I. PENDAHULUAN A. Judul Percobaan Percobaan
Centrifuge B. Tujuan Percobaan
1. Mengetahui prinsip kerja centrifuge 2. Memahami cara penggunaan centrifuge
II. TINJAUAN PUSTAKA
Sentrifugasi adalah salah satu metode pemisahan partikel dari larutan atau suspensi berdasarkan ukuran, bentuk, densitas, viskositas medium (Yuwono, 2010). Sentrifugasi merupakan suatu metode yang digunakan dalam pencapaian sedimentasi dimana partikel-partikel yang ada di dalam suatu bahan yang dipisahkan dari fluida oleh gaya sentrifugasi yang dikenakan pada partikel. Dalam penggunaan metode sentrifugasi ini terdapat sebuah alat yang penting, alat yang diperlukan dalam metode ini adalah centrifuge. Hasil sentrifugasi terbagi menjadi dua, yaitu supernatan dan pelet, supernatan adalah substansi hasil sentrifugasi yang memiliki bobot jenis yang lebih rendah. Posisi dari substansi ini berada pada lapisan atas dan warnanya lebih jernih, sementara pelet adalah substansi hasil sentrifugasi yang memiliki bobot jenis yang lebih tinggi (Siregar, 2005). Pemisahan sentrifugal menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi. Gaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menuju dinding tanbung dan terakumulasi membentuk endapan (Hendra, 1989). Besar gaya sentrifugal (Fr) dipengaruhi oleh massa (m), kecepatan anguler (V), serta jari-jari putaran (R). Besar dari Fr ini diperoleh dengan cara menggerakkan m dengan kelajuan konstan V. Besar V dapat diperoleh dengan jalan mengamati putaran untuk selang waktu tertentu kemudian mengalikannya dengan banyaknya putaran tiap detik (frekuensi) (Hendra, 1989). Menurut Yuwono (2010), ada lima faktor yang mempengaruhi sentrifugasi, pertama adalah berat molekul, semakin tinggi berat molekul maka kecepatannya semakin rendah. Kedua adalah bentuk partikel, partikel dengan bentuk lebih kompak akan bergerak lebih cepat dibandingan yang tidak kompak. Ketiga adalah konsentrasi larutan, larutan yang lebih kental memiliki jumlah padatan yang lebih banyak. Keempat adalah waktu sentrifugasi, semakin lama waktunya maka semakin banyak endapan yang terbentuk. Kelima adalah kecepatan putaran, semakin besar kecepatan putarannya maka padatan pada campuran akan lebih cepat terpisah karena berat jenisnya lebih besar sehingga endapan lebih banyak.
Sentrifus digunakan dengan syarat dan ketentuan sebagai berikut yaitu pertama, bobot tabung yang digunakan harus seimbang agar gaya sentrifugal pada sentrifus menjadi seimbang. Keseimbangan tersebut juga mempengaruhi kecepatan rotor. Jika tidak seimbang maka dapat menyebabkan suspensi menjadi rusak bahkan terlempar ke luar bila sentrifus tidak terkunci rapat karena timbulnya presisi (Robinson 1975). Kedua, sebelum dijalankan sentrifus harus dalam keadaan vakum supaya tidak ada lagi gesekan dengan udara dan suhu tidak naik ketika rotor sedang berputar. Kemudian yang ketiga, homogenisasi dan fraksinasi dilakukan pada suhu 4 0C agar meminimalisir degradasi enzim-enzim terhadap komponen sel (Miller 2000). Menurut Putri dkk (2009), sentrifuge dapat diklasifikasikan berdasarkan tiga ketentuan yaitu yang pertama adalah berdasarkan kecepatan putaran. Sentrifuge kecepatan sedang (<6.000 rpm), sentrifuge kecepatan tinggi (6.00020.000 rpm), dan ultrasentrifuge (20.000-100.000 rpm). Kedua berdasarkan suhu pemisahan, sentrifuge suhu kamar dan sentrifuge pengatur suhu. Ketiga adalah berdasarkan fungsi, sentrifuge preparatif (pemisahan komponen biologis untuk analisa lebih lanjut) serta sentrifuge analitik (pengujian sifat bahan partikel atau makromolekul murni, berat molekul, dan bentuk). Menurut Girsang dkk (2003), metode pemisahan merupakan suatu cara yang digunakan untuk memisahkan atau memurnikan suatu senyawa atau sekelompok senyawa yang mempunyai susunan kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Metode pemisahan bertujuan untuk mendapatkan zat murni atau beberapa zat murni dari suatu campuran, sering disebut sebagai pemurnian dan juga untuk mengetahui keberadaan suatu zat dalam suatu sampel (analisis laboratorium). Berdasarkan tahap proses pemisahan, metode pemisahan dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu metode pemisahan sederhana dan metode pemisahan kompleks : 1. Metode Pemisahan Sederhana Metode pemisahan sederhana adalah metode yang menggunakan cara satu tahap. Proses ini terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yang relatif sederhana.
2. Metode Pemisahan Kompleks Metode pemisahan kompleks memerlukan beberapa tahapan kerja, diantaranya penambahan bahan tertentu, pengaturan proses mekanik alat, dan
reaksi-reaksi
kimia
yang
diperlukan.
Metode
ini
biasanya
menggabungkan dua atau lebih metode sederhana. Contohnya, pengolahan bijih dari pertambangan memerlukan proses pemisahan kompleks. Menurut Putri dkk (2009), keadaan zat yang diinginkan dan dalam keadaan campuran harus diperhatikan untuk menghindari kesalahan pemilihan metode pemisahan yang akan menimbulkan kerusakan hasil atau melainkan tidak berhasil. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan antara lain : 1) Keadaan zat yang diinginkan terhadap campuran, apakah zat ada di dalam sel makhluk hidup, apakah bahan terikat secara kimia, dan sebagainya. 2) Kadar zat yang diinginkan terhadap campurannya, apakah kadarnya kecil atau besar. 3) Sifat khusus dari zat yang diinginkan dan campurannya, misalnya zat tidak tahan panas, mudah menguap, kelarutan terhadap pelarut tertentu, titik didih, dan sebagainya. 4) Standar kemurnian yang diinginkan. Kemurnian 100% memerlukan tahap yang berbeda dengan 96%. 5) Zat pencemar dan campurannya yang mengotori beserta sifatnya. 6) Nilai guna zat yang diinginkan, harga, dan biaya proses pemisahan. Campuran adalah materi yang terdiri atas dua macam zat atau lebih dan masih memiliki sifat-sifat zat asalnya. Jika kita mencampur minyak dengan air, terlihat ada batas di antara kedua cairan tersebut. Jika kita mencampur dengan alkohol, batas antara keduanya tidak terlihat. Minyak dan air membentuk campuran heterogen (Chang, 2005). Campuran
heterogen adalah
campuran
yang
tidak
serba
sama,
membentuk dua fasa atau lebih, dan terdapat batas yang jelas di antara fasa-fasa tersebut. Alkohol dan air membentuk campuran homogen. Campuran homogen adalah campuran yang serbasama di seluruh bagiannya dan membentuk satu fasa (Chang, 2005).
Contoh campuran heterogen: campuran tepung beras dengan air, campuran kapur dengan pasir, dan campuran serbuk besi dengan karbon. Contoh campuran homogen: campuran gula atau garam dapur dengan air, air teh yang sudah disaring, campuran gas di udara. Campuran homogen biasa disebut larutan. Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarut (solute) dan zat pelarut (solvent). Larutan dapat berwujud padat, cair, dan gas (Chang, 2005). Tepung sagu ada yang terbuat dari pati singkong dan ada yang dari ubi. Fungsinya memberi kekenyalan pada kue.Tepung sagu mengandung energi sebesar 209 kilokalori, protein 0,3 gram, karbohidrat 51,6 gram, lemak 0,2 gram, kalsium 27 miligram, fosfor 13 miligram, dan zat besi 0,6 miligram. Kandungan amilopektin pati sagu sebesar 72,25% sedangkan kandungan amilosa sebesar 27,75% (Winarno 1997). Tepung beras merupakan bahan pangan pokok masyarakat Indonesia sejak dahulu. Sebagian besar butir beras terdiri dari karbohidrat jenis pati, pati beras terdiri dari dua fraksi utama yaitu amilosa dan amilopektin. Berdasarkan kandungan amilosanya 20-25% dan kandungan amilopektin 83% (Winarno 1997).
III. METODE A. Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah timbangan elektrik, gelas beker, tabung reaksi, rak tabung reaksi, kertas label, pro pipet, pipet ukur, vortex, sendok, dan centrifuge. Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum adalah aquades, tepung beras, dan tepung sagu. B. Cara Kerja
Sampel (tepung beras dan tepung sagu) ditimbang sebanyak 1 g, lalu sampel dimasukkan ke dalam gelas beker dan ditambahkan aquades sebanyak 40 ml. Selanjutnya larutan sampel dimasukkan ke dalam empat tabung reaksi masing-masing sebanyak 8 ml. Kemudian larutan divortex hingga homogen dan larutan disentrifuge selama 5 menit dengan kecepatan 3000 rpm. Hasil yang terjadi diamati dan dicatat.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil
Berdasarkan dari percobaan yang telah dilakukan maka diperoleh hasil sebagai berikut : Tabel 1. Hasil Sentrifugasi Tepung Beras dan Tepung Sagu Jenis Tepung Jumlah Endapan Warna Endapan Tepung Beras +++ Putih Tepung Sagu
+
Putih tulang
Keterangan : + sedikit endapan +++ banyak endapan B. Pembahasan
Menurut Girsang dkk (2003), metode pemisahan merupakan suatu cara yang digunakan untuk memisahkan atau memurnikan suatu senyawa atau skelompok senyawa yang mempunyai susunan kimia yang berkaitan dari suatu bahan, baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Metode pemisahan bertujuan untuk mendapatkan zat murni atau beberapa zat murni dari suatu campuran, sering disebut sebagai pemurnian dan juga untuk mengetahui keberadaan suatu zat dalam suatu sampel (analisis laboratorium). Berdasarkan tahap proses pemisahan, metode pemisahan dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu metode pemisahan sederhana dan metode pemisahan kompleks : 1. Metode Pemisahan Sederhana Metode pemisahan sederhana adalah metode yang menggunakan cara satu tahap. Proses ini terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yang relatif sederhana. 2. Metode Pemisahan Kompleks Metode pemisahan kompleks memerlukan beberapa tahapan kerja, diantaranya penambahan bahan tertentu, pengaturan proses mekanik alat, dan
reaksi-reaksi
kimia
yang
diperlukan.
Metode
ini
biasanya
menggabungkan dua atau lebih metode sederhana. Contohnya, pengolahan bijih dari pertambangan memerlukan proses pemisahan kompleks.
Sentrifugasi adalah salah satu metode pemisahan partikel dari larutan atau suspensi berdasarkan ukuran, bentuk, densitas, viskositas medium (Yuwono, 2010). Sentrifugasi merupakan suatu metode yang digunakan dalam pencapaian sedimentasi dimana partikel-partikel yang ada di dalam suatu bahan yang dipisahkan dari fluida oleh gaya sentrifugasi yang dikenakan pada partikel. Dalam penggunaan metode sentrifugasi ini terdapat sebuah alat yang penting, alat yang diperlukan dalam metode ini adalah centrifuge (Siregar, 2005). Sentrifuge yang digunakan dalam praktikum ini adalah sentrifuge keranjang berputar. Pemisahan sentrifugal menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi. Gaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menuju dinding tabung dan terakumulasi membentuk endapan (Hendra, 1989). Berikut gambar sentrifuge :
Gambar 1. Centrifuge (Dokumentasi Pribadi)
Gambar 2. Tutup Centrifuge (Dokumentasi Pribadi)
Gambar 3. Bagian dari Centrifuge (Dokumentasi Pribadi) Keterangan : 1. Tutup centrifuge
:
2. Keranjang tabung :
Untuk menutup keranjang tabung Untuk
meletakkan
tabung
reaksi
yang
akan
disentrifugasi. 3. Panel timer sekaligus power : Jadi sambil mengatur waktu yang dibutuhkan untuk sentrifugasi juga dapat langsung menyalakan alat ini.
4. Indikator lampu power
: Sebagai indikator untuk mengetahui
apakah alat sudah menyala atau belum. Lampu indikator menyala ketika alat menyala. 5. Panel pengatur kecepatan putaran : Untuk mengatur kecepatan putaran (rpm). Langkah pengoperasian alat ini adalah pastikan keempat tabung reaksi berisi sampel sudah memiliki berat jenis yang sama, kemudian keempat tabung reaksi dimasukkan ke dalam keranjang tabung. Tabung reaksi harus genap dan berhadapan agar ketika disentrifugasi seimbang, jika tidak seimbang maka tabung reaksi akan pecah. Lalu tutup keranjang tabung dengan tutup centrifuge, atur kecepatan putaran. Dalam praktikum ini kecepatan putaran yang digunakan adalah 3000 rpm. Selanjutnya waktu diatur dan alat menyala, pada praktikum ini waktunya adalah 5 menit. Tiga hal penting yang harus diperhatikan dalam pengoperasian alat ini adalah berat tabung harus sama, tabung harus diletakkan berhadapan, dan jumlah tabung harus genap. Jika salah satu dari tiga hal ini terlupakan maka tabung reaksi akan pecah. Hasil sentrifugasi dapat dilihat dari banyaknya filtrat, semakin banyak filtrat artinya semakin banyak yang terdendapkan. Tepung sagu ada yang terbuat dari pati singkong dan ada yang dari ubi. Fungsinya memberi kekenyalan pada kue.Tepung sagu mengandung energi sebesar 209 kilokalori, protein 0,3 gram, karbohidrat 51,6 gram, lemak 0,2 gram, kalsium 27 miligram, fosfor 13 miligram, dan zat besi 0,6 miligram. Kandungan amilopektin pati sagu sebesar 72,25% sedangkan kandungan amilosa sebesar 27,75% (Winarno 1997). Tepung beras merupakan bahan pangan pokok masyarakat Indonesia sejak dahulu. Sebagian besar butir beras terdiri dari karbohidrat jenis pati, pati beras terdiri dari dua fraksi utama yaitu amilosa dan amilopektin. Berdasarkan kandungan amilosanya 20-25% dan kandungan amilopektin 83% (Winarno 1997). Sentrifuge keranjang berputar memiliki kecepatan putaran yang tinggi, dikarenakan kecepatan putaran maksimalnya mencapai 10.000 rpm. Sentrifuge ini termasuk sentrifuge suhu kamar, dikarenakan tidak memiliki pengatur suhu
sehingga hanya mengandalkan suhu kamar. Sentrifuge keranjang berputar termasuk
analitik
karena
pemisahan
dengan
penentuan
BM,
dll
tidak
menggunakan komponen biologis. Dari tabel satu dapat dilihat bahwa tepung beras memiliki endapan lebih banyak dibandingkan tepung sagu. Warna endapan tepung beras adalah putih sedangkan tepung sagu warna endapannya adalah putih tulang. Warna endapan pada tepung sagu tidak putih seperti beras karena tepung sagu dari pati singkong ataupun ubi yang umumnya berwarna agak coklat. Hal ini sudah sesuai dengan teori menurut Winarno (1997), kandungan amilopektin pada beras lebih banyak daripada tepung sagu. Amilopektin yang banyak dapat mengakibatkan peningkatan berat molekul, dikarenakan BM tepung beras lebih berat daripada tepung sagu maka endapan yang terbentuk lebih banyak. Amilopektin tidak larut dalam air, tepung beras memiliki kandungan amilopektin lebih besar daripada tepung sagu hal ini berarti tepung beras lebih tidak larut dalam air. Ketidaklarutan tepung beras dalam air menyebabkan tepung beras lebih gampang terpisah dibandingkan tepung sagu. Jika BM besar maka kecepatan putaran rendah dan waktu sentrifugasi tidak butuh waktu lama, dikarenakan berat molekul yang besar berarti untuk memisahkan endapan dengan larutan menjadi lebih mudah. Begitu juga sebaliknya. Jadi percobaan sudah sesuai dengan teori, tepung beras memiliki BM tinggi hingga tidak perlu kecepatan yang tinggi dan waktu sentrifugasi yang lama. Oleh karena itu dalam waktu 5 menit dan kecepatan 3000 rpm pada tepung beras endapan yang terpisah lebih banyak. Dari
percobaan
dapat
disimpulkan
bahwa
faktor-faktor
yang
mempengaruhi sentrifugasi yaitu pertama adalah berat molekul, semakin tinggi berat molekul maka kecepatannya semakin rendah. Kedua adalah waktu sentrifugasi, semakin lama waktunya maka semakin banyak endapan yang terbentuk. Ketiga adalah kecepatan putaran, semakin besar kecepatan putarannya maka padatan pada campuran akan lebih cepat terpisah karena berat jenisnya lebih besar sehingga endapan lebih banyak.
V. KESIMPULAN
Berdasarkan dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan beberapa hal yaitu : 1. Prinsip kerja sentrifuge adalah dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu dan dikenakan gaya sentrifugal.
2. Cara penggunaan sentrifuge adalah berat tabung harus sama, tabung reaksi diletakkan berhadapan dan harus genap. Kecepatan putaran dan waktu diatur sesuai yang diinginkan.
3. Sentrifuge yang digunakan memiliki kecepatan putaran hingga 10.000 rpm dan berdasarkan temperatur pemisahan yang digunakan adalah sentrifuge suhu kamar. Berdasarkan fungsi sentrifuge yang digunakan adalah sentrifuge analitik. 4. Hasil dari percobaan adalah tepung beras memiliki endapan lebih banyak daripada tepung sagu. Warna endapan tepung beras putih sedangkan warna endapan tepung sagu putih tulang.
DAFTAR PUSTAKA
Chang, R. 2005. Kimia Dasar Edisi Ketiga Jilid 1. Erlangga, Jakarta. Girsang, H., Dany, R., Tami, Sumarti, Wahyuhono, G. 2003. Teknik Sentrifugasi untuk Meningkatkan Penemuan Bakteri Tahan Asam dari Sputum Penderita TBC Melalui Metode Zielh-Neelsen. Penelitian dan Pengembangan, 13(4):24-25. Hendra, A. 1989. Teknik pemisahan Dalam Analisis Biologis. IPB Press, Bogor. Miller, J.N. 2000. Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, Fourth Edition. Prentice Hall, Harlow. Putri, R. I., Fauziyah, M., dan Setiawan, A. 2009. Penerapan Kontroler Neural Fuzzy untuk Pengendalian Kecepatan Motor Induksi 3 Fasa Pada Mesin Sentrifugal. Penerapan, 3(2):55-56. Robinson, J. R. 1975. Fundamental Of Acid-Base Regulation, Fifth Edition. Blackwell Scientific Publication, Oxford. Siregar, A. S. 2005. Instalasi Pengolahan Air Limbah. Kanisius, Yogyakarta. Winarno, F. G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Yuwono, T. 2010. Biologi Molekuler . Erlangga, Jakarta.
LAMPIRAN
Gambar 1. Hasil Sentrifugasi Tepung Beras (Dokumentasi Pribadi)
Gambar 2. Hasil Sentrifugasi Tepung Sagu (Dokumentasi Pribadi)
