BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Perkembangan plastik konvensional yang terbuat dari minyak bumi menyebabkan masalah serius bagi lingkungan karena karena memiliki kemampuan
degradasi yang rendah. Untuk bisa terurai, kantong plastik membutuhkan waktu 20 sampai dengan 1.000 tahun untuk bisa benar-benar terdekomposisi [1]. Terdapat 8
juta ton sampah plastik beredar di lautan dunia setiap tahun dan bila sampah plastik dibiarkan, 17,5 juta ton plastik per tahun dapat memasuki lautan pada 2025. Bila
jumlah sampah plastik diakumulasikan dari tahun ini sampai 2025, sedikitnya 155 juta ton plastik akan beredar di lautan [2]. Penggunaan plastik yang ramah
lingkungan bioplastik menjadi alternatif yang inovatif. Oleh karena itu saat ini dibutuhkan penelitian mengenai bahan pengemas yang mudah terdegradasi
bioplastik. Bioplastik adalah bentuk plastik yang berasal dari sumber tanaman yang
secara alami terdegradasi oleh aksi mikroorganisme seperti bakteri, jamur dan alga [3]. Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan bioplastik pada umumnya adalah
pati atau selulosa. Selulosa merupakan polisakarida yang paling melimpah, namun penggunaan selulosa sebagai bahan baku akan menghasilkan bioplastik berwarna
coklat [4]. Plastik berbasis selulosa biasanya diproduksi dari pulp kayu dan digunakan untuk membuat produk berbasis film seperti pembungkus [3]. Pada
penelitian ini menggunakan bahan baku pati, karena pati mudah
terdegradasi dengan sangat cepat dan merupakan
polisakarida paling melimpah kedua setelah selulosa [5]. Bioplastik dari bahan pati memiliki warna yang lebih baik dibandingkan bioplastik
dari bahan selulosa [6]. Saat ini telah banyak penelitian yang berkaitan dengan pembuatan bioplastik,
sebagaimana yang ditampilkan pada Tabel 1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1 Penelitian yang berkaitan dengan bioplastik
Peneliti Judul Penelitian
Hasil
Yuli Darni, Sri Ismiyati D. and
Tigor Marbun [7]
Influence Concentration Of Plasticizer and Formulation of
Banana Starch-Chitosan To Mechanical property and water
uptake of Bioplastic International Journal of
Engineering and Science Vol. 1, No. 4, 2010
- Kekuatan tarik 85,75 MPa
- Perpanjangan saat putus
67,5 -
Modulus young 127,04 MPa -
Ketahanan terhadap air 37,64
Zuraida, A., Yusliza, Y.,
Anuar, H. and Mohd Khairul
Muhaimin, R [8]
The Effect Of Water And Citric Acid On Sago Starch Bio-
Plastics International Food Reasearch
Journal 192: 715-719 2012 Penambahan asam sitrat pada 30
ww meningkatkan sifat mekanik dari bioplastik
dibandingkan dengan penambahan air 40 ww.
M. Hendra S. Ginting, Toni
Pahri Sirait and Torasman
Sidabutar [6] Effect Of Chitosan Addition And
Temperature Of Heating For Tensile Strength Ang Elongation
At Break Value Of Bioplastic From Taro Strach Colocasia
esculanta With Glyserol Plastizicer
The 3
rd
Bali International Seminar On Science And
Tecnology Bisstech, 2015 Bioplastik terbaik diperoleh
pada pati variasi 30 bv, penambahan 1 v gliserol dan
2 wv kitosan pada suhu 75
o
C yang menghasilkan kekuatan
tarik 8,297 MPa, nilai pemanjangan pada saat putus
adalah 45,846.
Terer Erick Kipngetich and
Magut Hillary [4]
A Blend of Green Algae and Sweet Potato Starch as a
Potential Source of Bioplastic Production and Its Significance
to the Polymer Industry Journal
International Journal of Green and Herbal Chemistry
E-ISSN: 2278-3229, 2012 Komposisi campuran dari 75
ganggang, 25 pati kentang dan 0 pemlastis Propana 1, 2, 3-triol
menghasilkan bioplastik yang rapuh dan kaku. Persentase yang
tinggi dari ganggang dan dengan penambahan pemlastis Propana
1, 2, 3-triol menghasilkan bioplastik dengan kekuatan yang
tinggi dan berwarna hitam pekat.
Rifka Sudi, Irhamni, and
Rahmi [9] The Study of Starch Seeds
Durian Durio zibethinus Effect as the Filler Material on Tensile
Strength and Biodegradation of Polymers Polystyrene PS
Journal of The Aceh Physical Society, SS, Vol. 2, No. 1 pp. 7-
8, 2013 Nilai kekuatan tarik 90 PS :
5 pati : 5 gliserol adalah o,55 kgfmm
2
Universitas Sumatera Utara
Secara komersial sudah ada bioplastik yang diproduksi dengan variasi jumlah penambahan pati singkong atau pati jagung, namun kendalanya adalah harga produk
masih mahal jika dibandingkan dengan harga kantong plastik konvensional pada umumnya, karena tepung dan pati tersebut masih dibutuhkan di sektor pangan dan
energi [12]. Berdasarkan fakta dan kajian ilmiah yang ada, maka perlu dilakukan
penelitian bioplastik dari pati yang tidak mengganggu sektor pangan. Limbah biji durian yang ketersediaannya melimpah dan belum dimanfaatkan
secara optimal memiliki kandungan karbohidrat terutama patinya yang cukup tinggi sebesar 43,6 atau sebesar 43,6 gram pati per 100 gram biji durian segar tanpa
kulitnya sehingga layak dijadikan bahan baku bioplastik [13]. Bioplastik berbahan baku pati memiliki beberapa kelemahan seperti kurang
tahan terhadap air bersifat hidrofilik dan sifat mekaniknya masih rendah. Cara untuk mengurangi sifat hidrofilik adalah dengan mencampur pati dengan biopolimer
lain yang bersifat hidrofobik, seperti kitosan. Sedangkan untuk memperbaiki sifat mekanik bioplastik terutama sifat elastisitasnya, dapat dilakukan dengan
mencampur pati dengan pemlastis [5]. Prima Astuti
Handayani dan Hesmita
Wijayanti [10] Pembuatan Film Plastik
Biodegradabel Dari Limbah Biji Durian Durio zibethinus Murr
Jurnal Bahan Alam Terbarukan ISSN 2303-0623, 2015.
Film plastik biodegradabel terbaik dihasilkan pada suhu
pengadukan 80
o
C, dengan nilai kuat tarik sebesar 1187,732
Nm
2
dan elongasi sebesar 7,547.
Yuli Darni dan Herti Utami [5]
Studi Pembuatan dan Karakteristik Sifat Mekanik dan
Hidrofobisitas Bioplastik dari Pati Sorgum
Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan Vol. 7, No. 4, hal.
88-93, 2010 ISSN 1412-5064 Formulasi campuran pati
sorgum-kitosan 7:3 dengan pemlastis sorbitol terbaik adalah
pada konsentrasi 20 dan temperatur gelatinisasi 95
o
C dengan nilai Modulus Young
tertinggi 42.480 MPa dan nilai ketahanan air terbaik sebesar
36,825 .
Wini Setiani, Tety Sudiarti
dan Lena Rahmidar [11]
Preparasi Dan Karakterisasi Edible Film Dari Poliblend Pati
Sukun-Kitosan Jurnal Valensi Vol. 3 No. 2,
November 2013 100-109 ISSN : 1978 - 8193
- Ketahanan terhadap air
sebesar 212,98 -
Nilai kuat tarik sebesar 16,34 Mpa
- Nilai elongasi sebesar 6,00
- Modulus young sebesar
2,72 MPa.
Universitas Sumatera Utara
Menurut penelitian Darni dan Utami 2010 dapat diketahui bahwa, penambahan kuantitas kitosan pada pembuatan bioplastik dapat menghasilkan
bioplastik yang memiliki sifat kuat tarik dan ketahanan air cenderung meningkat [5]. Ginting, et al 2015, melakukan penelitian pembuatan bioplastik dengan variasi
kitosan 1 wv, 2 wv dan 3 wv diperoleh kondisi optimum pada penambahan kitosan 2 wv [6]. Sedangkan dalam penelitian ini variasi kitosan yang digunakan
adalah 3,0 wv, 3,5 wv, 4,0 wv, 4,5 wv dan 5,0 wv. Secara umum pelarut yang digunakan untuk melarutkan kitosan adalah asam
lemah encer. Kitosan tidak larut dalam air, dalam larutan basa kuat, dalam H
2
SO
4
dan dalam beberapa pelarut organik seperti alkohol dan aseton. Kitosan sedikit larut dalam HCl dan HNO
3
, serta larut baik dalam asam lemah, seperti asam formiat dan asam asetat [14]. Sehingga dalam penelitian ini digunakan pelarut HCl dengan
variasi 0,9, 1,0, 1,1, 1,2 dan 1, 3. Pada pembuatan bioplastik ini sangat diperlukan sekali adanya pemlastis
untuk memperoleh sifat film yang khusus. Pemlastis bahan pelembut adalah bahan organik dengan berat molekul rendah yang ditambahkan pada suatu produk dengan
tujuan untuk menurunkan kekakuan dari polimer, sekaligus meningkatkan fleksibilitas polimer. Pada penelitian ini digunakan gliserol sebagai pemlastis karena
gliserol merupakan salah satu pemlastis yang banyak digunakan dan cukup efektif menurunkan tingkat kekakuan. Penelitian Ginting, et al 2015, diperoleh bioplastik
terbaik pada penambahan gliserol 1v [6]. Pembuatan bioplastik berbasis pati pada dasarnya menggunakan prinsip
gelatinisasi [15]. Dengan adanya penambahan sejumlah air dan dipanaskan pada suhu yang tinggi maka akan terjadi gelatinisasi. Gelatinisasi mengakibatkan ikatan
amilosa akan cenderung saling berdekatan karena adanya ikatan hidrogen. Dalam penelitian Handayani dan Wijayanti 2015, pada suhu 75
o
C tepung biji durian mengalami gelatinisasi dan campuran film plastik biodegradabel telah homogen.
Peristiwa gelatinisasi ini kemudian diikuti dengan plastisasi [10]. Pada penelitian ini temperatur pemanasan pati adalah 75
o
C. Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini dilakukan dengan tujuan
untuk memperbaiki karakteristik bioplastik yang dihasilkan dari pati biji durian.
Universitas Sumatera Utara
Penelitian ini akan mengkaji pengaruh variasi pengisi kitosan dan konsentrasi asam klorida HCl sebagai pelarut kitosan.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
