praktikum acara iv
DESCRIPTION
ITP UNSTRANSCRIPT
IV. TRANSFER MASSA UAP AIR MELEWATI FILM KEMASAN
PE DAN PP
I. Tujuan Praktikum
Tujuan dari praktikum acara IV Transfer Massa Uap Air Melewati Film
PE dan PP ini adalah :
1. Menentukan laju transfer massa uap air melewati kemasan PE dan PP.
2. Menentukan pengaruh laminasi kedua kemasan tersebut secara seri
maupun paralel terhadap laju transfer massa uap airnya.
II. Tinjauan Pustaka
A. Tinjauan Bahan
Bahan yang digunakan pada acara ini ada 3 pokok yaitu : desikan berupa
silica gel, film plastik polietena dan polipropilena serta malam (wax).
1. Silika gel
Silika gel adalah butiran , vitreous , sangat berpori bentuk silika
dibuat secara sintetis dari natrium silikat . Walaupun namanya gel, silika
gel adalah solid. Ini adalah mineral alami yang dimurnikan dan diolah
menjadi salah satu bentuk butiran atau manik-manik. Silika gel yang
paling sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari seperti manik-manik
dikemas dalam plastik uap-permeabel (Anonima,2011).
Gel (dari bahasa Latin “gelu” — membeku, dingin, esataugelatus
— membeku) adalah campuran koloidal antara dua zat berbeda fase: padat
dan cair. Penampilan gel seperti zat padat yang lunak dan kenyal (seperti
jelly), namun pada rentang suhu tertentu dapat berperilaku seperti fluida
(mengalir). Biasanya gel memiliki sifat tiksotropi (Ing.:thyxotropy) :
menjadi cairan ketika digoyang, tetapi kembali memadat ketika dibiarkan
tenang (Anonimb,2011).
Selain itu silika gel adalah amorf, bentuk berpori dari silika (SiO 2).
Karena strukturnya yang unik internal, gel silika secara radikal berbeda
dari SiO2 yang berbasis bahan lainnya. Ini terdiri dari jaringan luas yang
saling berhubungan pori-pori mikroskopis. Berbeda dengan zeolit, gel
silika memiliki pori-pori yang lebih besar dengan berbagai diameter -
biasanya antara 5 Å dan 3000 Å - dan tidak dimungkinkan untuk
melakukan pemisahan molekul hanya berdasarkan pada ukurannya.
Berdasar ukuran porinya ketika disintesis maka silika gel dibedakan
menjadi 2 yaitu : Silika gel sempit yang disintesis dengan ukuran pori rata-
rata sekitar 20Ao dan silika gel lebar yang disintesis dengan ukuran pori
rata-rata sekitar 110Å.
Sebagian besar orang mengenal silika gel ketika mereka
menemukan paket kecil itu yang dikemas dalam produk yang telah mereka
beli, terutama ketika memberi peralatan elektronik. Tujuan dari paket
tersebut adalah untuk menyerap uap air yang ditemukan dalam paket.
Silika gel sendiri sebenarnya memiliki struktur kaca dan memiliki
kemampuan untuk menyerap air dan berbagai cairan lainnya maka secara
luas digunakan dalam industri dan sebagai sebuah pengering. Kemampuan
untuk menyerap sejumlah besar cair karena struktur sangat berpori dan
luas permukaan yang besar internal. Dan meskipun silikon terdapat pada
kelompok kimia yang sama seperti karbon pada tabel periodik dan
biasanya bereaksi dengan sama, silika gel menyerap cairan ionik dan
cairan organik. Kemampuan silika gel untuk menyerap uap air sekitar 40
persen dari beratnya sendiri dalam uap air. Meskipun silika gel dapat
menyerap sejumlah besar cairan, permukaan luarnya tetap kering ketika
disentuh. Karena lebih ringan beratnya dibanding bahan serapan yang lain,
maka silika gel lebih disukai untuk disertakan dalam pengiriman. Silika
gel juga dapat digunakan kembali dimana hanya perlu dipanaskan untuk
menghilangkan kadar air itu sudah diserap, sehingga bisa dikatakan silika
gel memiliki anggaran biaya yang sangat efektif hematnya. Selain itu,
silika gel tidak bereaksi dengan bahan lainnya, yang memungkinkan
penyimpanan yang aman, dan dengan pengecualian alkali sangat kuat atau
asam fluorida, tidak bereaksi dengan itu (Anonimc,2011).
Sifat-sifat Silika gel :
Silika gel adalah non-mudah terbakar, tidak reaktif, dan tidak beracun.
Silika gel yang ringan, sehingga menambah sedikit untuk pengiriman
penggunaan bahan bakar.
Silika gel dibuat dari unsur-unsur dan materi yang sangat umum di Bumi.
Silika gel mencegah sampah dengan melestarikan hal.
Silika gel adalah non-berbahaya untuk membuang.
Silika gel tidak memerlukan listrik untuk dehumidify (meskipun tidak
membutuhkan energi untuk diisi ulang).
Silika gel dapat digunakan kembali berulang-ulang.
Silika gel biru adalah jenis yang menunjukkan diri sebagai gel.
Ketika silika kering dan tidak mengandung kelembaban/menyerap uap air
maka silika gel berwarna biru. Sedang setelah menyerap uap air, ia akan
mengalami perubahan warna dari biru menjadi merah muda. Indikator
untuk jenis gel silika klorida kobal, yang beracun. Membuat dan
membuang jenis silika gel adalah sulit karena toksisitas indikator.
Sementara silika gel orange-hijau menunjukkan bekerja dalam cara yang
sama seperti silika gel berwarna biru-merah muda. Ketika gel kering, ia
berwarna orange. Setelah gel menyerap air, berubah menjadi warna hijau.
Metil ungu merupakan indikator yang digunakan dalam gel silika oranye-
hijau yang merupakan senyawa organik dan non-beracun, dan perlahan-
lahan mulai menggantikan indikator biru-merah muda. Silika gel putih
tidak mengandung indikator dan tidak akan berubah warna karena
menyerap air. Gel tipe ini sering digunakan dalam tas pengering kecil.
Jenis tas yang sering digunakan untuk komputer , kamera, alat musik dan
kemasan pelestarian. Beberapa gel juga menunjukkan gejala histeresis.
Dengan mengganti cairan dengan gas dimungkinkan pula untuk
membentuk aerogel (‘gel udara’), yang merupakan bahan dengan sifat-
sifat yang khusus, seperti massa jenis rendah, luas permukaan yang sangat
besar, dan isolator panas yang sangat baik (Anonimd,2011).
Namun selain memiliki manfaat menyerap uap air, silika gel juga
memiliki sisi bahaya yaitu jika seseorang tertelan silika gel akan
mengalami mata kering, iritasi, tenggorokan, selaput lendir serta rongga
hidung yang kering dan sakit perut atau rasa tidak nyaman di perut.
Meskipun badan pengawas makanan dan obat Amerika Serikat (FDA)
mengklasifikasikan silika gel kedalamkategorian (Generally Recognized
as Safe/GRAS), tapi semua paket silika gel mencantumkan label
peringatan atau simbol bahaya. Karena jika tertelan dan masuk ke dalam
tubuh bisa mengganggu kelembaban sehingga menimbulkan kondisi mual
ringan, sembelit atau muntah. Tapi ada juga tipe lain dari silika gel yang
disebut dengan gel 'indikator', bahan ini mengandung kobalt klorida yang
diyakini bersifat karsinogenik dan menyebabkan iritasi pernapasan. Jika
tertelan, maka harus segera dibawa ke rumah sakit agar diberi pertolongan
untuk kasus keracunan. Bahaya terbesar yang mungkin terjadi jika tertelan
silika gel adalah tersedak. Jika kondisi ini terjadi, maka harus bertindak
cepat untuk mengeluarkan silika gel tersebut. Namun jika hanya tertelan
saja, sebaiknya segera konsumsi air putih yang cukup banyak agar tubuh
tidak mengalami dehidrasi karena silika gel ini bisa menyerap cairan dari
dalam tubuh (Anonime,2011).
2. Polietilena dan Polipropilena
Polietilena (disingkat PE) (IUPAC: Polietena) adalah termoplastik
yang digunakan secara luas oleh konsumen produk sebagai kantong
plastik. Sekitar 60 juta ton plastik ini diproduksi setiap tahunnya.
Polietilena adalah polimer yang terdiri dari rantai panjang monomer
etilena (IUPAC: etena). Di industri polimer, polietilena ditulis dengan
singkatan PE, perlakuan yang sama yang dilakukan oleh Polistirena (PS)
dan Polipropilena (PP).
Molekul Polietilena adalah molekul yang sangat besar dan
diasumsikan bahwa molekulnya tidak bisa masuk/melewati pori-pori kecil
zeolit itu jika mayoritas asam yang dimilikinya aktif. Pola reaksi yang
dicontoh adalah untuk penurunan (pangkat,derajad) polimer yang katalitis
pada zeolit seperti disebutkan. Polimer makromolekul mempengaruhi
lokasi yang aktif pada permukaan eksternal kristalit zeolit. Pada penurunan
(pangkat,derajad) produk awal ini, ukuran molekul masih cukup kecil
untuk masuk pori-pori yang zeolitik, sehingga menghambur kedalam
kristal zeolit dan bereaksi lebih lanjut pada pusat aktif yang internal
(Manos,2000).
Molekul etena C2H4 adalah CH2=CH2. Dua grup CH2 bersatu
dengan ikatan ganda. Polietilena dibentuk melalui proses polimerisasi dari
etena. Polietilena bisa diproduksi melalui proses polimerisasi radikal,
polimerisasi adisi anionik, polimerisasi ion koordinasi, atau polimerisasi
adisi kationik. Setiap metode menghasilkan tipe polietilena yang berbeda.
Polietilena sendiri terdiri dari berbagai jenis berdasarkan kepadatan dan
percabangan molekul. Sifat mekanis dari polietilena bergantung pada tipe
percabangan, struktur kristal, dan berat molekulnya. PE yang lebih dikenal
ada tiga jenis yaitu HDPE, LDPE, dan LLDPE. Berdasar kristalinitas dan
massa molekul, titik leleh, dan transisi gelas sulit melihat sifat fisik
polietilena. Temperatur titik tersebut sangat bervariasi bergantung pada
tipe polietilena. Pada tingkat komersil, polietilena berdensitas menengah
dan tinggi, titik lelehnya berkisar 120oC hingga 135oC. Titik leleh
polietilena berdensitas rendah berkisar 105oC hingga 115oC
(Anonimf,2011).
Polipropilena atau polipropena (PP) adalah sebuah polimer termo-
plastik yang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai
aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil (contohnya tali, pakaian dalam
termal, dan karpet), alat tulis, berbagai tipe wadah terpakaikan ulang serta
bagian plastik, perlengkapan labolatorium, pengeras suara, komponen
otomotif, dan uang kertas polimer. Ada banyak penerapan penggunaan
akhir untuk PP karena dalam proses pembuatannya bisa di-tailor grade
dengan aditif serta sifat molekul yang spesifik. Sebagai misal, berbagai
aditif antistatik bisa ditambahkan untuk memperkuat resistensi permukaan
PP terhadap debu dan pasir. Kebanyakan teknik penyelesaikan fisik,
seperti pemesinan, bisa pula digunakan pada PP. Perawatan permukaan
bisa diterapkan ke berbagai bagian PP untuk meningkatkan adhesi
(rekatan) cat dan tinta cetak. Polipropilena memiliki permukaan yang tak
rata, seringkali lebih kaku daripada beberapa plastik yang lain, lumayan
ekonomis, dan bisa dibuat translusen (bening) saat tak berwarna tapi tidak
setransparan polistirena, akrilik maupun plastik tertentu lainnya. Bisa pula
dibuat buram dan/atau berwarna-warni melalui penggunaan pigmen,
Polipropilena memiliki resistensi yang sangat bagus terhadap kelelahan
(bahan). Ada tiga tipe umumnya PP: homopolimer, random copolymer dan
impact copolymer atau kopolimer blok (Anonimg, 2011).
Polimer adisi yang terbuat dari propilena monomer, permukaannya
tidak rata serta memiliki sifat resistan yang tidak biasa terhadap
kebanyakan pelarut kimia, basa dan asam. Polipropilena dibuat dengan
menggunakan katalis jenis Ziegler-Natta. Sebagian besar sediaan yang
diperdagangkan bersifat paling sedikit 95% isotaktik. Polipropilena
mempunyai banyak kesamaan dengan polietilena tekanan-rendah,
walaupun titik leburnya lebih tinggi (170o) (Pine, 1988).
B. Tinjauan Teori
Dalam penelitian ilmiah, nilai numeris, atau kuantitatif lebih
diutamakan dari pernyataan kualitatif. Penggunaan metematika dalam
memerikan hukum-hukum atom mempertkuat lingkup hukum-hukum tersebut
dan ketepatan penggunaannya. Bahkan dalam pekerjaan bukan ilmiah, sejak
dahulu orang telah menemukan perlunya pengukuran yang dinyatakan sesuai
kuantitatif dengan satuan-satuan yang sesuai. Hal yang menarik adalah sejak
dahulu kala orang kebanyakan telah melakuakan pengukuran massa, panjang,
dan waktu, yang merupakan sifat dasar dari para ilmuan. Tentu saja, ketepatan
pengukuran-pengukuran ini dan satuan-satuannya telah mengalami perubahan
dari tahun ke tahun (Petrucci,1985).
Melihat uraian betapa pentingnya pengukuran dalam penelitian ilmiah
maka menjadi hal yang vital pula penggunaan neraca analitis dalam percobaan
kali ini. Neraca analitis merupakan tuas kelas pertama, artinya titik topang
terletak antara titik-titik penerapan gaya. Dalam neraca lengan sama l1 = l2.
Hendaknya dicatat bahwa bobot suatu massa objek adalah gaya yang
dikerjakan pada objek itu leh tarikan gravitasi. Massa adalah kuantitas matei
yang menyusun objek itu. Bobot suatu objek berbeda menurut lokasi yang
berbeda pada pada permukaan bumi ini sedangkan massa tidak berubah
(Underwood, 1992).
Selain menggunakan neraca analitis dalam pengukuran, percobaan kali
ini pun menggunakan jangka sorong dan mikrometer. Jangka sorong yang
digunakan memiliki ketelitian 0,01 mm. Sementara pembacaan mikrometer
digunakan untuk mengatur ketinggian wadah yang tercatat sekarang.
Penerapan dari beda tekanan yang tidak diketahui menyebabkan meniskus
bergerak lepas dari garis tipis, tetapi ini dapat diperbaiki terhadap posisi
semulanya dengan menaikkan atau menurunkan wadah melalui micrometer.
Perbedaan pembacaan mikrometer awal dan akhir memberikan perubahan
ketinggian (h) dan selanjutnya pada tekanan (Doebelin, 1992).
Pada tinjauan bahan telah dibahas bahwa polietilena dan polipropilena
terbentuk dari proses polimerisasi. Polimerisasi merupakan reaksi kimia yang
menggabungkan dua molekul atau lebih menjadi molekul yang lebih besar.
Secara umum dapat dikatakan bahwa polimerisasi merupakan usaha untuk
memadukan beberapa unsur menjadi satu zat yang berpadu. Teknik
polimerisasi radiasi merupakan salah satu dari pemanfaatan radiasi untuk
memodifikasi polimer. Tujuannya adalah mengolah bahan mentah yang
berasal dari alam maupun sintesanya, seperti polietilen dan polipropilen,
menjadi bahan setengah jadi atau bahan jadi. Polimer dibuat dari bahan yang
disebut monomer, yaitu sejenis gas maupun cairan dengan molekul tunggal
yang saling terpisah. Apabila mendapatkan energy dari radiasi, monomer ini
akan saling berikatan membentuk molekul raksasa yang leih komplek yang
disebut polimer. Senyawa inilah yang selanjutnya dijadikan sebagai bahan
dasar untuk pembuatan plasik. Selain untuk membuat polimer, teknologi
radiasi juga dapat dipakai unutk memodifikasi sifat polimer tersebut.
Modifikasi polimer ini merupakan suatu upaya untuk memperbaiki sifat-sifat
polimer sehingga menjadi polimer baru dengan mutu yang lebih baik. Sebagai
contoh adalah polimer polietilen yang biasa dikenal sebagai salah satu
thermoplastik dan sering digunakan untuk bahan pembungkus, ternyata dapat
dimodifikasi lebih lanjut sehingga dapat dipakai sebagai bahan isolasi kabel
yang tahan terhadap panas (Akhadi, 2004).
Metode daur ulang polimer dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1. Mekanisasi ulang plastik yang digunakan kepada dari produksi baru.
Metoda ini telah menemukan aplikasi yang sangat terbatas, karena itu ada
yang tidak biasanya bisa diterapkan, oleh karena produksi baru yang bermutu
rendah dan kebutuhan akan arus plastik barang sisa murni.
2. Pengabuan/pembakaran plastik untuk memulihkan energi. Metoda ini
menghasilkan campuran berupa gas beracun dan hanya bergeser suatu masalah
barang sisa padat kepada salah satu dari polusi udara. Di dalam
pengabuan/pembakaran negara-negara banyak orang barang sisa plastik
terlarang atau secara politis tak dapat diterima
3. Penurunan (pangkat, derajad) plastik yang katalitis dan/atau yang berkenaan
dengan panas memboroskan untuk memasang gas dan produk cairan, yang
dapat digunakan seperti bahan bakar atau bahan-kimia. Metoda ini sepertinya
adalah paling berpeluang untuk dikembangkan ke dalam suatu yang komersil
hemat biaya polimer mendaur ulang memproses untuk memecahkan
permasalahan dalam lingkungan yang akut limbah buangan plastik
(Dwyer, 2000).
Pada percobaan kali ini dimana ada proses penghitungan permeabilitas
kemasan polietilena dan polipropilena hal itu berdasar karena polimer sendiri
memiliki suatu permeabilitas. Besaran yang menunjukkan kemampuan untuk
menampung garis gaya magnet dari suatu bahan disebut permeabilitas (m).
Dalam hal ini juga dapat dikatakan bahwa permeabilitas merupakan sifat dapat
“menembus” garis gaya pada suatu bahan atau tingkat induktivitas dari suatu
bahan. Permeabilitas suatu bahan dapat dicari dengan melilitkan suatu kawat
pada inti dari bahan logam (A) dan panjang Xm (Suyamto, 2008).
Jika sebuah sistem atau fluida dalam sebuah volume kontrol tidak
dalam kesetimbangan termal dngan lingkungannya, energi akan menembus
melalui batas sistem atau permukaan kontrolnya. Energi yang dipindahkan itu
disebut panas. Kita akan menganggap perpindahan panas (heat transfer)
mempunyai harga positif bilamana panas dipindahkan ke sistem atau ke fluida
ketika sistem atau fluida itu melalui volume kontrol yang dikehendaki, dan
negatif bilamana panas dipindahkan dari sistem atau fluida dalam volume
kontrol. Panas bukan sifat zat melainkan energi dalam kedaan transisi atau
peralihan. Kuantitas panas yang dipindahkan dinyatakan dengan Q dan dengan
q bila dilihat sebagai energi per satuan massa (Olson, 1993).
Namun pada percobaan kali ini dititik beratkan pada transfer massa
uap air. Transfer massa uap air dapat terjadi karena adanya beda tekanan yang
dikenal dengan isilah driving force, dimana seperti kita ketahui tekanan
berpindah dari yang tinggi ke yang rendah. Transfer massa uap airpun dapat
terjadi karena adanya penguapan. Penguapan hanya terjadi di
antarmuka/interface antara cairan dan udara, sedang mendidih adalah
penguapan yg terjadi di setiap bagian molekul cairan. Dalam setiap
pendidihan, selalu terjadi penguapan, tetapi dalam penguapan belum tentu
mendidih, jadi mendidih adalah bagian dari penguapan. Air akan menguap
sehingga kadar uap air di udara naik (kelembaban naik) sampai mencapai titik
jenuhnya (Anonimh,2011).
Penambahan tekanan menaikkan potensial kimia zat murni. Selain itu
jika tekanan diberikan kepada fase embun, tekanan uapnya naik. : sebenarnya
molekul-molekul terperas keluar dari fase embun dan keluar sebagai gas.
Kesulitan (yang kita abaikan disini) adalah bahwa jika fase embun adalah
cairan, gas yang menekan dapat melarut dan mengubah sifat-sifatnya
(Atkins, 2002).
Dapat juga kita kaitkan dengan jumlah molekul yang meninggalkan
cairan per satuan waktu adalah tetap selama suhu tak berubah. Sedang jumlah
molekul yang kembali per satuan waktu berbanding lurus dengan jumlah
molekul dalam ruangan diatas permukaan zat cair. Pada permulaan jumlah
molekul yang memasuki ruangan selalu bertambah secara kontinue, sehingga
banyaknya molekul yang menguap per satuan waktu selalu lebih besar dari
yang kembali per satuan waktu. Suatu saat akan dicapai keadaan dimana
jumlah molekul yang menguapa per satuan waktu sama dengan jumlah
molekul yang kembali. Selama ini berlangsung tekanan parsialnya uapnya
diatas permukaan cairan tetap dan sama dengan tekanan uap
(Pringgomulyo,1982)
Dalam percobaan kali inipun digunakan analisis penghitungan dengan
regresi. Pembicaraan mengenai analiis regresi akan memenuhi dua tugas
utama yaitu (a) member dasar untuk mengadakan predikis dan (b) member
dasar untuk pembicaraan mengenai analisis konvariansi. Banyak penelitian
bertujuan untuk mencari dasar – dasar untuk mengadakan prediksi suatu
ubahan dari informasi-informasi yang diperoleh dari ubahan, atau ubahan-
ubahan lain. Suatu ubahan dapat diramalkan dari ubahan lain apabila anatar
ubahan yang diramalkan disebut kriterium, dan ubahan yang digunakan untuk
meramal disebut prediktor terdapat korelasi yang signifikan. Korelasi antara
ubahan kriterium dengan ubahan prediktor dapat dilukiskan dalam suatu garis.
Garis ini disebut garis regresi (Hadi, 2001).
Lalu regresi itu sendiri berdasar sebagaimana telah kita ketahui bahwa
sesuatu hal itu ada hubungannya dengan hal lainnya. Bila variabel Y nilainya
tergantung pada nilai variabel X, maka antara X dan Y itu ada hubungan atau
dikatakan ada (mempunyai) korelasi. Hubungan antara X dan Y itu bisa
bersifat linier, bisa juga non linier. Korelasi antara X (variabel bebas) dan Y
(variabel tak bebas) bisa positif dan negatif. Untuk regresi linier sederhana,
bentuk persamaan garis tersebut adalah : Y = a + bX (Sukrawinata, 2001).
Dalam hal ini persamaan linier dibutuhkan dalam pembuatan slope
yang nantinya dapat menentuka permeabilitas suatu bahan. Untuk perhitungan
dan menemukan persamaan liniernya sendiri digunakanlah regresi. Dengan
ditemukannya slope dan permeabilitas suatu bahan maka bisa kita tentukan
kualitas dari bahan itu sendiri terhadap transfer massa uap airnya. Energi atau
massa dapat dipindahkan dari suatu benda ke benda lain atau lebih umum dari
satu sistem ke sistem lain. Perpindahan massa itu disebut transfer massa.
Energi adalah suatu kuantitas yang kekal, dapat berubah bentuk, dan dapat
pindah dari sistem satu ke sistem yang lain akan tetapi jumlah keseluruhannya
adalah tetap (Sutrisno, 1982).
III. Metode Percobaan
a.Alat dan Bahan
Alat : Mangkuk WVTR beserta kelengkapannya
Jangka sorong ketelitian 0,01 mm
Isolasi
Mikrometer
Plastic sealer
Neraca analitik
Bahan : Desikan berupa silica gel
Film plastik : Polietilena (PE) tebal 0,03 mm
Polipropilena (PP) tebal 0,03 mm
Polipropilena (PP) tebal 0,08 mm
Malam (wax)
b. Cara Kerja
IV. Hasil dan Pembahasan
a. Hasil Percobaan
Tabel 4.1 Transfer massa silika gel pada kemasan PE dan PP
KelompokJenis
kemasan
Berat wadah dan isinya (gram)Waktu Inkubasi
Hari ke-0 Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-39 PE 0,03 mm 126,900 127,025 127,047 127,05110 PP 0,03 mm 121,000 121,058 121,079 121,08911 PP 0,08 mm 125,600 125,738 125,558 125,557
Sumber : Laporan Sementara
Diameter mangkuk WVTR diukur menggunakan jangka sorong ketelitian 0,01 mm
Desikan sebanyak 12 gram ditimbang dengan neraca analitik dan diletakkan dalam mangkuk WVTR
Mangkuk WVTR dilapisi PE 0,03 mm, lalu direkatkan dengan isolasi dan wax
Mangkuk WVTR beserta isinya ditimbang dengan neraca analitik
Permeabilitas kemasan terhadap uap air dihitung dan buat slopenya
Setiap satu kali sehari berat mangkuk WVTR beserta isinya ditimbang
Penimbangan dilakukan selama 4 hari berturut-turut
2. Grafik
a. Kemasan PE 0,03 mm
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5126.8
126.85
126.9
126.95
127
127.05
127.1
f(x) = 0.047499999999998 x + 126.9345R² = 0.737204097302762
Kemasan PE 0,03 mm
Berat
Linear (Berat)
Hari
Be
rat
(gr)
Grafik 4.1 Transfer Massa Uap Air Melewati Film Kemasan PE 0,03 mm
b. Kemasan PP 0,03 mm
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5120.94
120.96
120.98
121
121.02
121.04
121.06
121.08
121.1f(x) = 0.0287999999999983 x + 121.0133R² = 0.871809964263167
Kemasan PP 0,03 mm
Berat
Linear (Berat)
Hari
Be
rat
(gr)
Grafik 4.2 Transfer Massa Uap Air Melewati Film Kemasan PP 0,03 mm
c. Kemasan PP 0,08 mm
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5125.45
125.5
125.55
125.6
125.65
125.7
125.75
125.8
f(x) = − 0.0248999999999981 x + 125.6556R² = 0.154965695647191
Kemasan PP 0,08 mm
Berat
Linear (Berat)
Hari
Be
rat
(gr)
Grafik 4.3 Transfer Massa Uap Air Melewati Film Kemasan PP 0,08 mm
b. Pembahasan
Kemasan dalam produk pangan selain berfungsi sebagai daya tarik
bagi konsumen namun juga difungsikan untuk melindungi produk yang
dikemas. Konsumen akan lebih tertarik membeli produk dengan
kemasan yang meyakinkan dari segi tampilan, efektifitas keamanan, dan
kesehatan. Maka untuk menjaga agar produk tetap renyah dan fresh,
bahan pengemas harus dapat melindungi produk dari uap air.
Permeabilitas dinyatakan sebagai kemampuan bahan pengemas untuk
melindungi produk yang dikemas atau bisa dikatakan juga sebagai laju
transfer massa uap yang melewati kemasan. Permeabilitas bahan
pengemas adalah massa dari gas atau uap yang dapat di transfer per unit
waktu, area, dan driving force atau laju transfer massa uap air yang
melewati kemasan dengan luas permukaan tertentu per hari untuk tebal
dan suhu serta kelembaban relatif (RH) tertentu. Satuannya dinyatakan
dalam gram H2O mm/mm2 hari atm.
Silika gel adalah desikan yang digunakan dalam praktikum kali ini
sebagai indikator transfer massa uap air yang digunakan dalam
praktikum acara ini. Plastik polietilena (PE) dan polipropilena (PP)
adalah bahan kemasan yang digunakan dalam praktikum ini. Silika gel
dikemas dalam plastik polietilen 0,03 mm, plastik polipropilena 0,03
mm dan 0,08 mm yang setiap hari dalam 4 hari ditimbang massanya.
Massa silika gel yang diperoleh yang dikemas dalam PE 0,03 mm
mulai hari ke-0, hari ke-1, hari ke-2, dan hari ke-3 berturut-turut adalah
126,900 gr; 127,025 gr; 127,047 gr; dan 127,051 gr. Untuk silika gel
yang dikemas dalam PP 0,03 mm, massa yang diperoleh berturut-turut
adalah 121,000 gr; 121,058 gr; 121,079 gr; dan 121,089 gr. Sementara
untuk kemasan PP 0,08 mm massa yang didapat setelah penimbangan
adalah 125,600 gr; 125,738 gr; 125,558 gr; dan 125,577 gr.
Selama waktu inkubasi dari hari ke-0 sampai hari ke-3, massa
silika gel beserta kemasannya mengalami peningkatan kecuali pada
kemasan plastik PP 0,08 mm di hari ke-2. Hal ini terjadi karena adanya
transfer massa uap air dari lingkungan ke silika gel. Prosesnya adalah
udara dalam wadah plastik PP maupun PE yang tertutup rapat terserap
oleh silika gel sehingga tekanan udara lebih rendah daripada lingkungan.
Berdasarkan beda tekanan tersebut, maka massa dari silika gel terus
bertambah akibat masuknya uap air dari lingkungan ke silika gel.
Dari data percobaan dapat dicari suatu persamaan linier baik pada
kemasan polietilen (PE) dan polipropilen (PP). Persamaan linier pada PE
0,03 mm adalah y = 0,047x + 126,9 dan PP 0,03 mm adalah y = 0,028x
+ 121,0 sedangkan pada PP 0,08 mm adalah y = - 0,024x + 125,6. Dari
persamaan linier tersebut didapatkan slope untuk menghitung
permeabilitas kemasan. Slope pada PE 0,03 mm adalah 0,047 gr
H2O/hari, sedangkan PP 0,03 mm adalah 0,028 gr H2O/hari, dan slope
pada PP 0,08 mm adalah - 0,024 gr H2O/hari.
Dari slope tersebut dapat dihitung permeabilitas kemasan.
Permeabilitas PE 0,03 mm adalah 2,471 x 10-7 gr H2O mm/hari mm2
sedangkan pada PP 0,03 mm adalah 1,402 x 10-7 gr H2O mm/hari mm2
dan pada PP 0,08 mm adalah – 3.296 x 10-7 gr H2O mm/hari mm2.
Dari data percobaan didapatkan bahwa terjadi pertambahan berat
setiap hari selama penimbangan namun terjadi penyimpangan pada
kemasan PP 0,08 mm di hari ke-2. Penimbangan berat tersebut
merupakan jumlah air yang melewati kemasan. Permeabilitas yang
semakin besar akan menyebabkan semakin mudahnya kemasan ditembus
oleh air. Sedangkan semakin kecil permeabilitas akan semakin sulit
ditembus oleh air. Hal ini dapat dilihat dari permeabilitas kemasan PE
0,03 mm yang permeabilitasnya lebih tinggi daripada kemasan PP 0,03
mm dan PP 0,08 mm yang permeabilitasnya lebih kecil. Dengan
ketebalan kemasan PP 0,08 mm maka akan semakin sulit ditembus oleh
air. Semakin tebal kemasan permeabilitasnya semakin kecil begitu juga
sebaliknya. Jadi permeabilitas berbanding terbalik dengan tebal kemasan
sehingga semakin kemasan dengan kualitas terbaik pada praktikum kali
ini adalah PP 0,08 mm.
Sementara sempat terjadi penyimpangan pada data kemasan PP
0,08 mm yang beratnya mengalami penurunan pada hari ke-2 dari
125,738 gram menjadi 125,558 gram, hal ini dapat diakibatkan oleh
beberapa faktor yaitu mungkin sempat terbukanya kemasan ataupun
ketidak tepatan pengukuran, sementara silica gel yang berubah warna
pada kemasan PE 0,03 mm dimungkinkan karena desikan sempat
menyerap panas dan abu setelah dioven mengingat desikan yang
digunakan adalah desikan yang sudah cukup lama sehingga berdampak
pula pada kenaikan massa yang tidak cukup signifikan yang sebenarnya
juga dipengaruh oleh kelembaban lokasi penempatan mengkuk WVTR.
V. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum acara IV
Transfer Massa Uap Air Melewati Film Kemasan PE dan PP ini adalah :
1. Permeabilitas dinyatakan sebagai kemampuan bahan pengemas
untuk melindungi produk yang dikemas atau bisa dikatakan juga sebagai
laju transfer massa uap air yang melewati kemasan.
2. Permeabilitas bahan pengemas adalah massa dari gas atau uap yang
dapat di transfer per unit waktu, area, dan driving force atau laju transfer
massa uap air yang melewati kemasan dengan luas permukaan tertentu
per hari untuk tebal dan suhu serta kelembaban relatif (RH) tertentu
3. Laju transfer massa uap air dapat ditentukan dengan cara
penentuan permeabilitas uap air dari kemasan.
4. Satuan permeabilitas dinyatakan dalam gram H2O mm/mm2 hari
atm.
5. Massa silika gel dan kemasan mengalami peningkatan pada waktu
inkubasi dikarenakan massa uap air yang melewati kemasan.
6. Massa silika gel yang diperoleh yang dikemas dalam PE 0,03 mm
mulai hari ke-0, hari ke-1, hari ke-2, dan hari ke-3 berturut-turut adalah
126,900 gr; 127,025 gr; 127,047 gr; dan 127,051 gr.
7. Massa silika gel yang diperoleh yang dikemas dalam PP 0,03 mm
mulai hari ke-0, hari ke-1, hari ke-2, dan hari ke-3 berturut-turut 121,000
gr; 121,058 gr; 121,079 gr; dan 121,089 gr. Sementara untuk kemasan
PP 0,08 mm massa yang didapat setelah penimbangan adalah 125,600
gr; 125,738 gr; 125,558 gr; dan 125,577 gr.
8. Persamaan linier pada PE 0,03 mm adalah y = 0,047x + 126,9
sedangkan pada PP 0,03 mm persamaan linier adalah y = 0,028x + 121,0
dan pada PP 0,08 mm persamaan liniernya adalah y = - 0,025x + 125,6.
9. Slope pada PE 0,03 mm adalah 0,047 gr H2O/hari sedangkan pada
PP 0,03 mm adalah 0,028 gr H2O/hari dan kemasan PP 0,08 mm adalah -
0,024 gr H2O/hari.
10. Permeabilitas PE 0,03 mm adalah 0, 247 gr H2O mm/hari m2 atm
sedangkan pada PP 0,03 mm adalah 0, 140 gr H2O mm/hari m2 atm dan
pada PP 0,08 mm adalah – 0,330 gr H2O mm/hari m2 atm.
11. Permeabilitas berbanding lurus dengan tebal kemasan dan
berbanding terbalik dengan luas permukaan.
12. Kemasan dengan permeabilitas kecil adalah kemasan yang baik
atau bisa dikatakan yang memenuhi standar.
13. Tekanan uap air bergerak dari tinggi ke rendah yaitu dari luar
menuju silika gel. Prosesnya adalah udara dalam wadah plastik PP
maupun PE yang tertutup rapat terserap oleh silika gel sehingga tekanan
udara lebih rendah daripada lingkungan. Berdasarkan beda tekanan
tersebut, maka massa dari silika gel terus bertambah akibat masuknya
uap air dari lingkungan ke silika gel.
14. Pertambahan berat merupakan jumlah air yang melewati kemasan
yang diserap oleh silika gel.
DAFTAR PUSTAKA
Akhadi, Mukhlis. 2004. Litbang Industri dengan Teknik Nuklir. Jurnal Teknologi dan Energi Vol.4 No.1. Teknik Mesin, STT-PLN.
Anonima. 2011. Silika Gel. http://.wikipedia.com. Diakses tanggal 11 Maret 2011. Pukul 19.00 WIB.
Anonimb. 2011. Kegunaan Silica Gel. http://punkels.wordpress.com. Diakses tanggal 11 Maret 2011. Pukul 19.20 WIB.
Anonimc. 2011. Struktur Pori Silica Gel dan Komposisi . http://.grace.com. Diakses tanggal 11 Maret 2011. Pukul 19.35 WIB.
Anonimd. 2011. Silica Gel Types. http://www.ehow.com. Diakses tanggal 11
Maret 2011. Pukul 19.30 WIB.
Anonime. 2011. Bahaya Menelan Pengawet Silika Gel.
http://health.detik.com.Diakses tanggal 11 Maret 2011. Pukul 19.40
WIB.
Anonimf. 2011. Mengenal Plastik Polietilena.http://polimerabduh.wordpress.com.
Diakses tanggal 11 Maret 2011. Pukul 19.50 WIB.
Anonimg. 2011. Polipropilena.http://wikipedia.com. Diakses tanggal 22 Maret
2011. Pukul 20.55 WIB.
Anonimh. 2011. Penguapan Air.http://trihidayatno.wordpress.com. Diakses
tanggal 22 Maret 2011. Pukul 20.50 WIB.
Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisika. Erlangga. Jakata.
Dwyer, John. 2000. Catalytic Degradation of High-Density Polyethilene on an
Ultrastable-Y Zeolite. Nature of Initial Polymer Reaction, Pattern of
Formation of Gas and Liquid Products, and Temperature Effects.
Jurnal Ind. Eng. Chem. Res. 2000, 39, 1203-1208. Departement of
Chemical Engineering, University College London. United Kingdom.
Doebelin, Ernest O. 1992. Sistem Pengukuran Aplikasi dan Perancangan.
Erlangga. Jakata.
Hadi, Sutrisno. 2002. Analisis Regresi. Penerbit ANDI. Yogyakarta.
Manos, George. 2000. Catalytic Degradation of High-Density Polyethilene over
Different Zeolitic Structures. Jurnal Ind. Eng. Chem. Res.2000, 39,
1198-1202.Departement of Chemical Engineering, University College
London. United Kingdom.
Olson, Reuben M. 1993. Dasar-Dasar Mekanika Fluida Teknik. Gramedia
Pustaka Utama. Jakata.
Petrucci, Ralph H. 2002. Kimia Dasar. Erlangga. Jakata.
Pine, Stanley H. 1988. Kimia Organik. ITB Press. Bandung.
Pringgomulyo, Saroyo. 1982. Kimia Umum. Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan. Jakata.
Sukrawinata, Ukon. 2001. Ramalan Pengusahaan Distribusi Tenaga Listrik.
Jurnal Teknologi dan Energi Vol.1 No.1. STP-YPLN.
Underwood, A.L dan R.A. Day, Jr . 1989. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga.
Jakarta.
Lampiran
Analisis Hasil Percobaan
1) Permeabilitas kemasan PE 0,03 mm
Tebal kemasan = 0,03 mm
Diameter kemasan = 8,5 cm + 5 x 0,05 mm
= 8,5 cm + 0,25 mm
= 85, 25 mm
= 8, 525 x 10-2 m2
Luas Kemasan =
14
πD2
=
14×3 ,14×85 , 25×85 ,25
= 5.705,037 mm2
= 5, 705 x 10-3 m2
X(hari)
Y(berat wadah dan isinya)
0 126,900 gram1 127,025 gram2 127,047 gram3 127,051 gram
Regresi 0,047 Sumber : Laporan Sementara
Persamaan linier
y = bx + a ↔ y = 0, 047x + 126, 9
Jadi nilai b (slope) = 0, 047 sedang nilai a = 126, 9
B (permeabilitas) =
slope (gr H2O/ hari )× tebal ( mm )
luas penampang (m2)×tekanan ( atm )
=
0,047 gr H2 O/ hari × 0,03 mm
5,705 . 10-3 m2×1 atm
= 0,247 gr H2O mm/ hari m2 atm
2) Permeabilitas kemasan PP 0,03 mm
Tebal kemasan = 0,03 mm
Diameter kemasan = 8,7 cm + 7 x 0,05 mm
= 8,7 cm + 0,35 mm
= 87, 35 mm
= 8, 735 x 10-2 m2
Luas Kemasan =
14
πD2
=
14×3 ,14×87 ,35×87 ,35
= 5.989,568 mm2
= 5, 990 x 10-3 m2
X(hari)
Y(berat wadah dan isinya)
0 121,000 gram1 121,058 gram2 121,079 gram3 121,089 gram
Regresi 0,029 Sumber : Laporan Sementara
Persamaan linier
y = bx + a ↔ y = 0, 028x + 121, 0
Jadi nilai b (slope) = 0, 028 sedang nilai a = 121, 0
B (permeabilitas) =
slope (gr H2O/ hari )× tebal ( mm )
luas penampang (mm2)×tekanan (atm )
=
0,028 gr H2 O/ hari × 0,03 mm
5, 990 . 10-3 m2×1 atm
= 0,140 gr H2O mm/ hari m2 atm
3) Permeabilitas kemasan PP 0,08 mm
Tebal kemasan = 0,08 mm
Diameter kemasan = 8,6 cm + 3 x 0,05 mm
= 8,6 cm + 0,15 mm
= 86, 15 mm
= 8, 615 x 10-2 m2
Luas Kemasan =
14
πD2
=
14×3 ,14×86 ,15×86 ,15
= 5.826,131 mm2
= 5, 826 x 10-3 m2
X(hari)
Y(berat wadah dan isinya)
0 125,600 gram1 125,738 gram2 125,558 gram3 125,577 gram
Regresi -0,024 Sumber : Laporan Sementara
Persamaan linier
y = bx + a ↔ y = - 0, 024x + 125, 6
Jadi nilai b (slope) = - 0, 024 sedang nilai a = 125, 6
B (permeabilitas) =
slope (gr H2 O/ hari )× tebal ( mm )
luas penampang (mm2 )×tekanan (atm )
=
-0,024 gr H2 O/ hari × 0,08 mm
5, 826 . 10-3 m2×1 atm
= - 0,330 gr H2O mm/ hari m2 atm