Menentukan kadar alkohol

Cara Penentuan Kadar Alkohol

Cara Pengukuran kadar etanol minimal 5 cara ?

Jawab :

            Mengukur kadar bioetanol dalam cairan fermentasi adalah salah satu hal penting yang harus kita ketahui, jika kita ingin membuat bioetanol. Ada banyak cara untuk mengukur bioetanol. Mulai dari cara yang paling mudah, rumit, dan paling canggih. Setiap metode pengukuran memiliki keunggulan dan kekurangannya sendiri-sendiri. Beberapa metode itu adalah analisis dengan :

1.      GC (Gas Chromatography)

2.      HPLC (High Performance Liquid Chromatography)

3.      metode enzyme

4.      hydrometer.

5.      Destilasi

Tiga metode yang pertama sangat sensitif, dapat mengukur kadar bioethanol dalam konsentrasi yang sangat rendah, tetapi juga lebih rumit dan mahal. Metode enzym relatif lebih mudah dan murah dibandingkan dengan metode GC atah HPLC. Saat ini tersedia beberapa produk enzym kit untuk mengukur bioetanol. Tetapi metode ini masih cukup mahal untuk ukuran UKM atau rumahan. Metode terakhir adalah metode yang paling mudah, murah, tetapi juga kurang teliti. Meskipun begitu untuk ukuran UKM atau rumahan rasanya sudah cukup memadai. Alat untuk mengukur kadar etanol tersebut juga dikenal dengan nama alkohol meter atau hydrometer alkohol. Alat ini sebenarnya digunakan dalam industri minuman keras (bir, wine) untuk mengukur kandungan alkohol dalam minuman tersebut. Di bagian atas alkohol meter tersebut dilengkapi dengan skala yang menunjukkan kadar alkohol. Prinsip kerjanya berdasarkan berat jenis campuran antara alkohol dengan air.

Destilasi adalah suatu proses penguapan yang diikuti oleh pengembunan. Destilasi dilakukan untuk memisahkan suatu cairan dari campurannya apabila komponen lain memiliki titik didih jauh lebih tinggi tidak ikut menguap. Prinsip destilasi yaitu pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan atau didefinisikan juga teknik pemisahan kimia yang berdasarkan perbedaan titik didih. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya.

Jenis-jenis dari destilasi adalah destilasi sederhana, destilasi fraksionasi, destilasi azeotrop, destilasi kering dan destilasi vakum. Suatu larutan pada model destilasi dikatakan ideal apabila larutan tersebut mengikuti hukum Raoult dan hukum Dalton. Hukum Raoult menyatakan bahwa tekanan uap pelarut di atas suatu larutan (P_A) sama dengan hasil kali tekanan uap pelarut murni (P_A^o) dengan fraksi mol dalam larutan (X_A. Rumusnya dapat dituliskan menjadi P_A = P_A^o  X_A.

           1. Penetapan Kadar Etanol Berdasarkan Bobot Jenis

Kecuali dinyatakan lain dalam masing-masing monografi, penetapan bobot jenis digunakan hanya untuk cairan, didasarkan pada perbandingan bobot zat di udara pada suhu 25°C terhadap bobot air dengan volume dan suhu yang sama.

Kadar etanol dapat ditetapkan berdasarkan bobot jenis destilat menggunakan Tabel Bobot Jenis dan Kadar Etanol pada farmakope.

  r = w2 - w0/w1-w0

               dimana:    r     : bobot jenis

                                W₀   : bobot piknometer kosong

                                W₁   : bobot piknometer yang berisi air suling

                                W₂   : bobot piknometer yang berisi destilat          

2. Penetapan Kadar Etanol dengan Destilasi

Kecuali dinyatakan lain dalam masing-masing monografi, dilakukan penetapan dengan cara destilasi. Cara ini sesuai untuk penetapan sebagian besar ekstrak cair dan tingtura asalkan kapasitas labu destilasi cukup dan kecepatan destilasi diatur sedemikian sehingga diperoleh destilasi yang jernih. Destilasi yang keruh dapat dijernihkan dengan pengocokan menggunakan talkum P atau kaslium karbonat P, saring, setelah itu suhu filtrat diatur dan kandungan etanol ditetapkan dari bobot jenis. Lakukan semua pekerjaan dengan hati-hati untuk mengurangi kehilangan etanol oleh penguapan. Selain pembagian macam destilasi, dalam referensi lain menyebutkan macam macam destilasi, yaitu :

1.    Destilasi sederhana

2.    Destilasi bertingkat ( fraksional )

3.    Destilasi azeotrop

4.    Destilasi vakum

5.    Refluks / destruksi

6.    Destilasi kering

3. Penetapan Kadar Etanol Dengan Kromatografi Gas Cair

Alat kromatografi gas dilengkapi dengan detektor ionisasi nyala dan kolom kaca 1,8m x 4 mm berisi fase diam S3 dengan ukuran partikel 100-120 mesh. Gunakan nitrogen F atau helium P sebagai gas pembawa. Sebelum digunakan, kondisikan kolom semalam pada suhu 235°C, alirkan gas pembawa dengan laju aliran lambat. Atur aliran gas pembawa dan suhu (lebih kurang 120ºC) sehingga baku internal asetonitril terelusi dalam waktu 5-10 menit.

4. Dengan Gas Chromatography

            Kromatografi gas adalah teknik kromatografi yang bisa digunakan untuk memisahkan senyawa organik yang mudah menguap. Senyawa-senyawa yang dapat ditetapkan dengan kromatografi gas sangat banyak, namun ada batasan-batasannya. Senyawa-senyawa tersebut harus mudah menguap dan stabil pada temperatur pengujian, utamanya dari 50 – 300°C. Jika senyawa tidak mudah menguap atau tidak stabil pada temperatur pengujian, maka senyawa tersebut bisa diderivatisasi agar dapat dianalisis dengan kromatografi gas. Berat jenis untuk penggunaan praktis lebih sering didefinisikan sebagai perbandingan massa dari suatu zat terhadap massa sejumlah volume air yang sama pada suhu 4° C atau temperatur lain yang tertentu. Notasi berikut sering ditemukan dalam pembacaan berat jenis: 25° C / 25° C, 25° C / 4° C, dan 4° C / 4° C.

Angka yang pertama menunjukkan temperatur udara saat zat ditimbang, angka yang berikutnya menunjukkan temperatur air yang digunakan. Berat jenis larutan etanol dapat diukur dengan piknometer. Berat jenis larutan etanol semakin kecil, maka kadar etanol di dalam larutan tersebut semakin besar. Hal ini dikarenakan etanol mempunyai berat jenis lebih kecil daripada air sehingga semakin kecil berat jenis larutan berarti jumlah / kadar etanol semakin banyak. Konversi berat jenis menjadi kadar etanol (v/v) disajikan pada tabel I dibawah ini:

Tabel I. Konversi berat jenis – kadar etanol (v/v)

Berat jenis larutan etanol	Kadar etanol (% v/v)	Berat jenis larutan etanol	Kadar etanol (% v/v)	Berat jenis larutan etanol	Kadar etanol (% v/v)
1,000  0,9999 0,9998 0,9997 0,9996 0,9995 0,9994 0,9993 0,9992 0,9991 0,9990 0,9989 0,9988 0,9987 0,9986 0,9985 0,9984 0,9983 0,9982 0,9981 0,9980 0,9979	0,00 0,07 0,13 0,20 0,26 0,33 0,40 0,46 0,53 0,60 0,66 0,73 0,80 0,87 0,93 1,00 1,07 1,14 1,20 1,27 1,34 1,41	0,9978 0,9977 0,9976 0,9975 0,9974 0,9973 0,9972 0,9971 0,9970 0,9969 0,9968 0,9967 0,9966 0,9965 0,9964 0,9963 0,9962 0,9961 0,9960 0,9959 0,9958 0,9957	1,48 1,54 1,61 1,68 1,75 1,81 1,88 1,95 2,02 2,09 2,15 2,22 2,29 2,37 2,43 2,50 2,57 2,64 2,70 2,77 2,84 2,91	0,9956 0,9955 0,9954 0,9953 0,9952 0,9951 0,9950 0,9949 0,9948 0,9947 0,9946 0,9945 0,9944 0,9943 0,9942 0,9941 0,9940 0,9939 0,9938 0,9937 0,9936 0,9935	2,98 3,05 3,12 3,19 3,26 3,33 3,40 3,47 3,54 3,61 3,68 3,76 3,83 3,90 3,97 4,04 4,11 4,18 4,26 4,33 4,40 4,48

5. Dengan Metode High Peformance Liquid Chromatography (HPLC)

Kromatografi adalah suatu istilah umum yang digunakan untuk bermacam-macam teknik pemisahan yang didasarkan atas partisi sampel  diantarasuatu fasa gerak yang bisa  berupa gas ataupun  cair dan fasa diam yang juga bisa berupa cairan ataupun suatu padatan. Kromatografi cair kinerja tinggi ( KCKT ) atau disebut juga dengan  HPLC, adalah teknik kromatografi  yang dapat memisahkan suatu campuran senyawa dan digunakan dalam biokimia dan kimia analitik untuk mengidentifikasi, mengukur dan memurnikan masing-masing komponen campuran, juga menyatakan bahwa HPLC merupakan salah satu teknik pemisahan campuran secara modern yang dapat digunakan untuk analisis kuantitatif maupun kualitatif,  dan paling sering digunakan untuk menetapkan kadar senyawa-senyawa tertentu, dan memurnikan senyawa dalam suatu campuran. HPLC biasanya menggunakan berbagai  jenis fasa diam,  fase gerak ,  analit, kolom, dan detektor untuk memberikan waktu retensi karakteristik untuk analit. Detektor juga dapat memberikan informasi tambahan yang berkaitan dengan analit. Waktu retensi analit bervariasi tergantung pada kekuatan interaksi dengan fase stasioner, rasio / komposisi pelarut yang digunakan, dan laju aliran fase gerak.Ini merupakan bentuk kromatografi cair yang memanfaatkan ukuran kolom yang lebih kecil, media yang lebih kecil di dalam kolom, dan lebih tinggi tekanan fase gerak.

Pemilihan pelarut, aditif dan gradien tergantung pada sifat dari kolom dan sampel.Seringkali serangkaian tes dilakukan pada sampel bersama-sama dengan sejumlah penelitian yang berjalan dalam rangka untuk menemukan metode HPLC yang memberikan pemisahan puncak terbaik. Penentuan kadar alkohol jenis etanol secara HPLC Menggunakan kondisi terpilih, misalkan 20 µL sampel diinjeksikan kedalam kolom dan dicatat waktu tambat puncak-puncak yang dihasilkan sampel. Jika puncak-puncak tersebut mempunyai waktu tambat yang sama dengan waktu tambat puncak bahan baku pembanding, maka dapat disimpulkan bahwa pada sampel terdapat zat-zat tersebut.

6. Dengan Menggunakan Alcohol Meter

Alat untuk mengukur kadar etanol tersebut juga dikenal dengan nama alkohol meter atau hydrometer alkohol. Alat ini sebenarnya digunakan dalam industri minuman keras (bir, wine) untuk mengukur kandungan alkohol dalam minuman tersebut. Di bagian atas alcohol meter tersebut dilengkapi dengan skala yang menunjukkan kadar alkohol. Prinsip kerjanya berdasarkan berat jenis campuran antara alkohol dengan air.    

Ini adalah hydrometer alkohol paling murah yang saya dapatkan. Harganya kurang dari Rp. 100 rb. Sebenarnya ada juga alkohol meter jenis lain, harganya juga lain-lain tergantung kualitasnya. Hydrometer ex Jerman kualitasnya bagus dan ada yang dilengkapi dengan thermometer juga. Harganya sebanding dengan kualitasnya, kalau tidak salah di atas Rp. 250 rb.

Pengunaan alkohol meter sangat sederhana. Pertama masukkan bioetanol ke dalam gelas ukur atau tabung atau botol yang tingginya lebih panjang dari panjang alkohol meter. Kemudian masukkan batang alkohl meter ke dalam gelas ukur. Alkohol meter akan tenggelam dan batas airnya akan menunjukkan berapa kandungan alkohol di dalam larutan tersebut.