzer, keduanya merupakan opsi untuk mengetahui kadar air yang terkandung pada sampel, meskipun suhu dan waktu yang digunakan untuk masing - masing cara tentu berbeda, Namun, bagaimana prinsip kerja dari masing - masing alat? Hal ini tentunya sangat berguna bagi analis yang bersangkutan, karena dengan mengetahui prinsip kerja dari alat yang digunakan, maka analis akan lebih memahami treatment (perlakuan) yang diperlukan selama analisa berlangsung.

A. Alat Oven

Oven merupakan alat pemanas yang berfungsi untuk memanaskan atau mengeringkan sampel dengan menguapkan kadar air yang terkandung didalamnya. Terdapat berbagai jenis oven, namun tipe yang umum digunakan untuk uji kadar air adalah natural air, forced air, serta tipe vakum (vacuum oven). Oven dengan udara natural (natural air) menggunakan dan mengolah udara ambien menjadi udara panas di dalam chamber dengan adanya preheating chamber dan sirkulasi udara panas di dalam chamber mengalir secara natural. Berbeda dengan tipe natural air, oven tipe forced air memiliki kipas (fan) yang dapat mendistribusikan serta membantu sirkulasi udara panas dalam chamber analisa. Di lain sisi, vacuum oven memiliki cara kerja yang berbeda, yakni dengan mengkondisikan tekanan pada chamber analisa sehingga kadar air dapat dihilangkan dari sampel pada suhu yang cukup rendah.

Gambar 3. Alat Oven : a) Sistem Alat Oven dan b) Pola Distribusi dan Sistem Alat Oven

Gambar 3 adalah sistem dari salah satu jenis oven yang cara kerjanya dimulai dengan mengambil udara ambien dari lingkungan. Udara ambien ini kemudian dipanaskan pada preheating chamber sehingga menghasilkan panas intermediate yang kemudian didistribusikan ke dalam chamber melalui lubang preheating chamber. Oleh sebab itu, penataan sampel pada rak oven harus sesuai dengan yang direkomendasikan oleh vendor terkait. Penataan sampel yang tidak sempurna menyebabkan udara panas tidak terdistribusi secara merata dan dapat mengakibatkan hasil uji yang tidak akurat.

Gambar 4. Tata letak sampel yang baik pada Alat Oven

B. Moisture Analyzer

Cara ini dilakukan secara otomatis oleh sistem alat. Ketika sampel diletakkan pada sample plate, alat dengan otomatis akan membaca bobot sampel. Beberapa alat mungkin akan memulai proses analisa ketika sampel telah ditempatkan pada alat, namun ada juga sistem yang memulai analisa ketika tombol “start” ditekan oleh analis. Pada tahap ini, alat akan mengaktifkan lampu serta elemen pemanas sehingga suhu chamber analisa akan naik sehingga air dapat menguap sedikit demi sedikit.

Biasanya, terdapat beberapa mode pada sistem moisture analyzer, diantaranya adalah mode auto, mode timer (pemanasan dengan waktu), mode pemanasan cepat dan mode pemanasan secara bertahap. Perlu diketahui oleh analis bahwa untuk menggunakan mode timer, analis perlu mengetahui waktu optimal yang dibutuhkan kadar air pada sampel untuk menguap. Namun, jika sampel lebih sensitif terhadap lonjakan suhu, maka disarankan untuk menggunakan pemanasan secara bertahap dimana pemanasan akan dilakukan dengan menggunakan cara ‘gentle heating’ atau dengan teknik ramping, sedangkan untuk sampel yang umum mode auto lebih disarankan. Dengan mengaktifkan mode ini, analis memberikan perintah pada alat untuk menghentikan pemanasannya setelah nilai ΔM konstan, dimana ΔM sendiri merupakan bobot yang menguap.

Gambar 5. Saran Peletakkan Sampel pada Alat Moisture Balance (a) Sampel Padatan , (b) Sampel Cairan

Jika menggunakan alat moisture analyzer, maka analis perlu menempatkan sampel pada sample plate secara merata seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Analis juga dilarang menyentuh sample plate secara langsung dengan tangan untuk menghindari kontaminasi lemak pada hasil uji. Selalu gunakan pinset atau pincer untuk menaruh ataupun memindahkan sample plate.

Dari Penjabaran diatas dapat dikatakan bahwa terdapat beberapa opsi cara maupun alat yang dapat digunakan untuk uji kadar air. Opsi - opsi tersebut mungkin dapat dijadikan referensi ataupun alternatif yang dapat dipertimbangkan untuk kedepannya.

Referensi:

Anonim. 2020. Pigments vs Dyes : What is the Difference? , https://thebluebottletree.com/pigments-vs-dyes-difference/ diakses pada Tanggal 2 Mei 2023

Daud, Ahmad., dkk. 2019. Kajian Penerapan Faktor yang Mempengaruhi Akurasi Penentuan Kadar Air Metode Thermogravimetri, Lutjanus, https://ppnp.e-journal.id/lutjanus_PPNP/article/view/79/36 diakses pada Tanggal 2 Mei 2023

Kumar, Ashok., dkk. 2021. Structure and Properties of Dyes and Pigments, https://www.intechopen.com/chapters/76561 diakses pada Tanggal 2 Mei 2023

Masilungan, Joana Tess dan Manuel. 2017. Moisture Content and Glass Transition Temperature of the Spray Dried Natural Dye: Talisay (Terminalia Catappa) leaves and Mahogany (Swietenia macrophylla) Bark, International Conference on Advances in Science, Engineering and Technology (ICASET-17)

Permatasari, N A dan F Sari. 2022. Quality changes of natural dye powder from red leaf amaranth (Alternanthera amoena Voss) during storage, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 1063 012005

Kern & Sohn. 2017. Instruction manual of DBS Moisture Analyzer, www.kern-sohn.com diakses pada Tanggal 3 Mei 2023

,Kadar Air ,Dye products ,zat warna ,Uji kadar air ,Oven uji kadar air ,Moisture analyzer

pH Meter

Monday, 08 May 2023

VIEW DETAILS

Pemantauan Baku Mutu Air Limbah Industri Tekstil

Monday, 15 May 2023