Nama : Irma Tiara Puteri

NIM : H 131 10 013

Tanggal : 4 April 2013

Mata Kuliah : Kimia Adsorpsi

Tugas : Ringkasan Jurnal Termodinamika

Pengaruh Penambahan Khitosan dan Plasticizer Gliserol pada Karakteristik

Plastik Biodegradabel dari Pati Limbah Kulit Singkong

Biodegradabel plastik adalah kemampuan plastik yang akan terurai di alam

dengan bantuan mikroorganisme. Biodegradasi dari plastik dapat dicapai dengan

mengaktifkan mikroorganisme di lingkungan untuk memetabolisme struktur

molekul film plastik. Biodegradabel plastik biasanya diproduksi dalam dua bentuk

yaitu padat/3D dan film. Penggunaan pati sebagai bahan utama pembuatan plastik

memiliki potensi yang besar karena di Indonesia terdapat berbagai tanaman

penghasil pati, seperti singkong. Untuk memperoleh bioplastik, pati ditambahkan

khitosan dan plasticizer gliserol, sehingga diperoleh plastik yang lebih fleksibel

dan elastis.

Penelitian ini mengkaji tentang pemanfaatan pati limbah kulit singkong

dan khitosan sebagai bahan dasar pembuatan biodegradabel plastik. Teknik yang

digunakan dalam pembuatan bioplastik adalah teknik inversi fasa dengan

penguapan pelarut setelah proses pencetakan yang dilakukan pada plat kaca.

Metode ini didasarkan pada prinsip termodinamika larutan dimana keadaan awal

larutan stabil kemudian mengalami ketidakstabilan pada proses perubahan fasa

(demixing), dari cair menjadi padat. Proses pemadatannya (solidifikasi) diawali

dari transisi fasa cair satu ke fasa dua cairan (liquid-liquid demixing) sehingga

pada tahap tertentu fasa (polimer kosentrasi tinggi) akan membentuk padatan.

Studi mengenai pembuatan bioplastik campuran pati dan khitosan, serta

gliserol sebagai plasticizer dilakukan dengan memvariasikan khitosan (0,5 ; 0,75 ;

1 : 2) (%w/v) dan gliserol (3 ml ; 5 ml ; 7 ml). Bioplastik dicetak di atas plat kaca.

Untuk melepaskan larutan bioplastik dari pelat kaca dilakukan dengan cara

memasukkannya ke dalam bak koagulan yang berisi larutan NaOH 4%. Larutan

NaOH berfungsi sebagai larutan non-pelarut yang dapat berdifusi ke bawah

lapisan bioplastik sehingga bioplastik terangkat ke atas dan mudah untuk dilepas.

Hasil yang diperoleh berupa lembaran tipis plastik (film plastik) yang telah

diuji sifat mekaniknya sehingga didapatkan variabel data optimum dengan

menggunakan alat Authograph AG-10TE Shimadzu, yaitu komposisi khitosan 2%

dan penambahan gliserol 3 ml dengan nilai Modulus Young 494925.675 (psi),

Elongation 1.27 (%), dan Tensile Strenght 6269.059 (psi). Prosentase khitosan

terhadap nilai Modulus Young berbanding lurus. Hal ini berbanding terbalik

dengan adanya penambahan komposisi gliserol, dimana nilai Modulus Young

akan semakin kecil seiring bertambahnya konsentrasi gliserol. Prosentase khitosan

terhadap nilai Tensile Strenght berbanding lurus, karena semakin besar

konsentrasi khitosan maka semakin banyak ikatan hidrogen yang terdapat dalam

bioplastik sehingga ikatan kimianya akan semakin kuat dan sulit untuk diputus,

diperlukan energi yang besar untuk memutuskan ikatan tersebut. Nilai Tensile

Strength berbanding terbalik dengan adanya penambahan komposisi gliserol,

dimana nilai Tensile Strength akan semakin menurun seiring bertambahnya

konsentrasi gliserol. Semakin besar komposisi gliserol maka prosentase

Elongation juga semakin besar, berarti semakin banyak gliserol yang

ditambahkan, maka sifat bioplastik akan semakin elastis. Sedangkan prosentase

Elongation berbanding terbalik terhadap konsentrasi khitosan, karena semakin

menurunnya jarak ikatan intermolekulernya.

Analisa morfologi dilakukan menggunakan alat SEM ZEISS, tujuannya

untuk menjelaskan bagaimana morfologi dari bioplastik yang terbentuk.

Komposisi variabel gliserol-khitosan (3 : 0,75) terlihat bahwa permukaan

bioplastik memiliki banyak rongga dan masih terlihat adanya sedikit kerutan pada

permukaan film. Pada komposisi variabel gliserol-khitosan (3 : 2), terlihat bahwa

permukaan bioplastik memiliki sedikit rongga dan banyak sekali kerutan pada

permukaan film.

Bioplastik diuji sifat biodegradabelnya menggunakan bakteri EM4

(Effective Microorganism). EM4 adalah kultur campuran mikro yang terdiri dari

bakteri Lactobacillus, Actinomyces, Streptomyces, ragi jamur, dan bakteri

fotosentik yang bekerja saling menunjang dalam dekomposisi bahan organik.

Proses dekomposisi berlangsung secara fementasi baik dalam keadaan aerob

maupun anaerob. Bakteri-bakteri ini akan mendegradasi bioplastik yang

mengandung pati dengan cara memutus rantai polimer menjadi monomer-

monomernya melaui enzim yang dihasilkan dari bakteri tersebut. Proses ini akan

menghasilkan senyawa-senyawa organik berupa asam amino, asam laktat, gula,

alkohol, vitamin, protein, dan senyawa organik lainnya yang aman terhadap

lingkungan. Bioplastik mengalami degradasi dalam waktu 10 hari yang

ditunjukkan dengan terkoyaknya permukaan film bioplastik.

Sifat ketahanan bioplastik terhadap air ditentukan dengan uji Swelling,

yaitu prosentase penggembungan film oleh adanya air. Uji ketahanan air sebesar

66 %. Campuran kitosan 2 % dengan gliserol 3 ml memiliki ketahanan terhadap

air paling bagus dibandingkan yang lainnya karena sifat khitosan yang hidrofobik

dan tak larut dalam air. Jadi, semakin besar konsentrasi khitosan, maka %

Swellingnya semakin kecil yang berarti bahwa proses penyerapan air paling kecil

dibanding variabel khitosan lainnya.