Pemanfaatan Silika Nabati dari Limbah Pertanian sebagai Antifoaming

Perdagangan minuman di pasaran sangat dipengaruhi oleh kemasan yang menarik, seperti wadah, warna, dan volume dari produk tersebut. Namun, dalam perdagangan tersebut timbul busa (foam), baik akibat guncangan, oksigen yang tersisa pada permukaan cairan, maupun hasil reaksi dari cairan itu sendiri (Adam, 1995). Busa adalah sebuah substansi yang terbentuk dengan menjebak banyak sekali gelembung gas dalam benda cair atau padat bisa pula dianggap sebagai sejenis koloid. Busa, dalam kasus ini berarti “cairan bergelembung”, juga dihasilkan sebagai produk sampingan yang seringkali tidak diinginkan dalam pembuatan berbagai substansi. Sebagai contoh, busa merupakan permasalahan serius industri kimia, khususnya untuk proses biokimia. Kebanyakan substansi biologis, seperti protein, dengan mudah menghasilkan busa pada proses agitasi dan aerasi. Busa bermasalah sebab mengubah aliran cairan dan menghalangi perpindahan oksigen dari udara (dengan begitu mencegah respirasi mikrobial dalam proses fermentasi aerobik).

Dalam bidang industri, pembentukan busa banyak ditemukan dalam proses produksi minuman. Salah satunya adalah pada proses vakum-kondensasi, terbentuk busa yang sangat stabil dan dalam kuantitas yang besar. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, digunakanlah suatu antibusa yang disebut antifoaming. Ross (1949) membagi beberapa bahan antifoaming kedalam tujuh jenis kelompok, yaitu (1) alkohol, (2) asam lemak, (3) ester asam lemak, (4) campuran amida dan asam lemak, (5) ester, (6) fosfat organik, dan (7) silika. Senyawa-senyawa tersebut merupakan material yang aktif di permukaan dan memiliki nilai koefisien sebaran yang positif. Senyawa ini bekerja secara spesifik sebagai antibusa ketika berubah fase dalam sistem yang terlibat. Berdasarkan penelitian (Robert, 1950), silika merupakan jenis antifoaming yang paling efektif dalam mengurangi busa. Untuk alasan inilah, beberapa senyawa bahan antifoming, seperti silika, ditambahkan untuk mengatasi permasalahan ini. Sehingga membuat produk lebih menarik dan memperpanjang masa simpan bahan (Leete, 1930). Dari kasus tersebut terlihat bahwa senyawa yang digunakan untuk antibusa adalah senyawaan silika. Dalam proposal PKM ini diajukan silika nabati yakni silika yang diperoleh dari limbah pertanian sebagai alternatif bahan antibusa. Beberapa limbah pertanian yang diajukan adalah sekam padi, ampas tebu, kulit kacang tanah, dan kulit salak.

Hingga saat ini padi masih merupakan produk utama pertanian di negara agraris, termasuk Indonesia. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa beras yang merupakan hasil olahan dari padi merupakan bahan makanan pokok. Sekam padi yang merupakan salah satu produk sampingan dari proses penggilingan padi, selama ini hanya menjadi limbah yang belum dimanfaatkan secara optimal. Sekam padi lebih sering hanya digunakan sebagai bahan pembakar bata merah atau dibuang begitu saja sedangkan ampas tebu adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dapat dihasilkan ampas tebu sekitar 35%-40% dari berat tebu yang digiling (Subroto, 2006). Mengingat begitu banyak limbah tersebut, maka ampas tebu akan memberikan nilai tambah tersendiri bagi pabrik gula bila diberikan perlakuan lebih lanjut, karena sebagian besar ampas tebu di Indonesia digunakan untuk bahan bakar pembangkit ketel uap pada pabrik gula dan bahan dasar pembuatan kertas. Kulit kacang tanah dan kulit salak juga merupakan limbah yang belum dimanfaatkan secara optimal. Keduanya diketahui memiliki kandungan lignin, sehingga saat ini banyak digunakan sebagai pupuk dan pakan ternak. Dari beberapa penelitian (Houston, 1972; Hara, 1986; Shofiatun, 2000) dan literatur (Badan Litbang Pertanian, 2005) diketahui bahwa silika dapat diperoleh dari sekam padi, ampas tebu, kulit kacang tanah, dan kulit salak.

Silika merupakan bahan kimia yang pemanfaatan dan aplikasinya sangat luas mulai dari bidang elektronik, mekanik, medis, seni, hingga bidang-bidang lainnya. Saat ini silika banyak digunakan sebagai adsorben, misalnya adsorben nikotin pada rokok (Evi dkk, 2008) dan adsorben ion tembaga serta menghambat pertumbuhan bakteri (Saepul, 2007). Atas dasar ini, dalam kegiatan ini digagas untuk mencoba memanfaatkan limbah pertanian sebagai bahan baku pembuatan silika nabati sebagai antibusa atau lebih dikenal sebagai antifoaming. Silika yang digunakan berasal dari limbah pertanian sehingga disebut silika nabati, berbeda dengan silika mineral yang umumnya bersumber dari bahan mineral. Karenanya, silika nabati diduga lebih aman untuk digunakan dalam bahan minuman.

Selain ketersediaan bahan baku, penelitian ini juga didasarkan pada berbagai informasi literatur yang memaparkan pembuatan silika nabati dari berbagai bahan baku memiliki daya antibusa yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa karakteristik antifoaming dari silika nabati sangat dipengaruhi oleh bahan baku yang digunakan.

Tulisan ini merupakan bagian pendahuluan dari Laporan Akhir yang diajukan pada Program Mahasiswa Wirausaha (PMW) yang diadakan oleh Dirjen Dikti.