PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

MENGATASI MASALAH SAMPAH PLASTIK MELALUI PEMANFAATAN LIMBAH TAPIOKA

BIDANG KEGIATAN:

PKM GT

Diusulkan oleh:

Dayu Dian P F34070101 2007

Laras Sukmawati F34070094 2007

Nur Astri Mufthia S F34090152 2009

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2010

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KEMAJUAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASWA

1. Judul Kegiatan : Mengatasi Masalah Sampah Plastik Melalui Pemanfaatan Limbah Tapioka

2. Bidang Kegiatan : ( ) PKM-AI ( X ) PKM-GT3. Ketua Pelaksana

a. Nama Lengkapb. NIMc. Departemend. Universitase. Alamat Rumah

dan No. HPf. Alamat email

:::::

:

Dayu Dian PerwatasariF34070101Teknologi Industri PertanianInstitut Pertanian BogorKomplek setia negara 38F, Kota Jambi08567778212hoe2_me@yahoo.com

5. Anggota Pelaksana : 2 Orang6. Dosen Pembimbing

a. Nama Lengkapb. NIPc. Alamat

:::

Dr. Ir. Suprihatin, Dipl. Ing19631221 199003 1 002Kavl. Panorama Blok A 20 Sindang Barang Bogor

Bogor, 26 Maret 2010

Menyetujui,Ketua DepartemenTeknologi Industri Pertanian

Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti NIP. 1962 1009 198903 2 001

Ketua Pelaksana Kegiatan

Dayu Dian PerwatasariNIM. F34070101

Wakil Rektor Bidang Akademik dan Kemahasiswaan

Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS.NIP. 1958 1228 198503 1 003

Dosen Pembimbing

Dr. Ir. Suprihatin, Dipl. IngNIP. 19631221 199003 1 002

KATA PENGANTAR

Plastik merupakan hal yang begitu erat kaitannya dengan kehidupan kita.

Setiap hari kita menggunakan plastik dan hampir setiap hari pula kita membuang

plastik ke lingkungan dalam jumlah yang tidak sedikit. Padahal plastik merupakan

sampah yang sangat sulit terurai di lingkungan, sehingga timbunan sampah plastik

dapat menimbulkan masalah lingkungan yang serius seperti tumpukan sampah yang

kian meninggi, terganggunya sistem aerasi tanah, terganggunya penyerapan air oleh

tanah, dan tercemarnya perairan bila sampah ini sampai ke perairan.

Biodegradable plastic merupakan jenis plastik yang dapat terurai dengan

bantuan mikroorganisme. Salah satu cara pembuatan biodegradable plastic adalah

dengan mencampurkan polimer sintetik seperti LLDPE dengan bahan berpati seperti

onggok tapioka. Pemilihan onggok tapioka didasarkan ketersediaannya yang

melimpah di Indonesia dan kesesuaian sifatnya untuk mengahsilkan plastik yang

dapat terdegradasi namun tetap memiliki sifat-sifat yang diinginkan konsumen seperti

kekuatan tarik yang tinggi.

Karya tulis ini mencoba menghadirkan suatu solusi terhadap permasalahan

lingkungan yang disebabkan oleh menumpuknya sampah plastik yang sangat sulit

terurai walaupun telah dibuang ke tanah selama puluhan tahun. Pemanfaatan limbah

onggok tapioka sebagai bahan campuran pembuatan biodegradable plastic

diharapkan dapat menjadi suatu pilihan bijak untuk mengurangi masalah sampah

dengan memanfaatkan sampah yang ada sehingga lingkungan dapat benar-benar

terselamatkan.

Penulis menyadari bahwa karya tulis ini tidak luput dari kesalahan dan

masih memerlukan beberapa perbaikan lagi. Untuk itu, penulis membuka diri

terhadap segala bentuk tanggapan, saran, serta kritik yang membangun yang

berkaitan dengan tulisan ini. Semoga kehadiran karya tulis ini dapat bermanfaat bagi

kita semua.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ........................................................................................... i

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ii

I. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

I.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

I.2 Rumusan Masalah ............................................................................... 2

I.3 Tujuan Penulisan.................................................................................... 2

I.4 Manfaat Penulisan ................................................................................. 2

II. TELAAH PUSTAKA................................................................................ 3

II.1 Plastik .................................................................................................. 3

II.2 Biodegradable Plastic ......................................................................... 3

II.3 Pati ....................................................................................................... 5

III. METODE PENULISAN .......................................................................... 6

III.1 Penentuan Gagasan ............................................................................ 6

III.2 Kerangka Pemikiran ........................................................................... 6

III.3 Jenis dan Sumber Data ....................................................................... 7

III.4 Metode Analisis Data ......................................................................... 7

III.5 Penarikan Kesimpulan dan Saran ....................................................... 7

IV. ANALISIS DAN SINTESIS ..................................................................... 8

IV.1 Permasalahan Akibat Sampah Plastik ................................................ 8

IV.2 Pemilihan Onggok Tapioka Sebagai Bahan Baku ........................... 10

IV.3 Proses Pembuatan Biodegradable Plastic........................................ 12

IV.4 Peran Sifat Biodegradable dalam

Mengatasi Masalah Sampah Plastik ................................................ 12

V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 14

V.1 Kesimpulan ........................................................................................ 14

V.2 Saran .................................................................................................. 14

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 16

LAMPIRAN ........................................................................................................ 18

RINGKASAN

Plastik adalah bahan yang sangat sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari.

Penggunaan plastik sangat luas baik itu sebagai bahan pengemas primer, bahan

pengemas sekunder, ataupun sebagai bahan campuran produk otomotif, perabot

rumah tangga, terdapat dalam pipa, paralon dan sebagainya.

Menurut data yang ada, plastik yang dikonsumsi masyarakat Indonesia

mencapai 1,5 juta ton atau tujuh kilogram per kapita, termasuk jenis sampah yang tak

bisa dilebur dalam tanah. Ada sekitar 3.700.000 ton per tahun bahan plastik

diproduksi di Indonesia sebagai bahan campuran produk otomotif, perabotan rumah

tangga, komponen elektronik dan banyak lagi. Jumlah sampah yang berasal dari

produk kemasan plastik saja mencapai 1.600.000 ton per tahun atau 4.400 ton per

hari. Jumlah sampah plastik impor sekitar 3.000 ton per bulannya dan hanya 60

persen saja yang bisa didaur ulang. Dari sisa yang 40 persen tersebut, 10 persennya

mengandung bahan beracun dan materi berbahaya yang dapat mengakibatkan

penyakit lifr, kanker dan hipertensi (Prasetyo, 2008).

Onggok tapioka merupakan limbah padat dalam industri tapioka yang hingga

saat ini belum dimanfaatkan secara optimal. Bila tidak dibuang begitu saja, onggok

biasanya dimanfaatkan sebagai pakan ternak. Dalam industri tapioka dihasilkan 75%

onggok tapioka dari total bahan baku yang digunakan. Onggok tapioka mengandung

pati dalam jumlah yang cukup tinggi yaitu sebesar 79,7% dengan kadar amilosa 17%

dan amilopektin 83%. Komponen lainnya berupa 18,3% air, 0,8% protein, 2,2% serat

kasar, 0,2% lemak dan 2,5% abu. Pemanfaatan onggok tapioka sebagai bahan

campuran pembuatan biodegradable plastic merupakan suatu langkah untuk memberi

added value pada onggok.

Biodegradable plastic merupakan plastik yang dapat terdegradasi secara alami.

Penggunaan biodegradable plastic merupakan salah satu langkahuntuk mengatasi

masalah yang timbul akibat tumpukan sampah plastik. Bila plastik dapat terurai

dengan sendirinya di tanah, maka tidak akan ada tumpukan plastik yang kian lama

kian menggunung. Plastik juga tidak akan menutupi permukaan tanah secara

sempurna, sehingga peresapan air oleh tanah dapat tetap berlangsung dan potensi

banjir menurun. Begitu pula dengan proses aerasi yang tetap berjalan lancar sehingga

kehidupan hewan tanah tidak terganggu.

Pembuatan biodegradable plastic dilakukan melalui teknik biosintesis yaitu

mencampurkan polimer sintetik dengan pati yang dalam hal ini berasal dari onggok

tapioka. Untuk tetap mempertahankan sifat plastik seperti kekuatan tarik yang tinggi,

tidak kaku, dan kuat maka ditambahkan compatibilizer dan bahan pemlastis berupa

maleat anhidrida beserta gliserol dan air dengan beberapa bahan penunjang lainnya.

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dewasa ini kebutuhan masyarakat akan plastik semakin meningkat. Sebagai

kemasan, plastik memiliki banyak keunggulan. Plastik cenderung lebih ringan

dibanding dengan bahan lain, tidak berkarat, mudah dibentuk, murahdan tidak

mudah pecah. Hampir semua pusat perbelanjaan masih menggunakan kantong

plastik bagi konsumen. Sebagai contoh, kantong belanja di hipermarket,

supermarket, dan minimarket masih berupa kantong plastik. Demikian pula di

toko-toko lain, seperti toko buku, bahkan di pasar tradisional.

Plastik-plastik tersebut kemudian hanya dibuang setelah sekali dipakai.

Bahkan, sebagian plastik tersebut dibuang di tanah begitu saja. Plastik yang

beredar dipasaran pada umumnya berasal dari polimer sintetis yang tidak dapat

diuraikan. Menumpuknya sampah plastik di permukaan tanah menyebabkan

tertutupnya pori-pori tanah sehingga air tidak dapat diserap ke dalam tanah.

Dengan tidak terserapnya air ke dalam tanah, dalam jangka panjang dapat

menyebabkan banjir. Bukan hanya di darat, di laut pun, sampah plastik

menyebabkan matinya ribuan hewan laut.

Untuk mengatasi hal itu, hingga kini plastik diolah dengan cara daur ulang.

Namun, plastik hasil daur ulang tersebut memiliki kualitas yang tidak terlalu

bagus sehingga berdampak semakin banyaknya penggunaan plastik daur ulang

untuk menjamin keamanan barang yang dikemas. Seringkali plastik daur ulang

digunakan berlapis untuk meningkatkan kekuatannya dan menjamin keamanan

barang terkemas.

Sementara itu, sektor industri pertanian menghasilkan limbah tapioka dalam

jumlah sangat banyak. Tapioka terbuat dari ubi kayu yang memiliki produktivitas

tinggi di Indonesia. Pada industri tapioka, limbah yang dihasilkan antara lain

onggok singkong. Setiap ton ubi kayu dapat dihasilkan 250 kg tepung tapioka dan

114 kg onggok. Onggok ini merupakan limbah pertanian yang sering

menimbulkan masalah lingkungan, karena berpotensi sebagai polutan di daerah

sekitar pabrik. Pemanfaatan onggok tapiokaselama ini belum optimal, sehingga

perlu penanganan dan pengolahan lagi terhadap limbah onggok tersebut.

Pemanfaatan limbah tapioka untuk pembuatan plastik biodegradabel

merupakan solusi dari kedua masalah tersebut. Melalui proses tersebut kita dapat

memanfaatkan onggok tapioka untuk menghasilkan plastik biodegradabel

sehingga masalah akibat tumpukan sampah plastik dapat teratasi.

I.2 Rumusan Masalah

Perumusan masalah yang dikaji dalam penulisan ini antara lain:

1. Sampah plastik konvensional semakin menumpuk dan menimbulkan beberapa

dampak negatif bagi lingkungan.

2. Belum optimalnya pemanfaatan onggok tapioka.

I.3 Tujuan Penulisan

Karya tulis ini disusun dengan beberapa tujuan, yaitu:

1. Menemukan cara untuk meningkatkan added value limbah tapioka.

2. Menemukan cara untuk mengatasi masalah akibat tumpukan sampah plastik.

3. Menemukan bahan alternatif dalam pembuatan plastik bidegradable.

I.4 Manfaat Penulisan

Karya tulis ini diharapkan dapat mendorong munculnya pemikiran mengenai

cara menyelamatkan lingkungan melalui pemanfaatan limbah terutama yang

banyak tersedia di Indonesia sehingga dapat meningkatkan daya saing bangsa

berdasarkan kearifan lokal.

II. TELAAH PUSTAKA

II.1 Plastik

Komponen utama plastik sebelum membentuk polimer adalah monomer,

yakni rantai yang paling pendek. Polimer merupakan gabungan dari beberapa

monomer yang akan membentuk rantai yang sangat panjang. Bila rantai tersebut

dikelompokkan bersama-sama dalam suatu pola acak, menyerupai tumpukan

jerami maka disebut amorp, jika teratur hampir sejajar disebut kristalin dengan

sifat yang lebih keras dan tegar (Syarief, et al.., 1989).

Plastik berisi beberapa aditif yang diperlukan untuk memperbaiki sifat-

sifat fisiko kimia plastik itu sendiri. Bahan aditif yang sengaja ditambahkan itu

disebut komponen non plastik, diantaranya berfungsi sebagai pewarna,

antioksidan, penyerap cahaya ultraviolet, penstabil panas, penurun viskositas,

penyerap asam, pengurai peroksida, pelumas, peliat, dan lain-lain (Crompton,

1979).

II.2 Biodegradable Plastic

Biodegradable didefinisikan sebagai kemampuan mendekomposisi bahan

menjadi karbondioksida, metana, air, komponen anorganik atau biomassa

melalui mekanisme enzimatis mikroorganisme, yang bisa diuji dengan pengujian

standar dalam periode waktu tertentu. Biodegradable merupakan salah satu

mekanisme degradasi material, selain compostable, hydrobiodegradable,

photobiodegradable, biodegradable (Nolan-ITU, 2002). Pengomposan yang

sempurna sampai ke tahap mineralisasi akan menghasilkan karbondioksida dan

air (Budiman, 2003).

Biodegradable plastic adalah plastik yang dapat digunakan layaknya

plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme

menjadi hasil akhir air dan gas karbondioksida setelah habis terpakai dan

dibuang ke lingkungan (Pranamuda, 2001). Biodegradable plastic merupakan

suatu bahan dalam kondisi dan waktu tertentu mengalami perubahan dalam

struktur kimianya oleh pengaruh mikroorganisme seperti bakteri, jamur, dan

alga. Biodegradable plastic dapat pula diartikan sebagai suatu material polimer

yang berubah menjadi senyawa dengan berat molekul rendah dimana paling

sedikit satu atau beberapa tahap degradasinya melalui metabolisme organisme

secara alami (Latief, 2001).

Polimer-polimer yang mampu terdegradasi harus memenuhi beberapa

kriteria, yaitu mengandung salah satu dari jenis ikatan asetal, amida, atau ester,

memiliki berat molekul dan kristalinitas rendah, serta memiliki hidrofilitas yang

tinggi. Persyaratan ini tidak sesuai dengan spesifikasi teknis plastik yang

diinginkan dan dibutuhkan pasar sehingga perlu adanya pengoptimalan pengaruh

berat molekul, kristalinitas dan hidrofilitas terhadap biodegradabilitas dan sifat

mekanik.

Biodegradable plastic dapat dihasilkan melalui beberapa cara, salah

satunya adalah biosintesis menggunakan bahan berpati atau berselulosa. Cara

pembuatan biodegradable plastic yang berbasiskan pati antara lain :

1. Mencampur pati dengan plastik konvensional (PE atau PP) dalam jumlah

kecil (10-20%)

2. Mencampur pati dengan turunan hasil samping minyak bumi, seperti PCL,

dalam komposisi yang sama (50%)

3. Menggunakan proses ekstruksi untuk mencampur pati dengan bahan-

bahan seperti protein kedelai, gliserol, alginate, lignin dan sebagainya

sebagai plasticizer (Flieger et al.., 2003).

Vilpoux dan Averous (2006) melaporkan potensi penggunaan pati sebagai

biodegradable plastic berkisar 80-95% dari pasar biodegradable plastic yang

ada. Sumber pati yang banyak digunakan antara lain jagung, ubi kayu, gandum,

beras, dan kentang.

II.3 Pati

Pati merupakan biopolymer alami dengan komponen utama kelompok

glukosa yakni amilosa dan amilopektin. Pati memiliki tingkat kristalinitas 15-

45%. Pemanfaatan pati dalam pembuatan plastik dikarenakankeunggulan-

keunggulan yang dimiliki pati, yakni sifatnya yang dapat diperbarui, penahan

yang baik untuk oksigen, ketersediaan yang melimpah, harga murah dan mampu

terdegradasi. Pati memiliki stabilitas termal dan minimum interference dengan

sifat pencairan yang cukup untuk membentuk produk dengan kualitas yang baik.

Campuran polimer hidrokarbon dan pati sering digunakan untuk

menghasilkan lembaran dan film berkualitas tinggi untuk kemasan. Pembuatan

film dari 100% pati sulit untuk diproses saat kondisi melting (Nolan-ITU, 2002).

Komposit atau campuran plastik berbasiskan pati memiliki sifat mekanis

yang lemah seperti kekuatan tarik, kekuatan mulur, kekakuan, perpanjangan

putus, stabilitas kelembaban yang rendah serta melepaskan molekul pemlastis

dalam jumlah kecil dari matriks pati (Zhang et al.., 2007). Modifikasi pati,

penggunaan compatibilizer, reinforcement, serta perbaikan kondisi proses,

diharapkan mampu menjadikan pati sebagai material subtitusi plastik

konvensional.

Bahan pemlastis memegang peranan penting dalam pembuatan pati

termoplastis. Pemlastis adalah bahan organik dengan berat molekul rendah yang

ditambahkan utuk memperlemah kekakuan dari polimer, sekaligus meningkatkan

fleksibilitas dan ekstensibilitas polimer (Julianti & Nurminah, 2006). Pada

umumnya bahan yang bersifat kaku disebabkan karena suhu transisi gelasnya

(Tg) di atas suhu ruang dan struktur molekul bahan yang sangat kristalin (Wade,

1991). Efek penambahan pemlastis dapat mengurangi kristalinitas polimer.

Namun demikian, adanya bahan pemlastis dapat berpengaruh negatif terhadap

sifat mekanis plastik yaitu memberikan sifat soft dan weak (Kalambur & Rizvi,

2006).

Sampah plastik merusak ekosistem darat dan laut

Pemanfaatan onggok tapioca untuk membuat plastik biodegradabel

Melimpahnya onggok tapiokaSemakin banyaknya sampah plastik konvensional yang tidak dapat diuraikan

III. METODE PENULISAN

III.1 Penentuan Gagasan

Karya tulis ini mengangkat gagasan mengenai cara mengatasi masalah

penumpukan sampah plastik yang tidak dapat diuraikan melalui pemanfaatan

limbah. Plastik biodegradabel dapat dibuat dengan campuran pati dari onggok

tapioka. Keberadaan onggok tapioka di Indonesia sangat melimpah dan

pemanfaatannya selama ini terbatas pada pakan ternak.

III.2 Kerangka Pemikiran

Metode analisis diawali dengan analisis penggunaan plastik yang semakin

meningkat sehingga merusak ekosistem darat dan laut. Sementara itu, industri

pertanian menghasilkan onggok tapioka sebagai limbah yang dapat berdampak

buruk jika tidak diolah. Pemanfaatan onggok tapioka sebagai bahan pembuat

plastik biodegradabel merupakan suatu cara alternatif penanganan limbah

secara efektif, karena dapat meningkatkan nilai guna serta nilai ekonomis

onggok sekaligus mengurangi pencemaran lingkungan akibat penumpukan

plastik dan onggok tapioka.

III.3 Jenis dan Sumber Data

Jenis data yang digunakan dalam penulisan ini adalah data sekunder yang

berasal dari literatur-literatur yang ada seperti buku, artikel, internet, jurnal, dan

tulisan lain yang terkait dengan topik pembahasan.

III.4 Metode Analisis Data

Analisis data dan informasi yang diperoleh dilakukan dengan pendekatan

kualitatif deskriptif. Proses penyelesaian masalah yang ada dilakukan dengan

cara mengidentifikasi masalah dan menentukan solusi pemecahan masalah

dengan studi pustaka komparatif terhadap data yang digunakan.

III.5 Penarikan Kesimpulan dan Saran

Tahap akhir penulisan ini adalah penarikan kesimpulan dari pembahasan,

sehingga dapat menghasilkan saran-saran yang diperlukan berkaitan dengan

permasalahan yang ada.

IV. ANALISIS DAN SINTESIS

IV.1 Permasalahan Akibat Sampah Plastik

Plastik adalah bahan yang sangat sering kita temui dalam kehidupan

sehari-hari. Penggunaan plastik sangat luas baik itu sebagai bahan pengemas

primer, bahan pengemas sekunder, ataupun sebagai bahan campuran produk

otomotif, perabot rumah tangga, terdapat dalam pipa, paralon dan sebagainya.

Penggunaan plastik sebagai bahan pengemas masih menjadi primadona

hingga saat ini. Plastik mempunyai banyak keunggulan dibanding bahan

pengemas lain karena sifatnya yang ringan, transparan, kuat, termoplatis dan

selektif dalam permeabilitasnya terhadap uap air, O2, CO2. Sifat permeabilitas

plastik terhadap uap air dan udara menyebabkan plastik mampu berperan

memodifikasi ruang kemas selama penyimpanan (Winarno, 1987). Ryall dan

Lipton (1972) menambahkan bahwa plastik juga merupakan jenis kemasan yang

dapat menarik selera konsumen.

Menurut data yang ada, plastik yang dikonsumsi masyarakat Indonesia

mencapai 1,5 juta ton atau tujuh kilogram per kapita, termasuk jenis sampah

yang tak bisa dilebur dalam tanah. Ada sekitar 3.700.000 ton per tahun bahan

plastik diproduksi di Indonesia sebagai bahan campuran produk otomotif,

perabotan rumah tangga, komponen elektronik dan banyak lagi. Jumlah sampah

yang berasal dari produk kemasan plastik saja mencapai 1.600.000 ton per

tahun atau 4.400 ton per hari. Jumlah sampah plastik impor sekitar 3.000 ton

per bulannya dan hanya 60 persen saja yang bisa didaur ulang. Dari sisa yang

40 persen tersebut, 10 persennya mengandung bahan beracun dan materi

berbahaya yang dapat mengakibatkan penyakit lifr, kanker dan hipertensi

(Prasetyo, 2008).

Sayangnya penggunaan plastik yang begitu digemari masyarakat ini tidak

diikuti oleh daya degradasi yang memadai dari plastik itu sendiri. Padahal

tingkat konsumsi plastik yang tinggi pasti menimbulkan sampah plastik dalam

jumlah yang besar. Sifat plastik yang tidak mudah terdegradasi membuat plastik

dapat bertahan dalam keadaan awalnya walaupun telah tertimbun dalam tanah

selama puluhan tahun. Plastik yang dibuang hanya akan menimbulkan timbunan

sampah yang tidak dapat diurai oleh mikroorganisme. Bila dibiarkan, sampah

akan menggunung dan tentunya dibutuhkan tempat yang sangat luas untuk

menampung sampah tersebut. Namun bila dibakar maka gas CO2 yang

dihasilkan akan menambah emisi gas dunia dan menimbulkan efek global

warming.

Banyaknya sampah plastik yang dibuang di tanah juga akan mengganggu

ekosistem daratan. Plastik yang menutupi tanah akan menghalangi penyerapan

air ke dalam tanah sehingga potensi banjir meningkat. Selain itu plastik yang

berbentuk film ini akan menutup permukaan tanah, sehingga aerasi tidak bisa berjalan

semestinya sehingga kehidupan hewan-hewan kecil di dalam tanah ikut

terganggu.

Plastik juga diyakini menyusun sampai 90 persen seluruh sampah yang

mengapung di lautan. Setiap mil persegi diperkirakan berisi 46 ribu potongan

plastik. Semua sampah itu pada akhirnya juga bisa sampai ke lambung manusia.

Ratusan juta potongan plastik, termasuk bahan mentah untuk industri plastik,

hilang atau tertuang setiap tahunnya ke aliran sungai-sungai yang menuju

lautan. Bahan-bahan itu lalu berperan sebagai agen pengikat bahan kimia buatan

manusia lainnya seperti hidrokarbon dan pestisida DDT lalu masuk ke rantai

makanan. Seperti dalam jenis lingkungan lainnya, plastik juga tidak semestinya

ada dalam laut. Lingkungan yang satu ini bahkan cenderung melindungi plastik

dari sinar ultraviolet sehingga proses penguraian molekul-molekulnya lebih

lama lagi.

Melihat besarnya dampak negatif yang ditimbulkan oleh sampah plastik

membuat kita harus berpikir kreatif dalam mencari solusi untuk penyelesaian

masalah tersebut. Salah satunya adalah dengan membuat plastik yang dapat

terurai oleh mikroorganisme dalam waktu yang relatif singkat dan

mensosialisasikan penggunaannya kepada masyarakat. Plastik itu dikenal

dengan sebutan plastik biodegradabel.

Ada beberapa cara pembuatan plastik biodegradabel, salah satunya

melalui biosintesis atau pencampuran antara pati dengan plastik konvensial.

Salah satu bahan berpati yang potensial di Indonesia adalah onggok tapioka.

IV.2 Pemilihan Onggok Tapioka Sebagai Bahan Baku

Produksi ubi kayu mengalami peningkatan dari 13,3 juta ton pada tahun

1990 menjadi 19,4 juta ton pada tahun 1995. Industri tapioka mengolah ubi

kayu sebagai bahan baku utama menjadi tepung tapioka. Di Indonesia industri

tepung tapioka tersebar di beberapa daerah antara lain Kediri, Madiun, Pati,

Banyumas, Kuningan, Garut, dan Ciamis yang meliputi industri kecil,

menengah ataupun industri besar. Layaknya industri lain, industri tapioka pun

menghasilkan limbah.

Limbah industri tapioka terdiri dari dua jenis, yaitu limbah cair dan limbah

padat. Onggok tapioka merupakan limbah padat industri tapioka yang berupa

ampas hasil ekstraksi dari pengolahan tepung tapioka. Dalam industri tapioka

dihasilkan 75% onggok tapioka dari total bahan baku yang digunakan.

Jumlah onggok tapioka yang dihasilkan dari industri kecil dengan bahan

baku lima kg per hari menghasilkan onggok tapioka sebanyak 3,75 kg.

Sedangkan industri menengah dengan bahan baku rata-rata sebanyak 20 kg per

hari menghasilkan 15 kg onggok tapioka dan industri besar dengan bahan baku

600 kg per hari dapat menghasilkan onggok tapioka sebanyak 450 kg. Dari tabel

tersebut terlihat bahwa jumlah onggok yang dihasilkan dari industri tepung

tapioka sangat besar (Virlandia et al.., 2005)

Onggok tapioka merupakan limbah industri pangan yang jumlahnya

sangat banyak dan akan menjadi polusi bila tidak segera ditangani. Selama ini

pemanfaatan onggok belum begitu optimal. Pemanfaatan umum yang dilakukan

adalah menjadikannya sebagai pakan ternak. Syamsir (1996) menyebutkan

bahwa onggok tapioka mengandung pati dalam kadar yang tergolong tinggi

yaitu sebesar 79,7% dengan kadar amilosa 17% dan amilopektin 83%.

Pati merupakan bahan cadangan karbohidrat alami yang diakumulasikan

oleh tanaman berklorofil dalam bentuk granula. Pati disusun oleh molekul

polisakarida linier (amilosa) dan molekul bercabang (amilopektin). Polimer

alami yang bersifat dapat diperbaharui dan murah menyebabkan pati banyak

ditambahkan ke dalam polimer seintetik untuk menjadikan polimer lebih mudah

terdegradasi dan mengurangi biaya produksi pada produk akhir. Namun

demikian, perbedaan sifat antara pati dan polimer sintesis membutuhkan adanya

perlakuan khusus agar keduanya dapat bercampur dengan sempurna.

Pemilihan onggok tapioka sebagai bahan campuran untuk menghasilkan

plastik biodegradabel didasarkan pada ketersediaannya yang melimpah di bumi

Indonesia serta kandungan komponen minor seperti lemak, protein, dan serat

yang sesuai dengan kebutuhan bahan baku untuk menghasilkan plastik

biodegradabel yang berkualitas. Menurut Siswanti (2009), onggok tapioka

mengandung 18,3% air, 0,8% protein, 78% bahan ekstrak tanpa N, 2,2% serat

kasar, 0,2% lemak dan 2,5% abu.

Protein dalam pati berpengaruh terhadap pencampuran dengan polimer

sintetis. Adanya protein dalam pati beras meningkatkan interaksi antar granula

pati sehingga menghalangi penyebaran pati yang dicampurkan ke dalam matrik

polimer sintetis yang dalam hal ini adalah LDPE. Kandungan protein onggok

tapioka terbilang rendah yaitu sebesar 0,8% sehingga proses penyebaran pati

pun tidak akan terhambat. Sedangkan dalam hal kadar lemak, angka 0,2% juga

merupakan suatu angka yang kecil yang tidak akan menghambat granula pati

untuk mengikat air.

Sayangnya rasio amilosa pada onggok tapioka tidak terlalu tinggi (hanya

berkisar 17%). Padahal, amilosa memiliki kecenderungan membentuk film yang

kuat dibanding amilopektin. Untuk mengatasi hal ini dalam pembuatan plastik

biodegradabel ditambahkan baham pemlastis yang berfungsi meningkatkan kuat

tarik produk akhir nantinya. Kuat tarik merupakan ukuran besarnya beban atau

gaya yang dapat ditahan sebelum suatu sampel rusak atau putus. Bahan

pemlastis yang digunakan akan memperlemah kekakuan dari polimer sekaligus

meningkatkan fleksibilitas dan ekstensibilitas polimer (Julianti & Nurminah,

2006).

IV.3 Proses Pembuatan Biodegradable Plastic

Proses pembuatan plastik biodegradabel yang diajukan pada kesempatan

kali ini adalah dengan cara memncampurkan polimer sintetik yaitu LLDPE

(Linier Low Density Polyethylene) komersial dengan bahan berpati yaitu

onggok tapioka dengan persentase 60% berbanding 40%. Pati dan polimer

hidrokarbon merupakan dua bahan yang tidak dapat bercampur sempurna

(immiscible) sehingga diperlukan proses kompatibilisasi oleh compatibilizer.

Compatibilizer yang umum diaplikasikan untuk campuran pati dan LLDPE

adalah asam akrilat (AA) dan maleat anhidrida (MA). Menurut Mehta & Jain

(2007), compatibilizer merupakan senyawa spesifik yang dapat digunakan

untuk memadukan polimer yang tidak kompatibel menjadi campuran yang

stabil melalui ikatan intermolekuler.

Selain compatibilizer juga digunakan bahan pemlastis yaitu gliserol dan

air seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Penambahan ini bertujuan untuk

meningkatkan kekuatan tarik dari plastik yang akan dihasilkan. Bahan

tambahan lainnya adalah inisiator dikumil peroksida (DCP) yang digunakan

pada saat penambahan compatibilizer. Bahan-bahan ini kemudian kita proses

dengan peralatan berupa ekstruder dan rheocord mixer. Proses pembuatan

selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 1.

IV.4 Peran Sifat Biodegradable dalam Mengatasi Masalah Sampah Plastik

Pati dalam pencampuran dengan polimer sintesis dapat meningkatkan

kemampuan biodegradsi dikarenakan terjadi peningkatan luasan permukaan

polimer sebagai ekibat hidrolisis pati oleh mikroorganisme. Mikroorganisme

yang mengkonsumsi pati akan membentuk pori-pori dalam matrik polimer dan

memberikan gugus-gugus yang rentan untuk terdegradsi (Park et al.., 2002).

Pati termoplastis dapat terdegradasi dengan adanya air, energy mekanis,

peningkatan suhu dan enzim (Idemat, 1998).

Saat konsentrasi pati yang kita gunakan tinggi, maka kapang akan

tumbuh dengan maksimal dan memunculkan peningkatan pori-pori yang

signifikan. Hal ini dikarenakan adanya penetrasi dan proses metabolisme

kapang dalam pati. Mikroorganisme (kapang) akan memproduksi enzim yang

mampu memecah pati dalam plastik menjadi segmen yang lebih kecil dengan

berat molekul yang lebih rendah. Kondisi ini akan menyebabkan material

polimer dapat terdegradasi dalam lingkungan. Glukosa yang dihasilkan dari

hidrolisis pati oleh enzim akan digunakan kapang sebagai sumber karbon.

Semakin tinggi komposisi pati dalam campuran, maka bobot bahan yang hilang

karena terdegradasi juga semakin besar. Keberadaan pati jelas akan

meningkatkan nilai degradasinya karena semakin banyak bagian yang mampu

dipecah oleh enzim.

Sifat biodegradable ini akan membantu mengurangi masalah yang timbul

akibat sampah. Tumpukan sampah plastik akan semakin berkurang karena

mikroorganisme dapat menguraikannya. Berkurangnya tumpukan sampah juga

akan mengurangi potensi penyebaran penyakit karena sampah merupakan

sarang penyakit. Selain itu plastik tidak akan 100% menutupi tanah sehingga

tanah pun masih dapat menyerap air yang ada di atasnya. Hal ini tentunya

menyebabkan potensi banjir berkurang. Kehidupan hewan-hewan kecil di dalam

tanah juga akan lebih stabil karena tanah kembali dapat melakukan proses

aerasi. Kemungkinan hewan laut mati karena memakan plastik dapat berkurang

karena plastik yang biasanya dibuang di pinggir sungai telah terurai dan

menyatu dengan tanah sebelum sampai ke laut.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Setiap harinya masyarakat dunia selalu menggunakan plastik, baik sebagai

sarana untuk mempermudah membawa berbagai barang maupun plastik yang

didapat sebagai kemasan berbagai alat pemenuhan kebutuhan sehari-hari. Plastik

yang digunakan ini nantinya akan dibuang menjadi sampah dan dapat mencemari

lingkungan. Sifat plastik yang sangat sulit terurai menjadikan sampah plastik

momok yang menakutkan bagi lingkungan. Plastik yang kita buang saat ini akan

kita temui dalam bentuk yang sama pada 50 tahun mendatang. Tumpukan

sampah plastik akan menutupi tanah, menghambat proses penyerapan air, dan

menganggu proses aerasi tanah. Sampah plastik yang sampai kelaut juga akan

mengganggu ekosistem laut dan mencemari lautan.

Masalah sampah tersebut dapat kita minimalisir dengan menggunakan

plastik yang dapat terurai setelah dibuang yang dikenal dengan sebutan

biodegradable plastic. Plastik biodegradabel dapat dibuat dengan cara

mencampurkan polimer sintetik seperti LLDPE dengan bahan berpati.

Produktivitas onggok tapioka yang tinggi yaitu sebesar 70% dari total bahan

baku pembuatan tepung tapioka menjadikan bahan ini potensial untuk digunakan

sebagai bahan baku pembuatan Plastik biodegradabel. Onggok tapioka

merupakan limbah padat industry tapioka yang berasal dari singkong (ubi kayu).

Pemanfaatan onggok tapioka selama ini belum optimal, baru sebatas pengolahan

menjadi pakan. Penggunaannya dalam pembuatan biodegradable plastic

diharapkan dapat menambah added value onggok tapioka menjadi bahan dengan

nilai ekonomis lebih tinggi.

V.2 Saran

Plastik biodegradabel merupakan salah satu solusi terhadap masalah yang

ditimbulkan oleh sampah plastik. Sayangnya pembuatan plastik biodegradabel

dalam skala komersial masih membutuhkan biaya yang cukup tinggi sehingga

diperlukan upaya yang komprehensif dari pemerintah, akademisi, dan

masyarakat untuk mengoptimalkan pembuatan dan penggunaan produk ini agar

masalah lingkungan dapat teratasi.

Penelitian yang lebih dalam dan luas tentang bahan-bahan berpati sebagai

alternatif bahan baku campuran dalam Plastik biodegradabel juga perlu

dilakukan, khususnya dari bahan-bahan yang kurang termanfaatkan. Mari

bertindak bijak. Gunakan sampah untuk mengatasi masalah sampah.

DAFTAR PUSTAKA

Budiman N. 2003. Polimer Biodegradable. http://www.kompas.com/0302/28/llpeng/151875.htm-35k. [23 Maret 2010]

Crompton, T.R. 1979. Additif Migration from Plastik into Food. Pergamon Press.

Flieger MM, Kantorova A, Prell T. 2003. Biodegradable plastics from renewable sources. J Folia Microbiol 48910: 22-44.

Idemat. 1998. Thermoplastic Starch (TPS). http://www.matbase.com/material/polymers/agrobased/thermoplastic and granular sago starch filled poly (€-caprolactone). European Polym J 38: 393-401.

Julianti E, Nurminah M. 2006. Teknologi Pengemasan. http://library.usu.ac.id/download/fmipa/Kimia-Julianti.pdf. [23 Maret 2010]

Kalambur S, Rizvi SSH. 2006. An overview of starch-based plastic blens from reactive extrusion. J Plast Film Sheet 22: 39-58.

Latief R. 2001. Teknologi kemasan plastik biodegradabel. http://www.hayati_ipb.com/users/rudyet/individu2001/rindam_latief.htm-87k. [23 Maret 2010]

Mehta AK, Jain D. 2007. Polymer blends and alloys part-I compatibilizers- a general survey. www.plusspolymers.com. [23 Maret 2010].

Nolan-ITU. 2002. Environment Australia: Biodegradable Plastics-Development and Environment Impact. Melbourne: Nolan-ITU Pty Ltd.

Park HM, Lee SR, Chowdhury SR, Kang TK. 2002. Tensile Properties, Morphology, and Biodegradablility of Blends of Starch with Various Thermoplastics. J Appl Polym Sci (86): 2907-2915.

Pranamuda H. 2001. Pengembangan Plastik Biodegradabel Berbahan Baku Pati Tropis. http://www.std.ryu.titech.ac.jp/~Indonesia/zoa/paper/pf/ makalah hardaning pdf. [23 Maret 2010]

Prasetyo Sulung. 2008. Plastik Ramah Lingkungan Kurang Difasilitasi Pemerintah. http://www.sinarharapan.co.id/berita/0808/20/kesra04.htm. [20 Maret 2010].

Ryall. A.L. dan Lipton. W.J. 1972. Handling, Transportation and Storage of

Fruits And Vegetables. The The AVI Publishing. Co. Westport.Siswanti 2009

Syarief. R, S. Santausa dan Isyana. 1989. Teknologi Pengemasan Pangan,

PAU Pangan dan Gizi, IPB Bogor.

Syamsir Elvira. 1996. Mempelajari Karakteristik Fisikokimia Serat Makanan dari Ampas Tapioka (Onggok). FATETA IPB. Bogor.

Vilpoux O, Averous L. 2006. Starch-Based Plastic. Latin American Starchy Tubers.

Virlandia et al.., 2005. Pemanfaatan Onggok Tapioka Sebagai Bahan Baku Pembuatan Minyak Melalui Teknologi Biokonversi. UNPAD. Bandung.

Wade, LG. 1991. Kimia Polimer. Jakarta: PT. Pradnya Paramitha.

Winarno, F.G. 1987. Mutu, Daya Simpan, Transportasi dan Penanganan

Buah-buahan dan Sayuran. Konferensi Pengolahan Bahan Pangan dalam

Swasemba da Eksport. Departemen Pertanian. Jakarta.

Zhang QX, Yu ZZ, Xie XL, Naito K, Kagawa Y. 2007. Preparation and crystalline morphology of biodegradable starch nanocomposites. Polymer 48(24): 7193-7200.

Pati onggok tapioka termoplastis

Gliserol 20% AkuadesPenambahan hingga kadar air pati 25%

Pencampuran 5 menit

Pencampuran 45 menit

Pati sagu

Campuran gliserol-akuades

Aging 2 minggu

Campuran pati onggok tapioca-gliserol-akuades

Pengecilan ukuran

Pencampuran dalam rheomix 90oc, 100 rpm, 80 menit

LAMPIRAN

Proses Pembuatan Plastik Biodegradabel

a. Tahapan Pembuatan Pati Termoplastis

Maleat anhidrida 1%

Compatibilized LLDPE

Dikumil peroksida 0,1%

Pengeringan 90oC, 45 menit

Pelletizer

Ekstrusi 180oC, 6 rpm

LLDPE

Plastik

Bongkahan plastik

Pengecilan ukuran

Pencampuran pati termoplastis dan Compatibilized LLDPE 40:60 dalam rheomix

210oC, 100 rpm, 3 menit

Compatibilized LLDPEPati onggok tapioka termoplastis

b. Tahapan Pembuatan Compatibilized LLDPE

c. Tahapan Pembuatan Biodegradable Plastic