TINJAUAN PUSTAKA Model of environmental friendly plastic shopping bags in Indonesia (case study: biodegradable plastic bags ).
2 Polimer kondensasi
Kondensasi merupakan reaksi penggabungan gugus-gugus fungsi antara kedua monomernya. Artinya, polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan
polimer dari monomer-monomer yang mempunyai dua gugus fungsi. Misalnya, senyawa polipeptida atau protein dan polisakarida merupakan senyawa
biomolekul yang dibentuk oleh reaksi polimerisasi kondensasi. Berikut beberapa contoh pembentukan polimerisasi kondensasi :
a Pembentukan nilon Nilon merupakan suatu polimer yang ditemukan oleh Wallace Hume Carothers di
tahun 1934 sewaktu bekerja di perusahaan Du Pont. Polimer nilon dibentuk dari monomer asam 6-aminoheksanoat. Dalam polimerisasi ini, gugus karboksil dari
monomer berikatan dengan gugus amino dari monomer tersebut. b Pembentukan polyester polietilena terephtalat atau dakron
Sama halnya pada nilon-66, polyester dakron dibentuk oleh 2 polimer berlainan, yaitu dari etilena glikol polialkohol dengan dimetil tereftalat senyawa ester.
Dari contoh-contoh reaksi di atas dapat disimpulkan bahwa polimerisasi kondensasi akan menghasilkan molekul kecil air dan monomernya mempunyai
gugus fungsi pada kedua ujung rantainya. Apabila dirumuskan, secara umum reaksinya adalah sebagai berikut :
n monomer → 1 polimer + n - 1 H
2
O
Penggolongan Polimer Berdasarkan Jenis Monomernya
Polimer dapat terdiri atas homopolimer dan kopolimer Strong, 2000. 1Homopolimer
Homopolimer adalah polimer yang monomernya sejenis. Contohnya, selulosa dan protein. -P-P-P-P-P-P-P-P-
n
Pada polimer adisi homopolimer, ikatan rangkapnya terbuka lalu berikatan membentuk polimer yang berikatan tunggal.
2Kopolimer Kop
olimer
adalah polimer yang monomernya tidak sejenis, misalnya melamin fenol formaldehida. Proses pembentukan polimer berlangsung dengan suhu dan
tekanan tinggi atau dibantu dengan katalis, namun tanpa katalis struktur molekul yang terbentuk tidak beraturan. Fungsi katalis adalah untuk mengendalikan proses
pembentukan struktur molekul polimer agar lebih teratur sehingga sifat-sifat polimer yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Contoh struktur rantai
molekul polimer tidak beraturan produk polimerisasi tanpa katalis adalah : -P-S-S-P-P-S-S-S-P-S-P-
n
Penggolongan Polimer Berdasarkan Sifatnya Terhadap Panas
Polimer dapat dibedakan atas polimer termoplas tidak tahan panas, seperti plastik dan polimer termosting tahan panas, seperti melamin.
1 Polimer termoplas Polimer termoplas adalah polimer yang tidak tahan panas. Polimer tersebut
apabila dipanaskan akan meleleh melunak, dan dapat dilebur untuk dicetak kembali didaur ulang. Contohnya polietilene, polipropilena, dan PVC.
2 Polimer termosting Polimer termosting adalah polimer yang tahan panas, yaitu jika dipanaskan tidak
akan meleleh sukar melunak, dan sukar didaur ulang. Contohnya Melamin.
Plastik
Plastik merupakan polimer sintetis yang paling populer karena banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Berdasarkan jenis monomernya, ada
beberapa jenis plastik yaitu sebagai berikut Strong, 2000: a PE PoliEtilena atau PoliEtena
Poli Etilena merupakan polimer plastik yang sifatnya liat, massa jenis rendah, sukar rusak apabila lama dibiarkan dalam keadaan terbuka di udara maupun
apabila terkena tanah lumpur, tetapi tidak tahan panas. PoliEtena adalah plastik yang banyak diproduksi, dicetak menjadi lembaran untuk kantong plastik, dsb.
b PP PoliPropilena PP atau polipropilen tergolong olefin yang dibuat melalui reaksi katalitik
polimerisasi dari monomer propilen pada panas dan tekanan tertentu. Olefin merupakan hidrokarbon tidak jenuh yang diperoleh dari proses cracking dalam
pengolahan minyak bumi. Plastik polipropilen mempunyai densitas yang terendah 0.90gcc dibandingkan seluruh polimer yang ada Brown, 1992. Plastik
polipropilen banyak diproduksi karena memiliki sifat utama mudah dibentuk dan ringan, kekuatan tarik lebih rendah dari pada polietilen, tidak mudah robek, tahan
terhadap asam, basa, minyak, mempunyai sifat barrier yang rendah terhadap gas dan mempunyai sifat barrier yang tinggi terhadap uap air, stabil pada suhu tinggi
dan mempunyai kejernihan yang baik Robertson, 2006. c PVC Poli Vinil Chlorida
Plastik PVC bersifat termoplastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga bersifat tahan serta kedap terhadap minyak dan bahan organik. Ada dua tipe plastik PVC
yaitu bentuk kaku dan bentuk fleksibel. Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anak-anak, pipa PVC pralon, dan
beberapa komponen mobil. Plastik bentuk fleksibel digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik. Dalam hal penggunaannya, plastik PVC
menempati urutan ketiga dan sekitar 68 digunakan untuk konstruksi bangunan pipa saluran air.
d Teflon Tetrafluoroetena Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap bahan
kimia. Teflon digunakan untuk pelapis wajan panci anti lengket, pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan kabel listrik.
e Bakelit Fenol Formaldehida Bakelit adalah jenis polimer yang dibuat dari dua jenis monomer, yaitu fenol dan
formaldehida. Polimer ini sangat keras, titik leburnya sangat tinggi dan tahan api. Bakelit digunakan untuk instalasi listrik dan alat-alat yang tahan suhu tinggi.
f Flexiglass Polimetil Metakrilat Polimetil Metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass.
Polimetil metakrilat merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat H
2
C = CH-COOH
3
. PMMA merupakan plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil.
g Plastik Poli Etilen Tereftalat PET Plastik PET merupakan serat sintetik poliester dakron transparan dengan daya
tahan kuat, tahan terhadap asam, kedap udara, fleksibel, dan tidak rapuh. Dalam penggunaannya, plastik PET menempati urutan pertama. Sekitar 72 PET
digunakan sebagai kemasan minuman dengan kualitas yang baik. PET merupakan poliester yang dapat dicampur dengan polimer alam seperti sutera, wol dan katun
menghasilkan bahan pakaian yang bersifat tahan lama dan mudah perawatannya. h Plastik Nilon
Plastik nilon merupakan polimer poliamida proses pembentukannya seperti pembentukan protein. Plastik Nilon ditemukan pada tahun 1934 oleh Wallace
Carothers dari Du Pont Company
.
Carothers mereaksikan asam adipat dan heksametilendiamin. Nilon bersifat sangat kuat tidak cepat rusak dan halus ini
banyak digunakan untuk pakaian, peralatan kemah dan panjat tebing, peralatan rumah tangga serta peralatan laboratorium.
Karakteristik berbagai jenis plastik Terdapat dua jenis plastik PE, yaitu Low Density Poly Ethylene LDPE dan High
Density Poly Ethylene HDPE.
Tabel 4 Karakteristik Berbagai Jenis Plastik
Parameter PP
LDPE HDPE
LLDPE PET
Density gcc 0.905
0.91-0.925 0.945-0.967
0.918-0.923 1.4
Yield in
2
lb-mil x 10
-3
30.6 30
29 30
20-22 Tensile Strength kpsi
25-30 1.2-2.5
3-7.5 3.5-8
25 Impact Strength kg-cm
5-15 7-11
1-3 8-13
25-30 Water Vapor Transmision Rate
g-mil100 in
2
-day100 F and
90RH 0.3-0.4
1.2 0.3-0.65
1.2 1.3
Oxygen Transmision rate cm
3
- mil100 in
2
-day-atm77 F and
0RH 110
250-840 30-250
250-840 5
CO
2
Permeability cm
3
-mil100 in
2
- day-atm 77 F and 0RH
240-285 500-5000
250-645 500-5000
NA Heat seal temperature range
F 200-300
250-350 275-310
250-350 275
Sumber: Strong 2000
Low Density Poly Ethylene LDPE yang dikenal sebagai plastik 4, adalah plastik yang mudah dibentuk ketika panas, terbuat dari minyak bumi, dan
rumus molekulnya adalah -CH2- CH2-n, mulai diteliti pada tahun 1933 dengan mereaksikan etilena dan benzaldehida pada tekanan tinggi, sehingga dihasilkan
Poli Etilen. Selanjutnya pada tahun 1939, perusahaan ICI Imperial Chemical Industry mulai memproduksi Poli Etilen dalam skala pabrik, dan sejak saat
tersebut industri plastik berkembang pesat Miller, 2010. LDPE adalah resin yang keras, kuat dan tidak bereaksi terhadap zat kimia lainnya, kemungkinan
merupakan plastik yang paling tinggi mutunya. Plastik LDPE berkepadatan rendah, memiliki banyak cabang di sepanjang rantai hidrokarbon, dan ini
mencegah rantai tersebut berdekatan satu sama lain dalam susunan yang rapi. Area daerah yang ditempati oleh rantai-rantai yang saling berdekatan satu sama
lain dan terkemas secara beraturan dikatakan berhablur kristalin.
Apabila rantai-rantai bercampur, maka daerah tersebut dikatakan amorf. PE berkepadatan rendah memiliki banyak daerah amorf. Sebuah rantai terikat
dengan rantai lain di dekatnya melalui gaya dispersi Van der Waals. Gaya tarik tersebut akan semakin besar jika rantai-rantai tersebut saling berdekatan satu sama
lain. Daerah-daerah amorf dimana rantai-rantai tidak terkemas secara beraturan dapat mengurangi efektifitas gaya tarik Van der Waals sehingga juga mengurangi
titik lebur dan kekuatan polimer. Daerah amorf ini juga akan mengurangi kepadatan polimer, sehingga disebut PE berkerapatan rendah yang biasa
digunakan untuk barang-barang umum seperti tas plastik dan material-material serupa lainnya yang fleksibel dan berkekuatan rendah. Di tahun 1999, LDPE
digunakan sebagai botol plastik di seluruh Amerika hanya 1 saja. Walaupun tidak banyak, plastik ini sangat mempengaruhi kehidupan kita. Plastik LDPE
banyak digunakan sebagai kantong plastik dan pembungkus makanan.Sedangkan HDPE adalah plastik Poli Etilena yang berkerapatan tinggi yang umumnya
dimanfaatkan sebagai drum, pipa air, atau botol. Plastik HDPE memiliki cabang yang sangat sedikit di sepanjang rantai-rantai hidrokarbon, kristalinisasinya
sebesar 95 atau lebih. Pengemasan cabang yang lebih baik ini berarti bahwa gaya tarik Van der Waals antara rantai-rantai lebih besar sehingga plastik lebih
kuat dan memiliki titik lebur yang lebih tinggi. Kepadatannya juga lebih tinggi karena pengemasan yang lebih baik dan jumlah ruang yang tidak terpakai dalam
struktur lebih kecil.
Plastik Linear Low Density Polyethilene LLDPE mempunyai densitas yang sama dengan plastik Low Density Polyethilene LDPE namun dengan
jumlah cabang polimer yang lebih sedikit. Ciri-ciri yang dimiliki oleh plastik LLDPE adalah mempunyai penampakan yang jernih dan kemampuan heat
sealing yang lebih baik dibandingkan plastik LDPE serta mempunyai sifat kaku yang sama dengan plastik HDPE Strong, 2000.
Kantong Plastik Belanja Konvensional dan Lingkungan
Menurut data Kementerian Perindustrian 2012, industri plastik hilir membutuhkan 1.2 juta ton PP dan 1.1 juta ton PE per tahun. Namun industri hulu
hanya bisa memproduksi bahan baku 700.000 -800.000 ton PP dan sekitar 500.000 ton PE per tahun. Kinerja Industri plastik hilir dalam negeri sepanjang
tahun 2011 kurang beroperasi optimal, karena pasokan bahan baku yang terbatas
sehingga hanya mampu memasok sekitar 50 dari kebutuhan industri plastik. Kantong plastik belanja yang selama ini dipakai umumnya jenis kantong plastik
konvensional, yang dibuat dengan menggunakan bahan baku utama PE atau PP. Kantong plastik ini mempunyai kelebihan dalam berbagai hal seperti ringan,
mudah dibentuk, tidak berkarat karena kelembaban, mampu dipakai membawa berbagai jenis barang belanjaan, dan sangat mudah diperoleh terutama di area
perbelanjaan, bahkan di beberapa negara masih diberikan secara cuma-cuma untuk menarik konsumen.Namun ternyata daur hidup kantong-kantong plastik
tersebut berakhir di Tempat Pembuangan Akhir TPA dan limbah plastik konvensional ini dapat menimbulkan masalah bagi lingkungan. Penyebabnya
yaitu sifat plastik yang tidak dapat diuraikan atau hancur di dalam tanah atau didegradasi oleh mikroba yang ada dalam tanah.
Fakta yang Berkaitan dengan Sampah Kantong Plastik dan Lingkungan
1 Sampah kantong plastik yang dibuang secara fisik dapat mengganggu jalur air yang terserap ke dalam tanah. Kesuburan tanah akan menurun, karena plastik juga
menghalangi sirkulasi udara di dalam tanah dan ruang gerak mikroorganisme bawah tanah yang mampu menyuburkan tanah. Pembuangan sampah plastik di
sungai-sungai akan mengakibatkan pendangkalan sungai dan penyumbatan aliran sungai yang menyebabkan banjir.
2 Secara fisik, berat kantong plastik sangat ringan sehingga mudah diterbangkan angin ketempat yang jauh dan menjadi limbah ditempat yang berbeda. Sekitar
80 sampah dilautan berasal dari daratan, dan hampir 90 nya adalah sampah kantong plastik. Dalam bulan Juni 2006 program lingkungan PBB memperkirakan
dalam setiap mil persegi perairan di laut terdapat 46000 sampah plastik mengambang di lautan.
3 Fakta tentang bahan pembuat plastik yang tidak dapat terurai meskipun dimakan oleh mikroorganisme yang ada dalam tanah, ataupun oleh tanaman
bahkan akan menjadi racuntoksin berantai sesuai urutan rantai makanan. Toksin yang keluar dari partikel plastik yang masuk ke tanah dapat membunuh mikroba
pengurai di dalam tanah seperti cacing dan sejenisnya. Kantong plastik ini sulit diurai dalam tanah hingga membutuhkan waktu antara 100 hingga 1000 tahun.
4 Fakta bahwa kantong plastik dapat membunuhhewan-hewan yang terjerat dalam tumpukan plastik. Banyak artikel dan hasil penelitian yang telah
mempublikasikan kenyataan ini dan selalu menjadi topik pembicaraan yang menarik dikalangan masyarakat . Hewan-hewan laut seperti lumba-lumba,penyu
laut, dan anjing laut menganggap kantong-kantong plastik tersebut makanan dan akhirnya mati karena tidak dapat mencernanya. Ketika hewan-hewan ini mati,
kantong plastik yang berada di dalam tubuhnya tetap tidak hancur. Kantong plastik sisa telah banyak ditemukan di kerongkongan anak elang laut di Pulau
Midway, Lautan Pacific. Setiap tahun, plastik membunuh hingga 1.000.000 burung laut, 100.000 mamalia laut dan ikan-ikan yang tak terhitung jumlahnya.
5 Untuk menanggulangi sampah plastik, beberapa pihak mencoba untuk membakarnya. Tetapi proses pembakaran plastik umumnya menghasilkan
senyawa dioksin di udara, karena secara umum pada semua proses pembakaran senyawa yang mengandung Chlor dan Carbon pada suhu 180-400
C, akan terbentuk senyawa dioksin. Bila manusia menghirup dioksin, maka akan rentan
terhadap berbagai penyakit di antaranya kanker, gangguan sistem syaraf, hepatitis, dan berbagai penyakit lainnya.
Tabel 5 Strategi Penanganan Sampah Plastik di Beberapa Negara
Negara Strategi Penanganan Sampah Kantong Plastik
China Melarang supermarket dan toko menggunakan kantong plastik
sebagai kemasan Singapura
Menetapkan hari-hari tertentu sebagai bring your own bag day, bagi yang tidak membawanya akan dikenai denda
Australia Friends of the Earth, toko menjual produk dalam bentuk curah
dan pelanggan diharuskan membawa kantung belanjaan sendiri Jepang
UU tahun 1997 tentang Pengumpulan Sampah Terpilah dan Daur Ulang Kaleng dan Kemasan, melakukan pemilahan sampah mulai
dari tingkat rumah tangga, daur ulang plastik dilakukan secara terpusat, adanya buku panduan
Kairo Sistem pengumpulan dan daur-ulang sampah yang mampu
memanfaatkan 85 sampah yang terkumpul dan mempekerjakan 40,000 orang
Kanada Kotak biru, tempat sampah khusus untuk bahan yang dapat didaur
ulang Sumber: Sugianto 2008, Anonim 2008, Ginting 2006
Proses Pembuatan Kantong Plastik Belanja Konvensional
Bahan Baku Pemakaian jenis dan jumlah bahan baku ditentukan berdasarkan
spesifikasi produk yang akan diproduksi. Produsen membuat barang contoh yang diminta sesuai dengan keinginan pihak pemesan. Setelah disetujui dan diketahui
karakteristik plastik yang akan digunakan, proses pembuatan mulai dilakukan. Material bahan baku berbentuk pelletpolyethylene atau polypropylene, yang
merupakan jenis thermoplasticdan memiliki karakteristik yang bervariasi. Polyethylene biasanya lunak pada temperatur 110
C – 130
C, dan mencair pada suhu 140
C - 160 C. Pada suhu yang rendah, dapat digunakan sampai - 30
C.
Proses Pewarnaan
Pada saat proses pewarnaan, bahan baku biji plastik dibawa ke mesin mixer untuk diberi campuran warna sesuai pesanan konsumen.
Pemasukan Bahan Baku ke dalam
Hopper
Bahan baku yang telah selesai diberi campuran warna pada mixer, dimasukan kedalam hopper, kemudian siap untuk dilakukan proses pencetakan
dengan menggunakan mesin injection moulding. Kapasitas hopper umumnya sekitar 20 kg - 50 kg. Hopper merupakan corong masuk bahan baku biji plastik
yang terdapat pada bagian atas mesin injection moulding.
Injeksi
Bahan baku yang masuk ke dalam hopper kemudian diteruskan ke dalam Reciprocating screw dan akan meleleh dengan cepat saat mencapai bagian
kompresi dari screw, kemudian akan diinjeksikan ke dalam moulding dengan screw yang berputar untuk proses pencetakan. Bahan baku yang meleleh
diinjeksikan kedalam cetakan melalui nozzle, proses injeksi membutuhkan waktu 7
–20 detik untuk memenuhi ruang cetakan yang tergantung besarnya cetakan. Holding Time
Holding time dilakukan setelah proses injeksi. Extruder akan berhenti sejenak, saat pemberhentian extruder ini dinamakan proses holding time. Proses
holding time bertujuan untuk mencegah kembalinya material yang berbentuk lelehan ke dalam extruder akibat pembalikan arah.Proses holding ini merupakan
penahan waktu agar plastized yang ada dalam cetakan dapat segera dingin karena cetakan yang berpendingin air.
Ejeksi pengeluaran dari cetakan
Setelah holding time, cetakan akan membuka secara otomatis, lalu produk yang terdapat pada cetakan akan dikeluarkan oleh ejector pin secara otomatis.
Quality Control
Produk yang dikeluarkan dari cetakan memerlukan suatu proses pengontrolan kualitas oleh operator, agar produk yang mengalami cacat atau tidak
diinginkan segera dipisahkan dari produk yang baik. Produk yang mempunyai kualitas baik akan diteruskan ke bagian perakitan, sedangkan yang tidak baik akan
dihancurkan kembali atau didaur ulang oleh mesin crusher. Crusher machine
Barang jadi yang tidak lolos pengontrolan kualitas akan segera di bawa ke ruang penghancur untuk dihancurkan menjadi serpihan-serpihan kecil.
Selanjutnya serpihan-serpihan tersebut akan di bawa langsung ke mesin mixer untuk dilakukan pewarnaan ulang dan hasilnya dapat dipakai sebagai bahan baku.
Packing
Produk yang lolos dari pengontrolan kualitas barang jadi tersebut akan langsung dibawa ke ruang pengepakan. Di tempat ini akan produk akan disusun
dengan dengan baik agar tidak rusak selama proses pengiriman.
Kantong Plastik Ramah Lingkungan Kantong Plastik
Oxodegradable
Plastik Oxodegradable
dikategorikan plastik
ramah lingkungan
karenapada proses pembuatannya dilakukan dengan cara menambahkan sebanyak 1-3 additive prodegradant kepada plastik poliolefin konvensional PE yang
akan mempercepat proses oksidasi polimer dengan pengaruh utama panas dan sinar ultraviolet untuk mempercepat degradasi. Additive prodegradant
mempunyai berat molekul kecil,bersifat aktif, dan berfungsi untuk memecah rantai polimer PE. Additive ini hanya memicu pemecahan lembaran plastik secara
fisik setelah kontak dengan air dan sinar matahari menjadi partikel-partikel kecil yang bisa dikonsumsi oleh mikroorganisme. Kecepatan degradasi plastik jenis ini
sangat tergantung pada kondisi tanah dan lingkungan, seperti suhu, kelembaban dan intensitas penyinaran ultra violet dan material dari plastik tersebut, seperti
jenis resin, dan ketebalannya. Pakar lingkungan yang kontra terhadap plastik jenis oxodegradable ini mempermasalahkan apakah mikroorganisme bisa mencerna
lebih lanjut partikel-partikel kecil plastik tersebut, sehingga tidak diharapkan hasil akhirnya adalah campuran biomasa dan residu plastik. Namun dari beberapa
penelitian mikrobiologi yang dipublikasi oleh PT Tirta Marta sebagai salah satu produsen kantong plastik jenis oxodegradable uji mikrobiologi dilakukan di
Laboratorium BPPT, hasilnya adalah mikroba dalam cawan petri bertambah banyak jumlahnya dengan adanya partikel-partikel kecil plastik tersebut,
dibandingkan dengan cawan petri yang berisi potongan kantong plastik konvensional Sugianto, 2012.
Di Indonesia ada beberapa perusahaan yang memproduksi dan mendistribusi resin plastik dan oxodegradable plastic packaging, diantaranya:
1 PT Tirta Marta di Cikupa, Tangerang- Propinsi Banten adalah perusahaan industri plastik kemasan lokal yang memproduksi berbagai jenis resin
oxodegradable dengan brand Oxium. 2 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk di Propinsi Banten. Produk yang
dihasilkan bernama Asren HDPE degradable juga sudah memproduksi kantong plastik belanja jenis oxodegradable.
3 PT Agra Karya Prima Industry yang merupakan perusahaan mitra PT Merindo yang diberikan lisensi oleh EPI Environmental Product Inc. Canada untuk
mendistribusikan resin oxo-biodegradable PE film, dan memproduksi kantong plastik belanja atau dikenal sebagai kantong kresek yg dipakai hotel-hotel, bank,
perusahaan dan ritel seperti Ranch Market, Carrefour, Ace Hardware dan lainnya. EPI adalah perusahaan pelopor di dunia untuk teknologi oxo-biodegradable dan
memiliki pengalaman , pengetahuan teknis untuk merancang sistem aditif untuk polietilen, polipropilen dan polistiren agar dapat memenuhi berbagai kebutuhan
dan pelayanan dan kinerja degradasi.TDPA ® Total Degradable Plastic Additive seperti yang dimiliki oleh pabrik resin EPI, ketika ditambahkan ke dalam resin
PE, PP dan PS, menyebabkan plastik lebih mudah hancur dalam waktu tertentu terkendali. Degradasi ini dipicu oleh paparan sinar ultraviolet sinar matahari,
suhu yang tinggi atau stres mekanik. Setelah awal proses degradasi, produk yang dibuat dengan polietilen seperti kantong plastik belanja yang hancur, juga akan
dapat dikonsumsi oleh mikroba dalam tanah termasuk biodegradable. Dosis penambahan TDPA sangat penting dalam merancang umur simpan dan
memungkinkan produk ini untuk didaur ulang dengan aman di sungai dengan menunjukkan tanda-tanda visual dari degradasi - kerapuhan atau disintegrasi.
Menurut EPI, proses keseluruhan dari polimer menjadi karbon dioksida, air dan biomassa disebut okso-biodegradasi.
Kantong plastik PE dengan tebal 0.0030 cm diberi aditif prodegradant 2 akan terdegradasi dalam waktu 3 bulan, jika dibiarkan terbuka di lingkungan
udara terbuka di Thailand dan sebuah wadah plastik dengan tebal 0.15 cm atau dalam bentuk lembaran PP akan menurunkan waktu degradasi menjadi waktu 3-6
bulan. Plastik jenis oxodegradable tidak dapat terdegradasi dengan cepat namun waktu degradasinya dapat dikendalikan Morawietz, 2006.
Kantong Plastik Biodegradable
Berdasarkan formulasi bahan baku yang dipakai, plastik biodegradable dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu kelompok dengan bahan baku
petrokimia menggunakan sumberdaya alam yang tidak terbarukan non-renewable resources, dan kelompok dengan bahan baku produk tanaman seperti pati dan
selulosayang menggunakan sumber daya alam terbarukan renewable resources yg mudah dicerna oleh mikroorganisme bakteri dan jamur, sehingga disebut juga
biodegradable atau compostable, karena jika dicerna oleh mikroba kantong plastik belanja tersebut berubah menjadi komposbiomasa. Pengomposan yang
sempurna sampai ke tahap mineralisasi akan menghasilkan karbon dioksida dan air Pranamuda,2001. Biodegradable didefinisikan sebagai bahan yang bisa
didekomposisi menjadi karbon dioksida, metana, air, komponen anorganik atau biomassa melalui mekanisme enzimatis mikroorganisme, yang bisa diuji dengan
pengujian standar dalam periode waktu tertentu Latief, 2001. Biodegradable merupakan salah satu mekanisme degradasi material, selain compostable,
hydrobiodegradable, photobiodegradable, bioerodable Nolan-ITU, 2002.
Plastik Biodegradable 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 Pila, 2011. 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. Plastik biodegradable dapat
dihasilkan melalui tiga cara yaitu:
- Biosintesis, seperti pada pati dan selulosa - Bioteknologi, seperti pada polyhydroxyl fatty acid
- Proses sintesis kimia seperti pada pembuatan poliamida, poliester dan polivinil alkohol
Plastik Biodegradable yang didapat langsung dari sintesis alam memiliki
keunggulan ketersediaan dalam jumlah besar dan murah, namun memiliki kelemahan dalam hal penyerapan air yang tinggi dan tidak dapat dilelehkan tanpa
bantuan bahan aditif Budiman, 2003. Kelompok biopolimer yang menjadi bahan dasar dalam pembuatan plastik biodegradable, yaitu:
1. Campuran biopolimer dengan polimer sintetis. Bahan ini memiliki nilai biodegradabilitas yang rendah dan biofragmentasi sangat terbatas.
2. Poliester. Biopolimer ini dihasilkan secara bioteknologi atau fermentasi dengan mikroba genus Alcaligenes dan dapat terdegradasi secara penuh
oleh bakteri, jamur, dan alga. 3. Polimer pertanian. Polimer pertanian diantaranya, cellophan,
seluloasetat, kitin, pullulan Latief 2001.
Jenis plastik biodegradable lain yang banyak diteliti adalah plastik campuran dari bahan non-biodegradable dengan bahan biodegradable, misalnya polietilena
dicampurkan dengan pati. Pencampuran tersebut merupakan salah satu alternatif yang mungkin untuk diterapkan walaupun tidak terdegradasi sempurna.
Plastik Biodegradable yang berbasiskan pati dapat dibuat dengan cara sebagi berikut Tokiwa et al, 2009 yaitu:
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 ekstrusi untuk mencampur pati dengan bahan seperti
protein kedelai, gliserol, lignin sebagai plasticizer Flieger et al. 2003
Gambar 2 Jenis Plastik Biodegradable Sumber: Tokiwa et al.,2009
Potensi penggunaan pati sebagai plastik biodegradable berkisar 80-95 dari pasar plastik biodegradable yang ada Vilpoux dan Averous, 2006. Sumber
pati yang banyak digunakan antara lain jagung, ubi kayu atau singkong, gandum, beras dan kentang. Jika dikaitkan dengan sumber daya lokal, khususnya sumber
daya alam penghasil pati yang ada di Indonesia, maka peluang dan potensi yang bisa dikembangkan akan semakin luas mengingat masih banyak sumber
patipatianyang masih belum dimanfaatkan dengan maksimal, apalagi ketersediaan pati dari biji-bijian yang selama ini dianggap sebagai limbah.
Pati sering digunakan dalam industri pangan sebagai biodegradable film untuk menggantikan polimer plastik karena beberapa faktor seperti faktor
ekonomis, dapat diperbaharui, dan memberikan karakteristik fisik yang baik Bourtoom, 2007. Menurut Stevens 2001, plastik biodegradable disebut juga
bioplastik, yaitu plastik yang seluruh atau hampir seluruh komponennya berasal dari bahan baku yang dapat diperbaharui. Plastik biodegradable mengandung satu
atau lebih biopolimer sebagai ingridien yang esensial. Plastik jenis ini merupakan bahan plastik yang ramah terhadap lingkungan karena sifatnya yang dapat
kembali ke alam. Istilah bioplastik ditujukan untuk bahan kemasan yang berasal dari polimer yang biodegradabel dan bisa diuji biodegradabilitasnya berdasarkan
standar yang berlaku seperti ASTM D6400-99 Vink et al., 2003.
Di Indonesia ada beberapa perusahaan yang memproduksi resin plastik dan biodegradable plastic packaging, diantaranya:
1 PT Tirta Marta di Cikupa, Tangerang- Propinsi Banten adalah industri plastik kemasan lokal yang memproduksi jenis resin biodegradable dengan brand
Ecoplas, dan sekaligus memproduksi kantong plastik belanja untuk dipasok ke berbagai perusahaan seperti kemasan plastik belanja produk Martha Tilaar.
Namun kendala harga yang membuat plastik biodegradable ini akhirnya diekspor untuk memenuhi pesanan ritel atau perusahaan di luar negeri. Di Indonesia masih
sulit mendapatkan kantong plastik belanja yang benar-benar biodegradable.
2 PT Inter Aneka Lestari Kimia di Cikupa, Tangerang - Propinsi Banten adalah perusahaan yang membuat kantong plastik dan kantong sampah
biodegradable dengan brand name Enviplast. Plastik alternatif enviplast terbuat dari bahan baku yang tersedia terus menerus di alam dan dapat diperbaharui, yaitu
pati dari tapioka, jagung, dan turunan minyak nabati antara lain kelapa sawit.
Enviplast merupakan polimer biodegradable, yang dapat terurai di alam dengan bantuan mikroorganisme dan air menjadi karbon dioksida, air dan
biomasa. Enviplast juga termasuk kelompok bahan compostable, yaitu dapat menjadi kompos di dalam tanah karena enviplast yang terurai di dalam tanah,
akan menambah kemampuan tanah untuk mengikat air, sehingga meningkatkan daya serap air dari tanah. Selain oleh mikroorganisme, enviplast juga dapat
dimakan oleh binatang seperti serangga, siput, serta hewan kecil lainnya, baik di darat maupun di air, tanpa menimbulkan akibat buruk seperti efek racun atau
bahaya lainnya. Enviplast digolongkan sangat ramah lingkungan, yang bisa ditunjukkan bila enviplast ada di dalam air akan melunak dan tenggelam, sehingga
memudahkan terdegradasi dan dimakan oleh mikromakro organisme, serta tidak menyumbat saluran pembuangan air. Enviplast juga tidak menghasilkan gas kimia
berbahaya atau residu lelehan bila dibakar. Plastik kemasan enviplast memang belum banyak digunakan oleh peritel atau pertokoan bahkan di pasar tradisional,
karena terkendala oleh harga pati singkong, dan minyak sawit mentah atau crude palm oil CPO. Saat ini harganya hampir dua kali lipat dari plastik konvensional.
Kelemahannya, selain harga jual yang dibebankan kepada konsumen bisa mencapai Rp 3000 per lembar kantong plastik belanja, enviplast juga akan
meleleh jika terkena panas di atas 80
C. Untuk industri plastik hilir, kemasan ramah lingkungan memang telah
menjadi suatu yang model, namun tidak semuanya menggunakan bahan baku dari tumbuhan yang dapat membuat sampah kantong plastik tersebut terurai dalam
waktu 3-6 bulan, karena terkendala harga bahan baku. Beberapa pelaku industri tetap menggunakan bahan baku berbasis minyak bumi konvensional yang diberi
campuran additive agar bisa didegradasi lebih cepat dalam waktu 2 tahun.
Pati Starch
Pati merupakan karbohidrat yang tersebar dalam tanaman terutama tanaman berklorofil, terdapat pada biji, batang dan bagian umbi tanaman yang
merupakan cadangan makanan untuk masa pertumbuhan dan pertunasannya. Banyaknya kandungan pati pada tanaman tergantung asal pati, misalnya pati yang
berasal dari biji beras mengandung pati 50-60. Pati telah lama digunakan baik sebagai bahan makanan maupun non-food seperti perekat, dalam industri tekstil,
polimer atau sebagai bahan tambahan dalam sediaan farmasi Grag, 2006.
Pati adalah suatu polisakarida yang mengandung amilosa, suatu cabang polimer linier dan amilopektin, polimer dengan banyak cabang Mali, 2005. Pati
bila dipanaskan dalam air , akan terbentuk larutan koloid hingga berat molekulnya tidak dapat ditentukan secara teliti, meskipun demikian berat molekulnya sangat
besar. Amilosa merupakan bagian yang larut dalam air 10-20 yang mempunyai berat molekul 50.000-200.000. Amilopektin merupakan bagian yang
tidak larut dalam air 80-90 dengan berat molekul antara 70.000-10
6
.
Keduanya mempunyai rumus empiris C
6
H
10
O
5
n. Baik amilosa maupun amilopektin, bila terhidrolisis menunjukkan adanya sifat-sifat karbonil. Struktur
amilosa merupakan struktur lurus dengan ikatan α-1,4-D-glukosa. Amilopektin
terdiri dari struktur bercabang dengan ikatan α-1,6-D-glukosa dan titik
percabanganamilopektin merupakan ikatan α-1,6. Dalam amilosa satuan-satuan
gula dihubungkan dengan ikatan 1,4, sedangkan dalam amilopektin ikatannya pada 1,6 atau dengan kata lain atom C
1
dari satu gula dihubungkan dengn atom C
6
dari satuan gula berikutnya Hornback, 2006. Struktur kimia Amilosa dan Amilopektin dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 3 Struktur Kimia Amilosa Sumber: Ann-Charlott, 2004
Gambar 4 Struktur Kimia Amilopektin Sumber: Ann-Charlott, 2004
Ubi-ubian, serealia, dan biji polong-polongan merupakan sumber pati yang paling penting. Ubi-ubian yang sering dijadikan sumber pati antara lain ubi jalar,
kentang, dan singkong Liu, 2005 dalam Cui, 2005. Pati singkong sering digunakan sebagai bahan tambahan dalam industri makanan dan industri yang
berbasis pati karena kandungan patinya yang cukup tinggi Niba, 2006 dalam Hui, 2006. Menurut Biro Pusat Statistik 2009, produksi tanaman singkong di
Indonesia tahun 2008 sebesar 20.834.241 ton. Melihat kandungan pati pada singkong 90, maka pada tahun 2008 dapat dihasilkan 18.750.816,9 ton pati
singkong. Produksi pati yang tinggi, penanamannya yang mudah, dan tanaman mudah diperoleh di Indonesia menjadikan singkong potensial dijadikan sebagai
bahan dasar plastik biodegradable.
Kandungan pati pada beberapa bahan pangan disajikan pada tabel berikut.
Tabel 6 Kandungan Pati pada Beberapa Bahan Pangan
Bahan Pangan Pati basis kering
1 Biji sorghum
67 2
Beras 89
3 Singkong
90 4
Ubi jalar 90
5 Kentang
75 6
Jagung 57
7 Biji gandum
67 Sumber: Liu 2005 dalam Cui 2005
Sumber Pati
Singkong merupakan tanaman perdu yang berasal dari Amerika Selatan dengan lembah sungai Amazon sebagai tempat penyebarannya Odigboh, 1983
dalam Chan 1983. Pohon singkong dapat tumbuh hingga 1-4 meter dengan daun besar yang menjari dengan 5 hingga 9 belahan lembar daun. Batangnya memiliki
pola percabangan yang khas, yang keragamannya tergantungpada kultivar Rubatzky dan Yamaguchi, 1995. Gambar pohon singkong, akar umbi dan
bentuk granula pati singkong dapat dilihat pada gambar berikut .
Gambar 5 Umbi singkong Gambar 6 Granula Pati Singkong Sumber: Grahito, 2007 Sumber: Niba, 2006 dalam Hui, 2006
Proses pembuatan pati tapioka secara tradisional terdiri dari tiga tahap yang dilakukan secara terpisah. Tahap pertama adalah proses pemarutan ubi kayu
yang sudah dikupas kulitnya, sedangkan tahap kedua dan ketiga adalah proses pemerasan dan penyaringan parutan ubu kayu yang sudah dicampur air, untuk
mendapatkan pati tapioka. Pemarutan yang menghasilkan pati tapioka bertujuan untuk memecahkan dinding sel pada ubi kayu agar butir tepung pati yang
terdapat di dalam ubi kayu tersebut dapat diambil. Setelah proses pemarutan dilakukan, hasil parutan dicampur dengan air kemudian diperas dan disaring.
Selanjutnya campuran pati dan air ini diendapkan. kemudian dijemur hingga kering Soegihardjo, 2005.
Pati merupakan biopolimer karbohidrat yang dapat terdegradasi secara mudah di alam dan bersifat dapat diperbarui. Untuk meningkatkan karakteristik,
biasanya pati dicampur biopolimer yang bersifat hidrofobik atau bahan tahan air. Biji durian Durio zibethinus Murr. banyak mengandung lemak, protein,
dan karbohidrat terutama pati Sumarlin, 2011. Pati dapat ditemukan pada
seluruh bagian tanaman daun, batang, akar, umbi, dan biji. Pati dapat dimanfaatkan secara luas dalam produk pangan, misalnya sebagai bahan pengikat
air atau pegental dan pembentuk tekstur dalam pembuatan biskuit dan roti Nielsen, 2003. Pati memiliki sifat yang berbeda-beda dipengaruhi oleh jenis
tanaman sumber pati, bentuk dan ukuran granula pati, kandungan amilosa dan amilopektin. Untuk mendapatkan karakteristik pati yang diinginkan, maka dapat
dilakukan modifikasi pati dengan tujuan untuk mendapatkan sifat pati yang spesifik. Pati termodifikasi dapat digunakan dalam produk pangan atau industri
untuk memperbaiki viskositas, stabilitas, tekstur, penampakan, dan emulsifikasi Jannsen, 2009.
Berpikir Sistem System Thinking
Berpikir sistemik merupakan kesadaran untuk mengapresiasi dan memikirkan kejadian sebagai sebuah sistem atau sistem approach. Sistem adalah
suatu gugus dari elemen yang saling berhubungan dan terorganisasi untuk mencapai suatu tujuan atau suatu gugus dari tujuan-tujuan Eriyatno, 2007.
Pendekatan sistem adalah suatu pendekatan analisa organisatoris yang menggunakan ciri-ciri sistem sebagai titik tolak analisa. Metode ini merupakan
salah satu cara penyelesaian persoalan yang dimulai dengan dilakukannya identifikasi terhadap adanya sejumlah kebutuhan-kebutuhan, sehingga dapat
menghasilkan suatu operasi dari sistem yang dianggap efektif Marimin,2009. Pengkajian dalam pendekatan sistem seyogyanya memenuhi tiga
karakteristik, yaitu: 1 kompleks, dimana interaksi antar elemen cukup rumit; 2 dinamis, dalam arti faktor yang terlibat ada yang berubah menurut waktu dan ada
pendugaan ke masa depan; dan 3 probabilistik, yaitu diperlukannya fungsi peluang dalam inferensi kesimpulan maupun rekomendasi Eriyatno, 2007.
Dalam pelaksanaan metode pendekatan sistem diperlukan tahapan kerja yang sistematis. Menurut Marimin metodologi sistem pada prinsipnya melalui
enam tahap analisis sebelum tahap sintesa rekayasa, meliputi: 1 analisa kebutuha, 2 identifikasi sistem, 3 formulasi permasalahan, 4 pembentukan
alternatif sistem, 5 determinasi dan realisasi fisik, social dan politik, 6 penentuan kelayakan ekonomi dan keuangan finansial.
Pendekatan sistem memiliki dua hal umum sebagai tandanya, yaitu 1 dalam semua faktor penting yang ada dalam mendapatkan solusi yang baik untuk
menyelesaikan masalah; dan 2 dibuat suatu model kuantitatif untuk membantu keputusan secara rasional Marimin, 2010. Salah satu dasar utama untuk
mengembangkan model adalah guna menemukan peubah-peubah apa yang penting dan tepat. Penemuan peubah tersebut sangat erat hubungannya dengan
pengkajian hubungan-hubungan yang terdapat diantara peubah-peubah. Teknik kuantitatif dan simulasi digunakan untuk mengkaji keterkaitan antar peubah dalam
sebuah model. Sistem yang diberi abstrak dan deskripsi yang disederhanakan memudahkan penggunaan model untuk menentukan usaha-usaha penelitian atau
menguraikan garis besar suatu masalah untuk pengkajian yang lebih mendetail Marimin, 2009.
Metodologi yang digunakan dalam pendekatan sistem bisa berupa hard sistems thinking HST, maupun soft sistem methodology SSM. Pendekatan hard
sistem memiliki asumsi bahwa: 1 masalah yang dimiliki sistem terdefinisi
dengan baik, 2 memiliki solusi optimum tunggal, 3 pendekatan sains untuk pemecahan masalah akan bekerja dengan baik, 4 didominasi faktor teknis.
Dalam pendekatan hard sistem teknik dan prosedur kaku untuk menghasilkan data dan pengolahan masalah yang terdefinisi dengan baik, difokuskan pada
implementasi komputer. Sementara SSM merupakan sebuah pendekatan untuk pemodelan proses pengorganisasian dan hal itu dapat digunakan baik untuk
pemecahan masalah umum maupun dalam manajemen perubahan. SSM lebih mengarah pada model konseptual normatif yang bisa menghasilkan perencanaan
dan strategi Marimin, 2009.
Gambar 7 Model Pendekatan Sistem Sumber; Marimin, 2009
Pengertian AHP Analitycal Hierarchy Process
AHP merupakan suatu model pendukung keputusan yang dikembangkan oleh Thomas L. Saaty. Model pendukung keputusan ini akan menguraikan
masalah multi faktor atau multi kriteria yang kompleks menjadi suatu hirarki. Menurut Saaty 1993, hirarki didefinisikan sebagai suatu representasi dari sebuah
permasalahan yang kompleks dalam suatu struktur multilevel dimana level pertama adalah tujuan, yang diikuti level faktor, kriteria, sub kriteria, dan
seterusnya ke bawah hingga level terakhir dari alternatif. Dengan hirarki, masalah yang kompleks dapat diurai ke dalam kelompok-kelompoknya yang kemudian
diatur menjadi suatu bentuk hirarki sehingga permasalahan akan tampak lebih terstruktur dan sistematis. AHP sering digunakan sebagai metode pemecahan
masalah dibanding dengan metode yang lain karena alasan-alasan berikut : 1. Struktur yang berhirarki, sebagai konsekuesi dari kriteria yang dipilih, sampai
pada subkriteria yang paling dalam. 2. Memperhitungkan validitas sampai dengan batas toleransi inkonsistensi
berbagai kriteria dan alternatif yang dipilih oleh pengambil keputusan. 3. Memperhitungkan daya tahan output analisis sensitivitas pengambilan
keputusan. Tahapan AHP
Dalam metode AHP dilakukan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Masalah didefinisikan dan ditentukan solusi yang diinginkan. Dalam tahap ini
masalah yang akan dipecahkan agar ditentukan secara jelas, detail dan mudah
METODA Pendekatan
Sistem
Pemilihan Produk Alternatif
MULAI
AHP MPE
Analasis Kebutuhan
Formulasi
dipahami. Dari masalah tersebut coba tentukan solusi yang mungkin cocok dan dapat berjumlah lebih dari satu. Solusi tersebut dikembangkan lebih
lanjut dalam tahap berikutnya.