2 Penelitian Pengaruh Konsentrasi Gliserol Dan Ekstrak Amplas Kulit Apel
Terhadap Karakteristik Fisik dan Kimia Edible Film oleh Huri dan Nisa pada tahun 2013 disebutkan bahwa penelitian mereka menggunakan ekstrak ampas kulit apel
untuk meningkatkan anti oksidan serta gliserol sebagai plasticizer. Hasil yang diperoleh adalah perlakuan terbaik didapat pada konsentrasi gliserol 10 dan
ekstrak ampas kulit apel 6 yaitu kekuatan tariknya sebesar 12 Ncm
2
dan elongasinya sebesar 78 Ncm
2
[4]. Penelitian Potensi Limbah Padat Cair Industri Tepung Tapioka sebagai Bahan
Baku Film Plastik Biodegradable yang dilakukan oleh Firdaus dan Anwar pada tahun 2004 disebutkan bahwa pembuatan plastik biodegradable dari limbah padat-cair
industri tepung tapioka sebagai bahan baku dan gliserol sebagai plasticizer pada temperature 80-90
o
C. Hasil menunjukkan bahwa kondisi optimum diperoleh kekuatan tarik 3,925 MPa, persentase pemanjangan di peroleh 9,217 [6].
Oleh karena itu, pembuatan film plastik dari pati kentang ini dikaji penambahan berat pati kentang dan plasticizer gliserol untuk memperbaiki sifat
mekanik dari plastik tersebut.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Perumusan masalah yang dikaji dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.
Bagaimana pengaruh variasi berat pati kentang terhadap film plastik dari pati kentang.
2. Bagaimana pengaruh dari variasi volume gliserol pada film plastik yang
dihasilkan.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh berat pati dan volume gliserol terhadap karakteristik film plastik pati kentang.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1.
Memberikan nilai tambah terhadap pemanfaatan pati kentang sebagai bahan baku film plastik.
Universitas Sumatera Utara
3 2.
Dapat dijadikannya sebagai informasi karakteristik film plastik pati kentang. 3.
Terciptanya plastik kemasan yang aman bagi kesehatan.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Organik dan Laboratorium Penelitian Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik serta Laboratorium Penelitian
Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara. Adapun bahan baku yang digunakan pada penelitian ini, yaitu pati kentang, gliserol sebagai pemplastis plasticizer, asam
asetat glasial, natrium hidroksida, kitosan dan air. Variasi yang dilakukan : a.
Ukuran partikel pati kentang lolos pada ayakan 60 mesh b.
Kitosan 1 c.
Volume asam asetat 3 ml d.
Konsentrasi NaOH 0,1 M. e.
Berat pati : 10 g, 15 g, dan 20 g.
f. Volume gliserol : 0 ml, 1 ml, 2 ml, dan 3 ml.
Uji dan analisis yang dilakukan pada film plastik pati kentang ini adalah : 1.
Analisis Fourier Transform Infra Red FTIR. 2.
Uji kekuatan tarik tensile strength dan pemanjangan saat putus elongation at break.
3. Analisis Scanning Electron Microscopy SEM
4. Uji air yang diserap water uptake
Universitas Sumatera Utara
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 FILM PLASTIK
Plastik merupakan salah satu bahan yang paling umum kita lihat dan gunakan. Bahan plastik secara bertahap mulai menggantikan bahan gelas, kayu dan
logam. Dengan demikian bahan plastik memiliki beberapa keungggulan, ringan, kuat, mudah dibentuk, anti karat, mempunyai sifat isolasi listrik yang tinggi, dan
biaya proses yang lebih murah. Namun begitu daya guna plastik juga terbatas karena kekuatannya yang rendah, tidak tahan panas mudah rusak pada suhu yang rendah.
Keanekaragaman jenis plastik memberikan banyak pilihan dalam penggunaannya dan cara pembuatannya. Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat
unik dan luar biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut monomer. Jika monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika
monomernya berbeda akan menghasilkan kopolimer. Polimer alam yang telah kita kenal antara lain: selulosa, protein, karet alam
dan sejenisnya. Pada mulanya manusia menggunakan polimer alam hanya untuk membuat perkakas dan senjata, tetapi keadaan ini hanya bertahan hingga akhir abad
19 dan selanjutnya manusia mulai memodifikasi polimer menjadi plastik. Plastik yang pertama kali dibuat secara komersial adalah nitroselulosa. Material plastik telah
berkembang pesat dan sekarang mempunyai peranan yang sangat penting dibidang elektronika, pertanian, tekstil, transportasi, furniture, konstruksi, kemasan kosmetik,
mainan anak-anak dan produk-produk industri lainnya. Untuk membuat barang-barang plastik agar mempunyai sifat-sifat seperti
yang dikehendaki, maka dalam proses pembuatannya selain bahan baku utama diperlukan juga bahan tambahan atau aditif. Penggunaan bahan tambahan ini
beraneka ragam tergantung pada bahan baku yang digunakan dan mutu produk yang akan dihasilkan. Berdasarkan fungsinya, maka bahan tambahan atau bahan pembantu
proses dapat dikelompokkan menjadi bahan pelunak plasticizer, bahan penstabil stabilizer, bahan pelumas lubricant, bahan pengisi filler, pewarna colorant,
antitestic agent, blowing agent, coupling agent, flame retardant dan sebagainya [7].
Universitas Sumatera Utara
5 Daftar berikut diuraikan tujuan dari bahan-bahan aditif utama yang digunakan
dalam pembuatan plastik [8]: 1.
Antistatic Agent Kebanyakan polimer adalah konduktor yang buruk. Antistatic agent menarik
kelembaban dari udara ke permukaan plastik, meningkatkan konduktivitas permukaan dan mengurangi kemungkinan percikan atau pelepasan.
2. Coupling Agent
Coupling agent digunakan dalam pembuatan plastik untuk meningkatkan ikatan dari plastik untuk bahan pengisi anorganik, seperti serat kaca. Berbagai sylane
dan tytanates digunakan untuk meningkatkan ikatan dari plastik. 3.
Pengisi Filler Beberapa pengisi, seperti serat pendek atau serpihan bahan anorganik,
meningkatkan sifat mekanik dari plastik yang disebut extenders, membiarkan volume besar dari plastik yang akan diproduksi dengan resin yang sebenarnya
relatif sedikit. 4.
Flame retardant Polimer yang paling mudah terbakar adalah polimer yang mengandung bahan
organik. Zat aditif yang mengandung klor, brom, fosfor atau garam metalik mengurangi kemungkinan akan terjadinya pembakaran.
5. Pelumas lubricant
Pelumas seperti lilin atau kalsium stearat mengurangi viskositas dari plastik cair dan meningkatkan pembentukan karakteristik.
6. Pigmen warna Colorant
Pigmen warna digunakan untuk menghasilkan warna dalam plastik. 7.
Pelunak plasticizer Bahan pelunak adalah bahan yang digunakan untuk mengubah sifat dan
karakteristik pembentukan plastik. Sebuah contoh penting adalah produksi nilai fleksibel polivinil klorda dengan menggunakan bahan pelunak.
8. Stabilizers
Stabilizer mencegah kerusakan polimer karena faktor lingkungan dan mencegah kerusakan akibat radiasi ultraviolet.
Universitas Sumatera Utara
6 Sampah plastik menjadi masalah lingkungan berskala global. Plastik banyak
dipakai dalam kehidupan sehari-sehari. Namun plastik yang beredar di pasaran saat ini merupakan plastik yang berbahan polimer sintetik yang terbuat dari minyak bumi
yang susah terurai di alam. Sehingga semakin banyak menggunakan plastik maka akan semakin banyak pencemaran lingkungan. Maka dari itu saat ini perlu dilakukan
pengembangan bahan plastik yang mudah terurai oleh tanah dan ramah lingkungan. Salah satunya plastik biodegradable bioplastik dimana bioplastik ini merupakan
bahan alam yang dapat diperbaharui [9]. Bioplastik merupakan senyawa biopolimer yang dapat mengalami penguraian
secara alamiah dengan bantuan bakteri, jamur dan alga. Atau mengalami hidrolisis dalam larutan berair. Bioplastik terdiri dari platik biodegradable plastik yang
dihasilkan dari material fosil atau plastik bio-based plastik disintesis dari biomassa atau sumber daya terbarukan [10].
2.1.1 Plastik Biodegradable
Secara umum film plastik biodegradable diartikan sebagai film yang dapat didaur ulang dan dapat dihancurkan secara alami. Plastik biodegradable adalah suatu
bahan dalam kondisi tertentu, waktu tertentu mengalami perubahan dalam struktur kimianya, yang mempengaruhi sifat-sifat yang dimilikinya oleh pengaruh
mikroorganisme [11] Plastik biodegradable berbahan pati atau amilum dapat didegradasi bakteri
yang dapat memutus rantai polimer menjadi monomer-monomer. Senyawa-senyawa hasil degradasi polimer selain menghasilkan karbon dioksida dan air, juga
menghasilkan senyawa organik lain yaitu asam organik dan aldehid yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Plastik berbahan pati atau amilum ini aman bagi
lingkungan [12].
2.1.2 Starch-Based Plastik Plastik Berbahan Pati
Penggunaan pati pada pembuatan bioplastik dimulai pada 70an. Beberapa keuntungan penggunaan kitosan adalah kitosan murah, dapat diperbaharui dan
berlimpah. Disamping itu, kitosan banyak ditemukan di beberapa bagian yang sesuai dari bahan bakunya.
Universitas Sumatera Utara
7 Dalam bentuk granular, kitosan telah digunakan sebagai agen pengisi dari
polyolefin sebagai komponen pada campuran polimer sintesis. Pati telah dimodifikasi dengan cara ’grafting’ dengan monomer vinil contoh metal akrilat. Kitosan
memungkinkan untuk di produksi sebagai film pati pada grafting polimer seperti polietilen PE.
a. Thermoplastic-like Starch TPS
TPS merupakan sebuah konsep baru yang relative dan saat ini menjadi salah satu petunjuk penelitian utama untuk manufaktur bahan biodegradable. Pati tidak
memiliki sifat termoplastik yang nyata, tetapi dari pemplastis yang ditambahkan contoh : air, gliserol, sorbitol, dan lain-lain dan temperatur tinggi 90-180
o
C. Tabel 2.1 Komposisi Awal Dan Akhir Dari TPS Berdasar Pati Gandum Dengan
Perbedaan Tingkat Plastifikasi [13] Pati
Kelembaban
o
Gliserol Densitas
Transisi Gelas
o
C Module
MPa 1
2 3
4 74
70 67
65 16 9
12 9 9 12
0 13 14 14
26 25 36 35
54 50 1,39
1,37 1,35
1,34 43
8 -7
-20 997
52 26
2
b. Starch-based films
Film berbahan pati ditemukan di pasaran yang di buat dari pati dengan polyester termoplastik polyester seperti poli epsilon kaprolakton PCL, untuk
pembentukan produk biodegradable. Ketika digunakan untuk pabrik tas untuk daur ulang limbah organik, pengemasan [13].
2.2 PATI
Biji-bijian gandum, beras, jagung, barley serta umbi seperti kentang sangat kaya akan pati. Pati dapat dipisahkan menjadi 2 fraksi, yaitu amilosa dan
amilopektin. Pati alan terdiri atas amilosa sebanyak 10-20 dan amilopektin sebesar 80-90 . Amilosa berbentuk dsipersi koloid didalam air panas sedangkan
amilopektin bener-bener larut dalam air panas. Struktur amilosa terdiri dari rantai polimer panjang dari unit glukosa yang tersambung dengan gelang rantai alpha
Universitas Sumatera Utara
8 acetal. Semua unit monomer amilosa adalah alfa-D-glukosa, dan semua mata rantai
alpha acetal tersambung pada atom C yang pertama dari glukosa pertama pada atom C ke empat pada glukosa yang selanjutnya. Dibawah ini adalah struktur kimia dari
amilosa [14]:
Gambar 2.1 Struktur Amilosa
Gambar 2.2 menunjukkan porsi yang sangat sedikit dari tipe struktur amilopektin menunjukkan 2 titik cabang. Hubungan asetat adalah alfa yang
tersambung pada rantai karbon C 1 dari glukosa pada C ke empat dari glukosa selanjutmya. Cabang tersebut terbentuk dengan menghubungkan C pertama dengan
C ke 6 melalui hubungan asetat. Amilopektin memiliki 12-20 unit glukosa diantara cabang-cabangnya [14].
Gambar 2.2 Struktur Amilopketin
Universitas Sumatera Utara
9 Pati murni merupakan bubuk yang berwarna putih, tidak berasa dan tidak
berbau yang dapat larut didalam air dingin ataupun alkohol. Pati itu sendiri sangat rapuh dan memiliki sifat mekanik yang rendah untuk aplikasi plastik. Akan tetapi
dengan menggabungkan pati dengan gliserol dapat meningkatkan kedua kekuatan tarik dan pemanjangan saat putus.
Pati juga merupakan salah satu bahan yang dapat dibiodegradasi yang mahal yang digunakan untuk banyak hal diluar makanan. Seperti pembuatan kertas, papan,
tekstil dan adesif. Akhir-akhir ini pati juga digunakan sebagai bahan utama dari komposit termoplastik dan juga sebagai bahan baku produksi film [15].
2.3 KENTANG
