pembuatan plastik dengan pembanding menggunakan chitosan

Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014 Page | 22

PEMBUATAN FILM PLASTIK BIODEGREDABEL DARI

PATI JAGUNG DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN DAN

PEMPLASTIS GLISEROL

Pamilia Coniwanti * , Linda Laila, Mardiyah Rizka Alfira

*Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Jl. Raya Palembang - Prabumulih Km. 32 Indralaya, OI, Sumatera Selatan 30662

Phone: +62 711 580169

Abstrak

Penelitian pemanfaatan sintesis plastik biodegaradabel telah dikembangkan karena bersifat ramah

lingkungan dan terbarukan. Dalam penelitian ini, plastik biodegradabel disintesis dari pati jagung dengan

komposit kitosan dengan gliserol sebagai plastisiser. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari

dan pengaruh variasi komposisi bahan terhadap kinerja edible film. Plastik biodegradabel disintesis

dengan metode inversi fasa atau melt intercalation dengan variasi konsentrasi kitosan 0 (%w/w), 7,6

(%w/w), 14,2 (%w/w), 20 (%w/w), 25 (%w/w), 29,4 (%w/w), and variasi konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v),

1,3 (%v/v), 2 (%v/v), 2,7 (%v/v), 3,3 (%v/v), 4 (%v/v). Karakteristik biodegradabel ditandai dengan

adanya uji biodegradasi, ketahanan air, uji kuat tarik dan elongasi dan analisa morfologi optimum plastik

biodegradabel menunjukkan sifat mekanik yang optimal dengan menggunakan Mikroskop Machine

ASTM 6 - LM. Hasil karakterisasi plastik biodegradabel dengan kinerja yang optimal adalah 26,78 %

untuk persentase ketahanan air, untuk kuat tarik 3,92 mpa, untuk elongasi 37,92 % dan positif terhadap

uji biodegradasi .

Kata kunci : Pati jagung, pemplastis, kitosan, gliserol, plastik biodegradabel

Abstract

The research of natural material utilization in biodegradable plastics synthesize have been developed,

because enviromental friendliness, and renewable properties. In this research, biodegradable plastics from

corn starch chitosan composite with glycerol as plasticizer was synthesized. The purposes of this research

are to study and the influence of the variation of material composition towards edible film performance.

The biodegredable plastics was synthesized by phase inversion method or melt intercalation with

variation of chitosan concentrations 0 (%w/w), 7.6 (%w/w), 14.2 (%w/w), 20 (%w/w), 25 (%w/w), 29.4

(%w/w), and glycerol concentrations 0.7 (%v/v), 1.3 (%v/v), 2 (%v/v), 2.7 (%v/v), 3.3 (%v/v), 4 (%v/v).

Biodegradable was characterized by the biodegradation test, swelling test, and endurance to water, and

tensile strength test and elongation, analysis the morphology of optimum biodegradable plastics showing

optimum mechanical properties using Measuring Microscope Machine ASTM 6-LM. The result of

biodegradable plastics characterization with optimum performance are 26.78 % for swelling percentage,

for stress 3.92 mpa, for elongation 37.92% and positive toward biodegradation test.

Key words : Corn starch, plasticizer, chitosan, glicerol, biodegradable plastics

1. PENDAHULUAN

Plastik sintetis merupakan bahan yang

sangat diperlukan bagi kehidupan manusia dan

telah berkembang menjadi industri besar. Bahan

kemasan yang berasal dari polimer petrokimia

yakni plastik sangat populer digunakan karena

memiliki beberapa keunggulan, yakni fleksibel

(mengikuti bentuk produk), transparan, tidak

mudah pecah, dapat dikombinasikan dengan

kemasan lain, dan tidak korosif. Namun, polimer

plastik tidak tahan terhadap panas dan dapat

mencemari produk dengan migrasi komponen

monomernya, sehingga berdampak terhadap

keamanan dan kesehatan konsumen. Selain itu,

kelemahan plastik yang lainnya adalah tidak dapat

dihancurkan secara alami (non-biodegradable)

sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan.

Karenanya, bahan kemasan plastik tidak dapat

dipertahankan penggunaannya secara luas karena

akan menambahkan persoalan dan kesehatan di

waktu mendatang.

Alasan penggunaan plastik sintetis yang

meluas, dikarenakan sifatnya yang kuat, tidak

mudah rapuh, dan stabil. Namun ternyata, polimer

plastik juga mempunyai berbagai kelemahan,


antara lain sifatnya yang tidak tahan panas, mudah

rusak dan dapat menyebabkan kontaminasi melalui

transmisi monomernya ke bahan yang dikemas.

Kelemahan lain adalah sifatnya yang tidak dapat

dihancurkan secara alami (non -biodegradable),

Sampah plastik bekas pakai tidak akan

hancur meskipun telah ditimbun dalam waktu

lama, sehingga mengakibatkan penumpukan

sampah plastik dapat menyebabkan pencemaran

dan kerusakan bagi lingkungan hidup. Untuk

mengurangi terjadinya penimbunan sampah plastik

maka dilakukan penelitian pembuatan plastik

biodegradabel dengan menggunakan bahan alami

yang dapat diperbaharui. Salah satu bahan alami

tersebut yaitu pati jagung. Tapi karena pati jagung

memiliki sifat yang kaku dan mudah rapuh, maka

digunakan gliserol sebagai pemplastis dan kitosan

sebagai penguat dari plastik biodegradabel.

Penambahan ini bertujuan untuk memperbaiki sifat

fisik, sifat mekanik dan melindungi Film Plastik

dari Mikroorganisme yang dapat merusak Film

Plastik.

Polimer adalah salah satu bahan rekayasa

bukan logam (non-metalic material) yang penting.

Saat ini bahan polimer telah banyak digunakan

sebagai bahan substitusi untuk logam terutama

karena sifatnya yang cenderung ringan, tahan

terhadap korosi dan bahan kimia, serta murah,

terutama untuk pengaplikasian pada temperatur

rendah. Selain itu karena daya hantar listrik dan

panas yang sangat rendah, kemampuannya dalam

meredam kebisingan, variasi pada warna dan

tingkat transparansi, serta kesesuaian desain dan

manufaktur.

Proses pembentukan rantai molekul raksasa

polimer dari unit-unit molekul terkecilnya (mer

atau meros) melibatkan reaksi yang sangat

kompleks. Proses polimerisasi tersebut secara

umum dapat dikelompokkan menjadi dua jenis

reaksi, yaitu: (1) polimerisasi adisi, dan (2)

polimerisasi kondensasi. Reaksi adisi, seperti yang

terjadi pada proses pembentukan makro molekul

polyethylene dari molekul-molekul etilen, terjadi

secara cepat dan tepat tanpa produk samping

sehingga sering disebut pula sebagai Pertumbuhan

Rantai (Chain Growth). Sedangkan, polimerisasi

kondensasi, misalnya terjadi pada pembentukan

bakelit dari dua buah mer berbeda, berlangsung

tahap demi tahap (Step Growth) dengan

menghasilkan produk samping, seperti molekul air

yang dikondensasikan keluar.

Polimer alami adalah polimer yang

dihasilkan dari monomer organik seperti pati,

karet, kitosan, selulosa, protein dan lignin.

Biopolimer banyak diminatioleh industri karena

berasal dari sumber daya alam yang dapat

diperbarui, biodegradable (dapat diuraikan),

mempunyai sifat mekanis yang baik, dan

ekonomis. Saat ini, biopolimer banyak diteliti

untuk menghasilkan film (plastik) yang dapat

menggantikan keberadaan plastik sintetik.

Terdapat tiga kelompok biopolimer yang menjadi

bahan dasar dalam pembuatan film kemasan

biodegradable, yaitu :

a) Campuran biopolimer dengan polimer sintetis :

film jenis ini dibuat dari campuran granula pati

(5 – 20 %) dan polimer sintetis serta bahan

tambahan (prooksidan dan autooksidan).

Komponen ini memiliki angka biodegradabilitas

yang rendah dan biofragmentasi sangat terbatas.

b) Polimer mikrobiologi (poliester): Biopolimer ini

dihasilkan secara bioteknologis atau fermentasi

dengan mikroba genus Alcaligenes. Berbagai

jenis ini diantaranya polihidroksi butirat (PHB),

polihidroksi valerat (PHV), asam polilaktat dan

asam poliglikolat. Bahan ini dapat terdegradasi

secara penuh oleh bakteri, jamur dan alga.

Tetapi karena proses produksi bahan dasarnya

yang rumit mengakibatkan harga kemasan

biodegradable ini relatif mahal.

c) Polimer pertanian: biopolimer ini tidak

dicampur dengan bahan sintetis dan diperoleh

secara murni dari hasil pertanian. Polimer

pertanian ini diantaranya selulosa (bagian dari

dinding sel tanaman), kitin (pada kulit

Crustaceae) dan pullulan (hasil fermentasi pati

oleh Pullularia pullulans). Polimer ini memiliki

sifat termoplastik, yaitu mempunyai kemampuan

untuk dibentuk atau dicetak menjadi film

kemasan. Kelebihan dari polimer jenis ini

adalah ketersediaan sepanjang tahun

(renewable) dan mudah hancur secara alami

(biodegradable). Polimer pertanian yang

potensial untuk dikembangkan antara lain adalah

pati gandum, pati jagung, kentang, casein, zein,

consentrate whey dan soy protein.

Plastik biodegradabel merupakan plastik

yang dapat terurai oleh aktivitas mikroorganisme

pengurai. Plastik biodegradabel memiliki

kegunaan yang sama seperti plastik sintetis atau

plastik konvensional. Plastik biodegradabel

biasanya disebut dengan bioplastik, yaitu plastik

yang seluruh atau hampir seluruh komponennya

berasal dari bahan baku yang dapat diperbaharui.

Plastik biodegradabel merupakan bahan plastik

yang ramah terhadap lingkungan karena sifatnya

yang dapat kembali ke alam. Umumnya, kemasan

biodegradabel diartikan sebagai film kemasan

yang dapat didaur ulang dan dapat dihancurkan

secara alami. Plastik biodegredabel dapat berubah

struktur kimianya.

Plastisizer menurunkan kekuatan inter dan

intra molekular dan meningkatkan mobilitas dan

fleksibilatas film (Sanchez et al., 1998). Semakin

banyak penggunaan plastisizer maka akan

meningkatkan kelarutan. Begitu pula dengan


penggunaan plastisizer yang bersifat hidrofilik

juga akan meningkatkan kelarutannya di dalam air.

Penggunaan gliserol memberikan kelarutan yang

lebih tinggi dibandingkan sorbitol pada edible film

berbasis pati (Bourtoom, 2007). Jenis dan

konsentrasi dari plasticizer akan berpengaruh

terhadap kelarutan dari film berbasis pati.

Semakin banyak penggunaan plasticizer,

kelarutan juga akan semakin meningkat. Demikian

pula dengan penggunaan plasticizer yang bersifat

hidrofilik juga akan meningkatkan kelarutannya

dalam air. Peningkatan suhu pemanasan juga akan

menurunkan persentase pemanjangan dari edible

film. Permeabilitas terhadap kelarutan dan uap air

akan cenderung menurun seiring dengan naiknya

suhu pemanasan (Bourtoom, 2007).

Interaksi antara polimer dengan pemlastis

dipengaruhi oleh sifat affinitas kedua komponen,

apabila affinitas polimer pemlastis tidak kuat maka

akan terjadi plastisasi antara struktur (molekul

pemlastis hanya terdistribusi diantara struktur).

Plastisasi ini hanya mempengaruhi gerakan dan

mobilitas struktur. Jika terjadi interaksi polimer-

polimer cukup kuat, maka molekul pemplastis

akan terdifusi kedalam rantai polimer (rantai

polimer amorf membentuk satuan struktur globular

yang disebut bundle) menghasilkan plastisasi

infrastruktur intra bundle.

Gelatinisasi adalah perubahan yang terjadi

pada granula pada waktu mengalami kenaikan

yang luar biasa dan tidak dapat kembali ke bentuk

semula (Winarno, 2002). Gelatinisasi juga disebut

sebagai peristiwa koagulasi koloid dengan ikatan

rantai polimer atau penyerapan zat terlarut yang

membentuk jaringan tiga dimensi yang tidak

terputus sehingga dapat mengakibatkan

terperangkapnya air dan terhentinya aliran zat cair

yang ada di sekelilingnya kemudian mengalami

proses pengorientasian partikel (Meyer, 1973).

Suhu gelatinisasi adalah suhu pada saat

granula pati pecah dan berbeda-beda bagi tiap jenis

pati serta merupakan suatu kisaran. Viskometer

suhu gelatinisasi dapat ditentukan, misalnya pada

jagung 62-70°C, beras 68-78°C gandum 54,5-

64°C, kentang 58-66°C, dan tapioka 52-64°C

(Winarno, 2002).

2. METODE PENELITIAN

A. Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan pada penelitian ini

adalah jagung, air, aquadest, kulit udang NaOH

1M , HCl 1M, asam asetat 1%, gliserol.

B. Alat Penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah blender, wadah plastik, pisau, ayakan,

water bath, peralatan gelas , magnetic stirrer,

termometer, neraca analitik, oven, cetakan kaca

20x20cm.

C. Prosedur Penelitian

1) Pembuatan Bahan Baku

Dipisahkan biji jagung dari tongkol dan

kulitnya dengan menggunakan pisau kemudian

cuci hingga bersih. Kemudian dihaluskan biji

jagung dan air dengan menggunakan blender

dengan perbandingan 500 gr jagung : 250 ml air.

Lalu disaring biji jagung yang telah dihaluskan

menggunakan kain kasa sampai diperoleh ampas

dan filtrat. Diekstraksi kembali ampas yang

diperoleh dari proses penyaringan dengan

penambahan air (500 gr ampas : 250 ml air). Filtrat

pati yang diperoleh dari penyaringan pertama dan

kedua kemudian dimasukkan ke dalam wadah

plastik. Diendapkan filtrat hasil saringan selama 24

jam untuk mengendapkan pati, setelah 24 jam

terbentuk dua lapisan yaitu endapan pati dan air

hasil pengendapan. Air hasil pengendapan dibuang

sehingga diperoleh endapan pati basah. Dicuci

endapan pati dengan air sampai air cucian jernih

kemudian diendapkan lagi untuk memperoleh pati

bersih. Dikeringkan pati dengan cara menjemurnya

dibawah sinar matahari selama dua hari untuk

mendapatkan pati kering lalu dihaluskan pati

kering dengan mortal sampai halus kemudian pati

yang telah halus diayak dengan menggunakan

ayakan 100 mesh.

2) Pembuatan Kitosan

Dipisahkan udang dan kulitnya kemudian

cuci bersih dan dikeringkan. Kulit udang yang

dikeringkan kemudian dihaluskan hingga

berbentuk powder. Ditimbang bubuk kulit udang

sebanyak 5 gram, lalu dimasukkan ke dalam beker

gelas yang berisi 300 ml aqudest. Ditambahkan 3

ml HCl ke dalam larutan. Selanjutnya larutan kulit

udang tadi dipanaskan selama 2 menit, kemudian

didiamkan sebentar. Larutan kemudian disaring

dengan kertas saring, slurry kulit udang

dimasukkan dalam beker gelas kemudian dicuci

serta disaring kembali. Hasil saringan ini

ditambahkan ke dalam beker gelas yang berisi 300

ml aquadest. Kemudian dipanaskan selama 2

menit dan disaring. Hasil saringan ditambahkan

NaOH sebanyak 3 ml, selanjutnya diukur pH

dengan menggunakan pH meter. Kemudian saring

kembali dan dikeringkan.

3) Pembuatan Bioplastik

Pembuatan bioplastik menggunakan metode

pembuatan film plastik biodegradabel yaitu melt

intercalation yaitu teknik inversi fasa dengan

penguapan pelarut setelah proses pencetakkan

yang dilakukan pada plat kaca. Metode pembuatan

film plastik biodegradabel ini didasarkan pada


prinsip termodinamika larutan dimana keadaan

awal larutan stabil kemudian mengalami

ketidakstabilan pada proses perubahan fase

(demixing), dari cair menjadi padat. Proses

pemadatannya (solidifikasi) diawali transisi fase

cair satu ke fase dua cairan (liquid-liquid

demixing) sehingga pada tahap tertentu fase

(polimer konsentrasi tinggi) akan membentuk

padatan.

Pembuatan film plastik biodegradabel

dilakukan tanpa menggunakan kitosan dan dengan

penguat kitosan. Pada pembuatan film plastik

tanpa penguat kitosan dilakukan dengan

melarutkan pati jagung terlebih dahulu kedalam

asam asetat 1%. Kemudian dilakukan

pengadukkan dengan menggunakan stirrer.

Gliserol kemudian ditambahkan ke dalam

campuran pati jagung dan asam asetat 1% setelah

pati jagung tergelatinisasi. Pati jagung

tergelatinisasi pada suhu 70°C-83°C dan lama

waktu glatinisasi adalah 22 menit. Setelah itu

larutan tersebut divakum selama 20 menit untuk

menghilangkan gelembung udara yang tersisa, lalu

dicetak diatas plat kaca berukuran 20x20 cm.

Kemudian dikeringkan dengan oven selama 6 jam

dengan suhu 83°C.

Pembuatan film plastik biodegradabel

dengan penguat kitosan dilakukan dengan

melarutkan kitosan terlebih dahulu ke dalam asam

asetat 1 %. Kitosan larut dengan sempurna di

dalam asam asetat 1 % dengan pengadukan

menggunakan stirrer selama 30 menit. Larutan

kitosan yang diperoleh berwarna putih bening dan

terdapat gelembung-gelembung udara akibat

pengadukkan.

Setelah kitosan larut ditambahkan pati

jagung yang telah dilarutkan dengan asam asetat

1% pada suhu 70°C-83°C. Hal ini karena suhu

gelatinisasi dari pati jagung adalah 70°C-83°C dan

lama waktu 22 menit. Campuran harus selalu

dijaga suhu gelatinisasinya dengan pengukuran

menggunakan termometer agar tidak terjadi pecah

granula pati. Kemudian ditambahkan gliserol

sebagai pemplastis. Setelah semua bahan

tercampur, dilakukan pengadukan selama 1 jam

agar larutan homogen.

Setelah homogen larutan didiamkan pada

suhu kamar, kemudian di vakum selama 20 menit

untuk menghilangkan kandungan air dan oksigen

yang masih tersisa. Sebelum campuran Film

plastik ini dicetak di atas plat kaca, larutan tersebut

harus didiamkan selama 24 jam untuk

menghilangkan gelembung udara yang masih

tersisa. Jika gelembung udara tersebut tidak

dihilangkan maka lapisan yang terbentuk akan

mudah terdeformasi (rusak) karena terdapat

pinhole di dalam lapisan.

Setelah didiamkan selama 24 jam.

Selanjutnya dilakukan proses pencetakkan film

plastik biodegredabel. Proses pencetakkan larutan

film plastik dilakukan dengan cara menuang

larutan film plastik diatas plat kaca berukuran

20x20 cm yang telah dibersihkan dengan

menggunakan alkohol 96% yang kedua sisinya

diberi selotip. Kemudian film plastik dikeringkan

di dalam oven selama 6 jam pada suhu 83°C

setelah proses pencetakan dan pengeringan di

dalam oven selesai. Setelah itu didiamkan pada

suhu kamar dan dilepaskan dari plat kaca secara

perlahan, lalu disimpan didalam desikator.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada pembahasan ini meliputi hasil

analisa yang dilakukan di dalam penelitian

pembuatan film plastik. Analisa tersebut meliputi

analisa mekanik yang terdiri dari analisa kuat tarik

dan analisa elongasi, analisa morfologi, analisa

biodegredasi dan analisa ketahanan air.

Pengaruh Variasi Kitosan dan Gliserol

Terhadap Kuat Tarik Film Plastik

Biodegradabel

Tujuan dari analisa ini yaitu untuk

mengetahui pengaruh variasi kitosan dan gliserol

terhadap nilai kuat tarik analisa kuat tarik di

lakukan dengan menggunakan alat tensile strenght.

Gambar 1. Pengaruh Variasi Kitosan dan

Gliserol Terhadap Kuat Tarik (Mpa) dari Film

Plastik Biodegradabel

Melalui grafik diatas dapat dilihat bahwa

penambahan konsentrasi kitosan memberikan

pengaruh yang berbeda pada nilai kuat tarik film

plastik biodegradabel yang dihasilkan.

Meningkatnya konsentrasi kitosan hingga 29,4%

menyebabkan naiknya kuat tarik dari film plastik

yang dihasilkan. Tapi dengan bertambahnya

konsentrasi dari gliserol akan menurunkan nilai

kuat tarik dari film plastik. Perubahan sifat

mekanik ini berhubungan dengan interaksi antara


kitosan pati dan gliserol. Semakin besar

konsentrasi kitosan maka akan semakin banyak

ikatan hidrogen yang terdapat di dalam film plastik

sehingga ikatan kimia dari plastik akan semakin

kuat dan sulit untuk diputus, karena memerlukan

energi yang besar untuk memutuskan ikatan

tersebut. Hal itu disebabkan oleh partikel

bioplastik banyak mengalami perubahan fisika.

Sehingga plastik semakin homogen dan

strukturnya rapat, dengan karakteristik tersebut

tentunya kuat tarik semakin besar dan persentase

elongasinya juga semakin besar.

Plastik Biodegradabel dari kitosan

diharapkan memenuhi sifat mekanik yang

memenuhi golongan Moderate Properties untuk

nilai kuat tarik yaitu 1-10 MPA (Ani, 2010).

Dalam Penelitian ini nilai Kuat Tarik dari Plastik

Biodegredabel telah memenuhi golongan tersebut.


Terhadap Elongasi Film Plastik Biodegadabel

Gambar 2. Pengaruh Variasi Kitosan dan

Gliserol Terhadap Elongasi Film Plastik

Biodegradabel

Melalui grafik di atas dapat dilihat bahwa

peningkatan elongasi terjadi dengan adanya

peningkatan konsentrasi gliserol. Hal itu

menyatakan bahwa semakin banyak gliserol yang

ditambahkan kedalam film plastik biodegradabel

maka film plastik yang dihasilkan akan semakin

elastis.

Tapi pesentase elongasi berbanding terbalik

dengan kuat tarik. Semakin banyak kitosan yang

ditambahkan ke dalam film plastik, maka elongasi

akan menurun tapi kuat tarik akan meningkat.

Penurunan elastisitas ini disebabkan oleh semakin

menurunnya jarak ikatan antarmolekulernya,

karena titik jenuh telah terlampaui sehingga

molekul-molekul pemplastis yang berlebih berada

di dalam fase tersendiri di luar fase polimer dan

akan menurunkan gaya intermolekul antar rantai,

menyebabkan gerakan rantai lebih bebas sehingga

fleksibilitas mengalami peningkatan (semakin

elastis).

Secara umum, dengan Penambahan Gliserol

sebagai Plastisizer molekul-molekul di dalam

larutan tersebut terletak diantara rantai ikatan

biopolimer dan dapat berinteraksi dengan

membentuk ikatan hidrogen dalam rantai ikatan

antara polimer sehingga menyebabkan interaksi

antar molekul biopolimer menjadi semakin

berkurang. Hal ini menyebabkan berkurangnya

kuat tarik film dengan adanya penambahan

Plastisizer.

Plastik Biodegradabel dari kitosan

diharapkan memenuhi sifat mekanik yang

memenuhi golongan Moderate Properties untuk

nilai Elongasi yaitu 10-20% (Ani, 2010). Dalam

Penelitian ini nilai Elongasi dari Plastik

Biodegredabel telah memenuhi golongan tersebut.

Dalam standar plastik internasional (ASTM 5336)

besarnya persentase pemanjangan (elongasi) untuk

plastik PLA dari Jepang mencapai 9% dan plastik

PCL dari Inggris mencapai lebih dari 500 %

(Arief, 2013). Di dalam Penelitian ini Elongasi

yang dihasilkan sudah memenuhi criteria plastic

PLA dari Jepang tapi belum memenuhi plastik

PCL dari Inggris.

Pengaruh Waktu Degredasi di dalam Tanah

Terhadap Berat Sampel Film Plastik

Biodegradabel dengan Variasi Kitosan

Gambar 3. Pengaruh Waktu Degredasi di

dalam Tanah Terhadap Berat Sampel Film Plastik

Biodegredabel dengan Variasi Kitosan dan

Gliserol 0,7 (%v/v)


waktu degredasi mempengaruhi berat dari sampel

film plastik dengan variasi kitosan. Perbedaan

konsentrasi penguat kitosan mempengaruhi berat

sampel yang terdegredasi. Pada grafik diatas dapat

dilihat bahwa sampel plastik yang dianalisa, terdiri

dari film plastik tanpa penguat kitosan dan dengan

penguat kitosan yang memiliki konsentrasi 14,2

(%w/w) dan 25 (%w/w). Ketiga film plastik yang

dianalisa mengandung konsentrasi gliserol yang

sama yaitu 0,7 (%v/v). Pada grafik diatas dapat

dilihat bahwa sampel film plastik tanpa penguat


kitosan lebih mudah terdegredasi dibandingkan

sampel film plastik dengan penguat kitosan.

Melalui Grafik dapat dilihat bahwa semakin

meningkatnya Konsentrasi Kitosan maka Sampel

Film Plastik akan lebih sulit untuk didegredasi. Hal

tersebut disebabkan oleh Kitosan sebagai Penguat

alami memiliki sifat hidrofobik yaitu sukar larut di

dalam air yang terkadung di dalam ditanah.

Penyebab lainnya yaitu karena kitosan memiliki

sifat yang tahan terhadap serangan

mikroorganisme pengurai yang terkandung di

dalam tanah.

Menurut standar Internasional (ASTM

5336) lamanya Film Plastik terdegradasi

(biodegradasi) untuk plastik PLA dari Jepang dan

PCL dari Inggris membutuhkan waktu 60 hari

untuk dapat terurai secara keseluruhan (100%)

(Arief,2013). Lamanya terdegradasi (biodegradasi)

yang dihasilkan dari penelitian ini adalah dalam

waktu 20 hari untuk dapat terurai hampir

keseluruhan (80%). Hal itu membuktikan bahwa

Hasil Penelitian kami memenuhi criteria degredasi

dari Film Plastik.

Pengaruh Waktu Degredasi di dalam Tanah

Terhadap Berat Sampel Film Plastik

Biodegradabel dengan Variasi Gliserol

Gambar 4. Pengaruh Waktu Degredasi di

dalam Tanah Terhadap Berat Sampel Film Plastik

Biodegredabel dengan Variasi Gliserol dan

Kitosan 0 (%w/w)


waktu degredasi mempengaruhi berat dari sampel

film plastik dengan variasi gliserol. Perbedaan

konsentrasi gliserol mempengaruhi berat sampel

yang terdegredasi. Pada grafik diatas dapat dilihat

bahwa sampel plastik yang dianalisa, terdiri dari

film plastik tanpa penguat kitosan dengan

konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v) dan 2 (%v/v) dan

3,3 (%v/v). Ketiga film plastik yang dianalisa tidak

mengandung kitosan. Pada grafik diatas dapat

dilihat bahwa sampel film plastik dengan

konsentrasi gliserol 2 (%v/v) lebih mudah

terdegredasi dibandingkan film plastik dengan

konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v).

Pada grafik dapat dilihat semakin

meningkatnya konsentrasi gliserol, maka semakin

mudah dan cepat sampel film plastik untuk

didegredasi. Gliserol dengan konsentrasi 2 (%v/v)

mengalami proses degredasi yang meningkat

sangat cepat dibandingkan sampel yang memiliki

konsentrasi gliserol yang sedikit. Hal itu

disebabkan karena pengaruh dari gliserol yang

mempercepat waktu degredasi dan penurunan

berat sampel. Gliserol memiliki sifat hidrofilik

yaitu mudah larut didalam air. Gliserol memiliki

sifat yang berbeda dengan kitosan. Gliserol

menyerap air yang terkandung di dalam tanah. Hal

itu mempengaruhi proses degredasi dari film

plastik.


Terhadap Ketahanan air (Swelling %) dari

Film Plastik Biodegradabel

Gambar 5. Pengaruh Variasi Kitosan serta

Gliserol Terhadap Ketahanan Air (% Swelling)

dari Film Plastik Biodegradabel

Melalui grafik di atas dapat dilihat sifat

ketahanan film plastik terhadap air. Analisa ini

dilakukan untuk mengetahui terjadinya ikatan

dalam polimer serta tingkatan atau keteraturan

ikatan dalam polimer yang ditentukan melalui

persentase penambahan berat polimer setelah

terjadi penyerapan air.

Sifat ketahanan film plastik terhadap air

ditentukan dengan uji swelling, yaitu persentase

penggembungan film oleh adanya air. Hubungan

antara konsentrasi kitosan dan gliserol dengan %

swelling dari masing-masing sampel dapat dilihat

pada grafik diatas.

Hal ini dikarenakan kitosan yang memiliki

sifat hidrofobik dan tak larut di dalam air. Jadi

semakin besar konsentrasi kitosan, maka %

swellingnya semakin kecil disbanding variabel

kitosan lainnya. Sifat menyerap air pada film


plastik juga dapat terlihat pada struktur morfologi

dari film plastik yang memiliki banyak rongga

yang berfungsi untuk menyerap kandungan air.

Pada grafik terlihat % swelling yang paling baik

pada variasi kitosan 41,7 (%w/w) dan gliserol 0,7

(%v/v) yaitu besar 26,76%. Semakin banyak

kitosan maka nilai swelling nya akan semakin

kecil, tapi dengan penambahan gliserol akan

memperbesar uji swelling-nya.

Pengaruh Penambahan Gliserol Terhadap

Struktur Morfologi Film Plastik Biodegredabel

(a) (b) (c)

Gambar 6. Struktur Morfologi Film Plastik

Biodegredabel Tanpa Kitosan dengan Variasi

Gliserol (a) 0,7 (%v/v), (b) 2 (%v/v), (c) 3,3

(%v/v)

Melalui gambar di atas dapat dilihat

struktur morfologi dari film plastik biodegredabel.

Gambar menunjukkan struktur permukaan plastik

yang tidak memiliki titik-titik putih karena pati

larut dengan sempurna. Pada gambar (a) terlihat

adanya gelembung-gelembung kecil yang tersebar

pada permukaan Film.

Hal ini menunjukkan penyebaran gliserol

yang tidak merata pada permukaan film plastik.

Gelembung yang tersebar pada permukaan film

sangat banyak. Gelembung tersebut menyebabkan

permukaan Film menjadi tidak halus. Pada gambar

(b) terlihat gelembung yang mulai sedikit

berkurang tapi rongga yang terdapat pada

permukaan plastik sedikit membesar. Hal ini

dikarenakan penyebaran gliserol yang cukup

merata. Penyebaran gliserol yang cukup merata

menyebabkan permukaan film plastik menjadi

lebih halus dibandingkan Permukaan plastik pada

gambar (a). Pada gambar (c) dapat dilihat

penyebaran Gliserol yang merata. Hal ini

ditunjukkan oleh permukaan film plastik yang

halus dan gelembung yang semakin berkurang tapi

rongga dari permukaan film plastik yang semakin

membesar.

Pada gambar (a), (b), (c), dapat dilihat

penyebaran gliserol pada permukaan film plastik.

Semakin meningkatnya konsentrasi gliserol, maka

gelembung yang terdapat pada permukaan film

akan semakin sedikit dan rongga gelembung akan

semakin membesar. Hal ini dikarenakan gliserol

mempunyai sifat hidrofilik yaitu dapat menyerap

air sehingga kelarutan gliserol juga semakin

meningkat. Gelembung yang semakin sedikit dan

rongga gelembung yang semakin membesar

menyebabkan permukaan film yang semakin halus.

Namun, meningkatnya konsentrasi dari gliserol

menyebabkan film plastik mudah rapuh. Karena

rongga yang terdapat pada permukaan yang

semakin membesar. Hal ini dibuktikan dari analisa

kuat tarik di atas. Meningkatnya konsentrasi

gliserol menyebabkan kuat tarik film plastik

semakin menurun.

Pengaruh Penambahan Variasi Kitosan

Terhadap Struktur Morfologi Film Plastik

Biodegredabel

(a) (b) (c)

Gambar 7. Struktur Morfologi Film Plastik

Biodegredabel dengan Variasi Gliserol 0,7 (%v/v)

dan (a) Kitosan 0 (%w/w), (b) Kitosan 14,2

(%w/w), (c) Kitosan 25 (%w/w)

Melalui gambar di atas dapat dilihat

struktur morfologi dari permukaan sampel film

plastik biodegredabel. Pada gambar (a) struktur

morfologi tanpa penguat kitosan terlihat tidak

adanya titik-titik putih karena pati larut dengan

sempurna. Sedangkan pada gambar (b) dan (c)

titik-titik putih yang terlihat pada gambar dengan

penguat kitosan menggambarkan distribusi ukuran

partikel kitosan. Pada gambar (b) terdapat

gumpalan putih agak besar. Hal ini

mengindikasikan bahwa partikel kitosan

mengalami aglomerasi mengelompok sehingga

menyebabkan distribusi kitosan di dalam lapisan

film tidak tersebar secara merata.

Hal tersebut disebabkan tidak adanya

tenaga yang cukup kuat seperti proses pemanasan

dan pengadukan antara kitosan dan pati yang

menyebabkan penyebaran kitosan tidak merata.

Jika terdapat tenaga yang kuat seperti pengadukan

yang baik selama proses pencampuran pada suhu

gelatinisasi dan transisi glass akan dengan mudah


menggabungkan partikel-partikel kitosan yang

tidak saling larut ke dalam pati sehingga

menghasilkan distribusi kitosan yang tersebar

dengan baik. Pada gambar (c) tidak terdapat

gumpalan putih seperti pada gambar (b). Hal ini

menunjukan penyebaran kitosan yang merata

dikarenakan pengadukan yang merata dan

pemanasan yang merata pada lapisan film plastik.

Suhu ini yang akan memecah ikatan hidrogen pada

pati jagung sehingga terdapat distribusi kitosan

yang baik. Pada gambar (a) dan (b) terdapat

rongga yang cukup besar. Hal tersebut dikarenakan

penyebaran kitosan yang kurang baik. Pada

gambar (c) rongga yang terdapat di dalam film

plastik sedikit dikarenakan penyebaran kitosan

yang merata. Dengan meningkatnya konsentrasi

kitosan, akan menyebabkan rongga-rongga pada

lapisan film plastik semakin sedikit, sehingga akan

memperkuat film plastik. Hal tersebut dibuktikan

pada analisa kuat tarik diatas. Semakin

meningkatnya konsentrasi kitosan, maka akan

meningkatkan nilai kuat tarik dari film plastik.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Semakin tinggi konsentrasi dari variasi

kitosan, maka akan meningkatkan nilai kuat tarik

dari film plastik biodegredabel, sebaliknya nilai

elongasi akan semakin menurun. Pada film plastik

dengan penguat kitosan terdapat distribusi yang

tidak merata pada permukaan sehingga

memperlihatkan gumpalan-gumpalan. Semakin

tinggi konsentrasi kitosan, maka akan

meningkatkan ketahanan air film plastik tapi

dengan meningkatnya konsentrasi gliserol maka

akan menurunkan ketahanan air dari film plastik

sehingga film plastik. Semakin tinggi konsentrasi

variasi kitosan dan gliserol terhadap waktu

degredasi maka akan meningkatkan kemampuan

degredasi film plastik di dalam tanah. Pada analisa

morfologi dapat dilihat rongga-rongga pada film

plastik. Semakin tinggi konsentrasi kitosan akan

menyebabkan rongga-rongga film plastik semakin

sedikit sehingga akan memperkuat film plastik.

Saran

Disarankan pada penelitian selanjutnya

dilakukan penambahan zat kimia lain agar film

plastik menjadi bening. Sebaiknya dilakukan

pengujian uji gizi dan uji toksinitas untuk

membuktikan bahwa pembungkus layak untuk

dimakan. Sebaiknya digunakan jenis pemplastis

lain agar hasil pengujian mekanik lebih baik lagi.

DAFTAR PUSTAKA

Agra.1973.HidrolisisPati.www.februadi.com/hidro

lisis/987/. Diakses tanggal 15 November

2013, pukul : 19.30 WIB.

Abu, Bakar. 2009. Biodegradasi Bahan Komposit

Polipropilena Dengan Pengisi Serat

Limbah Padat (Fibre Recovery) Dari

Pabrik Pulp Dan Kertas: Universitas

Sumatera Utara

Akbar, Fauzi, dkk.2013. Pengaruh waktu simpan

film plastik biodegradasi dari pati kulit

singkong terhadap sifat mekanikalnya :

Universitas Sumatera Utara

Akmaliah, P. 2003. Pengaruh Konsentrasi

Pemlastis Dimetil Ftalat Terhadap

Karakteristik Bioplastik Dari

Polyhydroxyalkanoates (PHA) yang

dihasilkan Ralstonia Eutropha Pada

Substrat Hidrolisat Minyak Sawit. Skripsi.

Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor.

Apryani, Farida. 2009. Peranan Gliserol sebagai

Plastisiser dalam Film Pati Jagung dengan

Pengisi Serbuk Halus Tongkol Jagun

:Sekolah Pasca Sarjana Universitas

Sumatera Utara

Anonim.2010.Bioplastik.http://id.wikipedia.org/wi

ki/Bioplastik . Diakses Pada Tanggal 16

November 2013, Pukul: 20.15 WIB

Anonim.2010.Plastik.http:?/id.wikipedia.org/wiki/

Plastik. Diakses Pada Tanggal 16

November 2013, Pukul : 20.20 WIB

Agung,Ismail.2010.Membuat Bioplastik

Sederhana.http://agungsmail.wordpress.co

m/about/: Diakses Pada Tanggal 25

November 2013 Pukul : 21.00 WIB

Arief,Wahyu,dkk.2013. Effect of Temperature and

Drying Duration toward

Psychochemical Characteristic of

Biodegradable Plastic from Starch

Composite of Aloevera–

Chitosan:Universitas Brawijaya

Atifah, N. 2006. Pemanfaatan Hidrolisat PatiSagu

Sebagai Sumber Karbon Pada Produksi

Bioplastik Polihidroksialkanoat Secara

FedBatch oleh Ralstonia eutropha. :

Sekolah Pascasarjana IPB.

ASTM D 368 M-III. 1998. Standard Test Method

for Tensile Properties of Thin Plastic

Sheeting. West Conshohocken, PA.

Badan Standarisasi Nasional. 1992. Cara Uji

Makanan dan Minuman. SNI 01-2891-

1992.

Christin, Siantika.2013. Pengaruh Konsentrasi

Plasticizer terhadap Karakteristik Material

Bioplastik dan Uji Biodegradabilitas nya:

Institut Teknologi Bandung

http://www.februadi.com/hidrolisis/987/



http://id.wikipedia.org/wiki/Bioplastik




Darni, Yuli, dkk.2008. Sintesa bioplastik dari pati

pisang dan gelatin dengan plasticizer

gliserol : Universitas Lampung

Desnelli, 1998.Pemanfaatan Minyak Biji Karet

Sebagai Pemlastis PVC : Prosiding seminar

Hasil penelitian Pusat Penelitian

Universitas Sriwijaya

Disha,Yayak,dkk.2012.Production of

Biodegradable Plastic from Waste Using

Microbial Technology: Central University

Of Gujarat

Dirgantara,Made,dkk.2010. Karakterisas Mekanik

Biokomposit Klobot Jagung

Sebagai Bahan Dasar Plastik

Biodegradable:Intitut Pertanian Bogor

Ervan, Ahmad. 2012.Sintesis Bioplastik dari Pati

Ubi Jalar menggunakan Penguat Logam

Zno dan Penguat alami Kitosan

:Universitas Indonesia

Firman, Harry.1991.Kimia Polimer.Intitut

Teknologi Bandung

Hatakeyama, H. 1998. Biodegradable

Polyurethanes from Natural Resources

:Fukui Institute, Japan.

Hardaning, P. 2001 Pengembangan Bahan Plastik

Biodegradabel Berbahan Baku Pati Tropis.

Badan Pengkajian dan Penerapan

Teknologi-BPPT. Jakarta.

Herti, Utami.2010. Studi Pembuatan dan

Karakteristik Sifat Mekanik dan

Hidrofobisitas Bioplastik dari Pati

Sorgum:Universitas Lampung

Indah, Yuliasih.2010. Pembuatan Bioplastik Untuk

Kemasan Pangan Berbasis Onggok yang

Terrdegradasi Bulan.

http://www.litbang.deptan.go.id/ks/one/513

/file/96-97-Pembuatan Bioplastik.pdf.

Diakses Pada Tanggal 21 November 2013

Pukul: 22.00 WIB

Iqbal, Abdurrahman.2012. Pemanfaatan Selulosa

Dari Kulit Jagung (Zea mays) Untuk

Pembuatan Plastik Biodegradable:

Politeknik Negeri Bandung

Juari.2006. Pembuatan dan karakterisasi

bioplastik dari Poly-3-hidroksialkanoat

(PHA) yang dihasilkan ralstonia Eutropha

pada hidrolisat pati sagu dengan

Penambahan dimetil ftalat (DMF): Institut

Pertanian Bogor

Liantika.2011. Pembuatan Film Plastik dari

Limbah Ubi Kayu dengan Pemplastis

Gliserol: Universitas Sriwijaya

Mugnozza, Scarascia. 2011.Plastic materials in

european agriculture: actual use and

perspectives.http://www.agroengineering.or

g/jae/article/view/jae.2011.3.15/26: Diakses

Pada tanggal 20 November 2013 Pukul :

21.00 WIB

Miksusanti.2010. Studi biodegradasi blend PVC-

minyak nabati epoksi Sebagai salah satu

upaya mengurangi pencemaran lingkungan

oleh limbah plastik:Jurusan Kimia FMIPA

Universitas Sriwijaya

Praptowidodo, V Susilowati.2000. Plastik

biodegradable poliasamlaktat Inovasi

proses polimerisasi.: Institut Teknologi

Bandung

Pratomo,Heru.2012. Pembuatan bioplastik dari

limbah rumah tangga sebagai bahan edible

film ramah lingkungan:Lembaga Penelitian

dan Pengamdian Masyarakat

Purwanti, Ani. 2010. Analysis Of Strong Pull And

Plastic Elongation Chitosan Terplastisasi

Sorbitol : Institute of Science &

Technology AKPRIND Yogyakarta

Rabek JF. 1983. Experimental Methods in Polymer

Chemistry, Physical Principles and

Applications. New York : A Wiley-

Interscience Publication.

Rahmawati,Fajar.2012.Pemanfaatan iradiasi

gelombang mikro untukMemaksimalkan

untuk proses pretreatment Degradasi lignin

jerami padi (pada produksi bioetanol):

Fakultas Teknologi Pertanian Universitas

Brawijaya

Riani, Fina. 2013.Pencirian Film Bioplastik dari

Tepung Tapioca Terplastisasi gliserol

dengan penambahan Kitosan: Institut

Pertanian Bogor

Rizqonia, Laras, dkk.2011. Pembuatan dan

Karakterisasi Bioplastik dari Komposit

Kitosan Pati Singkong-Selulosa Diasetat

dari Serat Batang Pisang Kepok (Musa

Paradisiaca normalis) dengan Plasticizer

Asam Stearat: Universitas Airlangga

Surabaya

Rohaeti, Eli. 2009. Karakteristik Degredasi

Polimer: Prosiding Seminar Nasional

Penelitian, Pendidikan dan Penerapan

MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri

Yogyakarta,

Sanjaya, Gede dan Tyas Puspita. 2007. Pengaruh

Penambahan Khitosan dan Plasticizer

Gliserol Pada Karakteristik Plastik

Biodegradable dari Pati Limbah Kulit

Singkong: Institut Teknologi Sepuluh

November

Sadi, S. dan Purboyo G. 1996. Konsep

Agroindustri untuk Produksi Plasticizer

dari Minyak secara Terpadu. Warta PPKS,

Vol 4(2): 75-83.

http://www.litbang.deptan.go.id/ks/one/513/file/96-97-Pembuatan%20Bioplastik.pdf

http://www.litbang.deptan.go.id/ks/one/513/file/96-97-Pembuatan%20Bioplastik.pdf

pembuatan plastik dengan pembanding menggunakan chitosan

Documents