SINTESIS ESTER FRUKTOSA OLEAT MELALUI REAKSI ESTERIFIKASI MENGGUNAKAN KATALIS PADAT DOWEX DR-G8

LANA SANTIKA NADIA, Dr.Ir. Chusnul Hidayat; Dr. Ir. Supriyanto, M.S.

2015 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Ester Fruktosa Oleat (EFO) merupakan salah satu jenis sufaktan yang disintesis dari fruktosa dan asam oleat melalui reaksi esterifikasi. Dowex DR-G8 merupakan salah satu katalis padat yang dapat digunakan untuk mengkatalis reaksi esterifikasi. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari penggunaan dowex DR-G8 sebagai katalis yang ramah lingkungan pada reaksi esterifikasi EFO. Penelitian dilakukan melalui 2 tahapan, yaitu pre-treatment esterifikasi dan esterifikasi EFO. Tahap pre-treatment bertujuan untuk meningkatkan kelarutan fruktosa dengan pemanasan menggunakan magnetic-stirrer, suhu 60 °C, selama 2 jam. Pada tahap kedua yaitu esterifikasi EFO selama 24 jam, pada suhu 60 °C, dengan kekuatan agitasi 120 stoke/min. Reaksi esterifikasi dilakukan dengan variable dowex DR-G8 0-12%; rasio substrat fruktosa/asam oleat 1:1-1:6; rasio fruktosa/ pelarut tert-butanol (1:0-1:5); suhu (40-80 °C); dan waktu (0-24 jam). Sampel diambil pada menit ke 0, 10, 20, 30, 45 menit, digunakan untuk mengevaluasi kinetika reaksinya. Parameter yang diamati yaitu banyaknya ester yang terbentuk dilihat dari luas area kromatogram pada analisa TLC. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa esterifikasi EFO dengan menggunakan substrat asam oleat dan fruktosa dapat dikatalis oleh katalis padat Dowex DR-G8. HasilThin Layer Chromatography, mono-EFO ditunjukkan pada rf 0,03; dan di-EFO 0,3. Faktor banyaknya dowex DR-G8 yang ditambahkan, rasio substrat fruktosa/ asam oleat, rasio fruktosa/ pelarut tert-butanol, waktu dan suhu dapat mempengaruhi sintesis EFO, dengan kondisi terbaik berturut-turut yaitu 10% dowex DR-G8; rasio 1:1 (fruktosa/ asam oleat); rasio 1:4 (fruktosa/ pelarut), selama 24 jam, suhu 70 °C. Reaksi esterifikasi mono-EFO selama 45 menit pengamatan mengikuti pola orde reaksi pertama, dengan konstanta laju reaksi pada suhu 40-80 °C berturut-turut 0; 0,0291; 0, 043; 0,0306; dan 0,0156. Energi aktivasi reaksi esterifikasi mono-EFO yaitu - 4,86 kkal/ gr.mol.

Fructose Oleic Ester (FOE) can be produced through chemical esterification or interesterification using solid acid catalyst. Dowex DR-G8 is one of solid catalyst that can be used to catalyse the esterification. The objective of this research was to study the use of dowex DR-G8 as an environmental friendly catalyst in FOE synthesis. This research was performed in 2 stages; there were pre-treatment stage and FOE synthesis. The objective of pre-treatment stage was to increase solubility of fructose in the solvent. Fructose and tert- butanol were heated in magnetic stirrer at 60 °C, 2h. Second stage was FOE esterification. Esterification was done in water bath shaker at 24 h, 60 °C, 120 stoke/min. The variables were dowex DR-G8 concentration (0-12%); fructose/oleic acid mol ratio (1:1 - 1:6); fructose/ solvent ratio (1:0 - 1:5); esterification temperature (40-80 °C); and esterification time (0-24 h). The sample was taken at 0, 10, 20, 30, 45 minute of esterification for kinetic evaluation. The parameter was a total of synthesized ester that can be shown on chromatogram of thin layer chromatography. The results of this research showed that the esterification of FOE can be catalysed by Dowex DR-G8. The result of Thin Layer Chromatography, mono-FOE showed at Rf 0.03; and di-FOE 0.3. Total of dowex DR-G8, fructose/oleic acid mol ratio; fructose/ solvent ratio; esterification temperature; and esterification time at the best condition were 10% dowex DR-G8; ratio 1:1 (fructose/oleic acid); ratio 1:4 (fructose/solvent), at 24 h, temperature 70 °C, respectively. Synthesis of mono-FOE during 45 minute were follow first-order reaction The rate constant at 40-80 °C were 0; 0.0291; 0, 043; 0.0306; and 0.0156, respectively. The activation energy of esterification mono-EFO was - 4.86 kcal / g mol.

Kata Kunci : esterifikasi, katalis padat, Dowex DR-G8, ester fruktosa oleat, kinetika