Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran 86

3.4.1 Pengujian Kuat Tarik 72 3.4.2 Uji Kemuluran 74 3.4.3 Uji Densitas 74 3.4.4 Uji Kelarutan 75

Bab 4 Hasil dan Pembahasan

76 4.1 Hasil Penelitian 76 4.1.1 Hasil Pengujian Kuat tarik 76 4.1.2 Hasil Pengujian Kemuluran 77 4.1.3 Hasil Pengujian Densitas 77 4.1.4 Hasil Pengujian Biodegradasi 78 4.2 Pembahasan 79 4.2.1 Pengujian Kuat Tarik 79 4.2.2 Pengujian Kemuluran 80 4.2.3 Pengujian Densitas 82 4.2.4 Pengujian Biodegradasi 83

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 86

5.1 Kesimpulan 86 5.2 Saran 87 Daftar Pustaka 88 Lampiran 98 Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL HALAMAN Tabel 1.1 Kandungan kimia enceng gondok kering 5 Tabel 3.1 Variasi komposisi sampel penelitian 69 Tabel 4.1 Data hasil pengujian kuat tarik 76 Tabel 4.2 Data hasil pengujian kemuluran 77 Tabel 4.3 Hasil pengujian densitas 77 Tabel 4.4 Hasil pengujian biodegradasi 78 Tabel 4.5 Sifat Mekanik dari Plastik Polyetylen 82 Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR HALAMAN Gambar 1.1 Struktur Selulosa 4 Gambar 2.2 Polimer biodegradabel sebagai bahan biokemasan 16 Gambar 2.2 Klasifikasi polimer biodegradable 17 Gambar 2.3 Rumus struktur Poly Asam Laktat 18 Gambar 2.4 Struktur molekul asam asetat 19 Gambar 2.5 Enceng gondok Eichornia Crassipes 25 Gambar 2.6 Skema ringkasan faktor yang membatasi hidrolisa selulosa 32 Gambar 2.7 Struktur polimer selulosa 33 Gambar 2.8 Struktur polimer kitin 42 Gambar 2.9 Struktur polimer kitosan 43 Gambar 2.10 Berbagai Macam Beras di Indonesia 48 Gambar 2.11 Struktur Kimia Amilosa 56 Gambar 2.12 Struktur Kimia Amilopektin 56 Gambar 3.1 Pengeringan enceng gondok 66 Gambar 3.2 Proses pembuatan pulp dan pati enceng gondok 67 Gambar 3.3 Proses pencetakan dan pengujian sampel 68 Gambar 3.4 Ukuran Sampel Uji Tarik 73 Gambar 4.1 Grafik kuat tarik versus massa kitosan 79 Gambar 4.2 Grafik kemuluran versus massa kitosan 81 Gambar 4.3 Grafik densitas versus massa kitosan 82 Gambar 4.4 Grafik massa yang hilang versus massa kitosan 83 Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Pembuatan komposit Plastik Biodegradabel berbahan baku Enceng gondok dan gliserol telah dilakukan dengan modifikasi kitosan sebagai plastisizer. Metode yang digunakan adalah dengan mencampurkan Pati enceng gondok, kitosan dan tepung beras dengan formulasi 10:0:3, 9:1:3, 8:2:1, 7:3:3, 6:4:3 mm kemudian diaduk dengan menggunakan kecepatan pengadukan 50 rpm dan suhu 90-100 o C selama 30 menit, kemudian ditambahkan gliserol 10 ml dan diaduk dengan suhu 90-100 o C selama 30 menit. Kemudian plastik dicetak dan dipanaskan dalam oven dengan temperature 60-70 o C selama 24 jam. Sifat mekanik dan fisis benda uji seperti : Kuat tarik, Kemuluran, Densitas, Biodegradasi. Kuat tarik yang Optimal senilai 3,87 Mpa pada variasi kitosan 30. Nilai kemuluran yang Optimal sebesar 10,691 pada variasi kitosan sebesar 30. Nilai densitas yang optimal senilai 1,543 grmm 3 pada variasi kitosan sebesar 40. Sedangkan nilai biodegradasi kelarutan dalam air yang optimal pada waktu perendaman selama 7 hari yaitu senilai 91,7 pada variasi kitosan 40, dan pada perendaman 14 hari yaitu senilai 93,3 pada variasi kitosan sebesar 40. Universitas Sumatera Utara USE OF FIBER ENCENG GONDOK AND CHITOSAN AS RAW MATERIALS FOR POLY LACTIC ACID AS ENVIRONMENTALLY FRIENDLY PACKAGING ABSTRACT Manufacture of biodegradable plastic composites made from enceng gondok and glycerol have been made with modified chitosan as a plasticizer. The method used is by mixing the enceng gondok starch, chitosan and rice flour with formulation of 10:0:3, 9:1:3, 8:2:1, 7:3:3, 6:4:3 mm Then stirred by mixed 50 rpm and temperature 90-100 o C during 30 minutes. Then add 10 ml glycerol and stirred with temperature of 90-100 o C for 30 minutes. Then plastic molded and heated in the oven with temperature 60-70 o C during 24 hours. Mechanical and physical properties of test objects such as: Tensile strength, elasticity, density and biodegradation dissolve in water. Tensile strenght Optimal in the value of 3,88 Mpa at chitosan variation of 30. The optimal elasticity in the value 10,691 at chitosan variation of 30. The optimal density value of 1.543 grmm 3 at chitosan variation of 40. While optimal biodegradation with value when soaking in during 7 days, that is 91,7 at kitosan variation of 40 and in during 14 days, that is 93,3 at chitosan variation of 40. Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Pembuatan komposit Plastik Biodegradabel berbahan baku Enceng gondok dan gliserol telah dilakukan dengan modifikasi kitosan sebagai plastisizer. Metode yang digunakan adalah dengan mencampurkan Pati enceng gondok, kitosan dan tepung beras dengan formulasi 10:0:3, 9:1:3, 8:2:1, 7:3:3, 6:4:3 mm kemudian diaduk dengan menggunakan kecepatan pengadukan 50 rpm dan suhu 90-100 o C selama 30 menit, kemudian ditambahkan gliserol 10 ml dan diaduk dengan suhu 90-100 o C selama 30 menit. Kemudian plastik dicetak dan dipanaskan dalam oven dengan temperature 60-70 o C selama 24 jam. Sifat mekanik dan fisis benda uji seperti : Kuat tarik, Kemuluran, Densitas, Biodegradasi. Kuat tarik yang Optimal senilai 3,87 Mpa pada variasi kitosan 30. Nilai kemuluran yang Optimal sebesar 10,691 pada variasi kitosan sebesar 30. Nilai densitas yang optimal senilai 1,543 grmm 3 pada variasi kitosan sebesar 40. Sedangkan nilai biodegradasi kelarutan dalam air yang optimal pada waktu perendaman selama 7 hari yaitu senilai 91,7 pada variasi kitosan 40, dan pada perendaman 14 hari yaitu senilai 93,3 pada variasi kitosan sebesar 40. Universitas Sumatera Utara USE OF FIBER ENCENG GONDOK AND CHITOSAN AS RAW MATERIALS FOR POLY LACTIC ACID AS ENVIRONMENTALLY FRIENDLY PACKAGING ABSTRACT Manufacture of biodegradable plastic composites made from enceng gondok and glycerol have been made with modified chitosan as a plasticizer. The method used is by mixing the enceng gondok starch, chitosan and rice flour with formulation of 10:0:3, 9:1:3, 8:2:1, 7:3:3, 6:4:3 mm Then stirred by mixed 50 rpm and temperature 90-100 o C during 30 minutes. Then add 10 ml glycerol and stirred with temperature of 90-100 o C for 30 minutes. Then plastic molded and heated in the oven with temperature 60-70 o C during 24 hours. Mechanical and physical properties of test objects such as: Tensile strength, elasticity, density and biodegradation dissolve in water. Tensile strenght Optimal in the value of 3,88 Mpa at chitosan variation of 30. The optimal elasticity in the value 10,691 at chitosan variation of 30. The optimal density value of 1.543 grmm 3 at chitosan variation of 40. While optimal biodegradation with value when soaking in during 7 days, that is 91,7 at kitosan variation of 40 and in during 14 days, that is 93,3 at chitosan variation of 40. Universitas Sumatera Utara BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penggunaan plastik semakin populer di kalangan masyarakat Indonesia, karena memiliki banyak kegunaan dan praktis. Plastik merupakan produk polimer sintetis yang terbuat dari bahan-bahan petrokimia termasuk dalam sumber daya alam yang tidak dapat diperbahurui. Struktur kimiawinya yang mempunyai bobot molekul tinggi dan pada umumnya memiliki rantai ikatan yang kuat sehingga plastik membutuhkan waktu yang lama terurai di alam. Limbah plastik tidak hanya menjadi masalah di kalangan masyarakat umum tetapi juga menjadi masalah bagi perindustrian di Indonesia. Seiring dengan perkembangan teknologi, kebutuhan akan plastik terus meningkat. Data dari Departemen Perindustrian menunjukkan volume impor plastik dalam bentuk primernya adalah sebesar 958,7 juta US pada bulan Januari-Juli tahun 2007 dan sebesar 1776,8 juta US pada bulan Januari-Juli 2008, sehingga dalam kurun waktu tersebut terjadi peningkatan sebesar 85,33 . Jumlah tersebut diperkirakan akan terus meningkat pada tahun-tahun selanjutnya. Sebagai konsekuensinya, peningkatan limbah plastik pun tidak terelakkan. Dewi 2009, limbah yang diproduksi Jakarta sebesar 6000 ton per hari dengan 70 hingga 80 persen dari limbah tersebut tergolong limbah anorganik, dan proporsi ini terus meningkat. Rata-rata setiap pabrik di Jabotabek menghasilkan satu ton limbah plastik setiap minggunya. Jumlah tersebut akan terus bertambah, disebabkan sifat-sifat yang dimiliki plastik, antara lain tidak dapat membusuk, tidak terurai secara alami, Universitas Sumatera Utara tidak dapat menyerap air, maupun tidak dapat berkarat, dan pada akhirnya akhirnya menjadi masalah bagi lingkungan. Sampah plastik rata-rata memiliki porsi sekitar 10 persen dari total volume sampah. Dari jumlah itu, sangat sedikit yang dapat didaur ulang termasuk sampah plastik berbahan polimer sintetik. Butuh 300-500 tahun agar bisa terdekomposisi atau terurai sempurna. Membakar plastik pun bukan pilihan baik. Plastik yang tidak sempurna terbakar, di bawah 800 derajat Celsius, akan membentuk dioksana. Senyawa inilah yang berbahaya Vedder, T. 2008. Teknik konvensional seperti daur ulang dan pembakaran dilakukan untuk menanggulangi pencemaran yang diakibatkan plastik. Namun, belum mampu mengurangi tumpukan sampah plastik di alam. Pembakaran sampah plastik pun menimbulkan gas beracun yaitu dioksana dan abunya tidak dapat dicerna oleh tanah. Selain masalah lingkungan yang ditimbulkan, juga terdapat masalah baru yaitu sumber bahan baku plastik yang kian hari akan semakin habis. Karena, plastik konvensional di buat dari bahan baku minyak bumi dan gas alam. Suatu cara yang tepat dan telah diteliti adalah pencarian sumber bahan baku plastik alternatif yang dapat diperbaharui dan dapat didegradasi dengan cepat oleh tanah yaitu plastik biodegradabel atau bioplastik. Namun, perkembangan plastik biodegradabel jauh lebih lambat dari pada plastik konvensional, mengingat biaya produksi yang lebih mahal dari plastik konvensional. Walaupun lebih bersifat komersil, tetapi nilai keamanannya terhadap lingkungan jauh lebih efektif. Produksi bahan plastik biodegradabel akan mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya kelestarian lingkungan. Jenis plastik biodegradabel antara lain: polyhidroksibutyrate PHB, polyhidroksialkanoat PHA dan poli-asam amino yang berasal dari sel bakteri, polylaktida PLA yang merupakan modifikasi asam laktat hasil perubahan zat tepung kentang atau jagung oleh mikroorganisme, dan poliaspartat sintesis yang dapat terdegradasi. Bahan dasar plastik berasal dari selulosa bakteri, kitin, kitosan, atau tepung yang terkandung dalam tumbuhan, serta beberapa material plastik atau polimer lain yang terdapat di sel tumbuhan dan hewan. Senyawa-senyawa hasil degradasi Universitas Sumatera Utara polimer selain menghasilkan karbon dioksida dan air, juga menghasilkan senyawa organik lain yaitu asam organik dan aldehid yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Hasil degradasi plastik ini dapat digunakan sebagai makanan hewan ternak atau sebagai pupuk kompos. Plastik biodegradabel yang terbakar tidak menghasilkan senyawa kimia berbahaya. Kualitas tanah akan meningkat dengan adanya plastik biodegradabel, karena hasil penguraian mikroorganisme meningkatkan unsur hara dalam tanah. Perkembangan terakhir di bidang teknologi pengemasan adalah suatu kemasan yang bersifat anti mikroba Antimicrobial food packaging. Keuntungan utama kemasan tersebut adalah dapat bersifat seperti halnya bahan-bahan yang mengandung antiseptik seperti sabun, cairan pencuci tangan yaitu berfungsi untuk mematikan kontaminan mikro organisme kapang, jamur, bakteri secara langsung pada saat mikroba kontak dengan bahan kemasan, sebelum mencapai bahanproduk pangan di dalamnya. Salah satu proses yang memegang peranan penting dalam produksi bahan kemasan bersifat antimikroba adalah proses penambahan bahan aktif pada bahan kemasana tersebut. Bahan aktif anti mikroba yang telah diapakai antara lain: zeolit, yang tersubsitusi oleh logam perak, triklosan, klorin dioksidase, karbondioksida Rismana, 2004. Untuk perkembangan di masa mendatang akan dikembangkan kemasan yang mempunyai permukaan aktif seperti kitosan, kitosan oligosakarida atau derivatif kitosan lainnya. Di samping itu, karakteristik anti oksidan dapat dihasilkan dengan menambahkan asam arkobat dan asam sitrat yang berfungsi sebagai bahan antioksidan Mawarwati et al, 2001 Dipahami bahwa penelitian dalam bidang ilmu dasar memerlukan waktu lama dan dana yang besar. Sebenarnya prospek pengembangan biopolimer untuk kemasan plastik biodegradabel di Indonesia sangat potensial. Alasan ini didukung oleh adanya sumber daya alam, khususnya hasil pertanian yang melimpah dan mudah diperoleh. Hal ini menjadi potensi yang besar di Indonesia, karena terdapat berbagai tanaman penghasil tepung seperti singkong, beras, kentang, selulosa dan yang berasal dari hewan seperti kitin, kitosan. Dengan memanfaatkan selulosa dari enceng gondok dan kitosan sebagai bahan plastik biodegradabel, akan memberi nilai tambah ekonomi Universitas Sumatera Utara yang tinggi. Untuk itu perlu adanya inovasi dalam pembuatan plastik yang ramah lingkungan. Penggunaan pati sebagai bahan baku pembuatan plastik biodegradabel ini ternyata menimbulkan masalah baru, yaitu krisis pangan. Hal ini disebabkan pati, selain sebagai bahan baku plastik biodegradabel, juga berfungsi sebagai sumber pangan bagi manusia. Dengan demikian, pemanfaatan pati sebagai bahan baku pembuatan plastik biodegradabel akan berkompetisi dengan penggunaan pati sebagai sumber pangan bagi manusia. Oleh karena itu, untuk mengatasi munculnya permasalahan krisis bahan pangan akibat terbatasnya suplai sumber pati, diperlukan sumber daya lain yang dapat dijadikan bahan baku pembuatan plastik biodegradabel. Enceng gondok Eichornia crossipes merupakan jenis gulma yang pertumbuhannya sangat cepat. Pertumbuhan enceng gondok dapat mencapai 1.9 per hari dengan tinggi antara 0,3-0,5 m. Pertumbuhannya yang begitu pesat, dirasakan sangat merugikan karena sifat enceng gondok yang menutupi permukaan air akan menyebabkan kandungan oksigen berkurang. Enceng gondok dapat hidup di perairan dalam dengan tumbuh mengapung. Selain itu, tumbuhan ini dapat pula tumbuh di perairan dangkal dengan akar yang tumbuh pada permukaan tanah. Pada akhirnya enceng gondok menjadi gulma yang sulit dikendalikan, menutupi seluruh permukaan air sehingga sinar matahari tidak bisa masuk ke dalam air, dan juga menyumbat saluran-saluran air. Sisi positif dari tanaman enceng gondok adalah selain dapat dimanfaatkan dalam pengolahan limbah, terutama limbah-limbah industri yang mengandung senyawa-senyawa toksik di perairan, juga dapat dimanfaatkan menjadi kompos, makanan ternak, kerajinan dari serat batang enceng gondok yang dikeringkan, bahan baku kertas, maupun sebagai sumber biogas. Gambar 1.1 Struktur selulosa Sumber : www.pdfqueen.com Universitas Sumatera Utara Gambar 1.1 merupakan struktur selulosa yang termasuk serat panjang dan berikatan dengan air. Panjang struktur menyebabkan ikatan yang kuat antara..... Komposisi kimia enceng gondok tergantung pada kandungan unsur hara tempatnya tumbuh, dan sifat daya serap tanaman tersebut. Enceng gondok mempunyai sifat-sifat yang baik antara lain dapat menyerap logam-logam berat, senyawa sulfida, selain itu mengandung protein lebih dari 11,5 , dan mengandung selulosa yang lebih tinggi besar dari non selulosanya seperti lignin, abu, lemak, dan zat-zat lain. Berikut ini adalah Tabel 1.1 Kandungan kimia enceng gondok kering . Tabel 1.1 Kandungan Kimia Enceng Gondok Kering Sumber : www.Brodes.multiply.com Pada Tabel 1.1 terlihat bahwa kandungan kimia enceng gondok kering terdiri dari : selulosa dengan kadarnya 64,51 , pentosa dengan kadarnya 15,61 , lignin memiliki kadar 7,69, silika dengan kadar 5,56 dan abu dengan kadarnya12. Dari Tabel 1.1 terlihat jelas bahwa kandungan terbesar yang terdapat pada enceng gondok kering yaitu selulosa. Penelitian ini memanfaatkan serat enceng gondok yang mengandung selulosa serat panjang untuk dibuat sebagai bahan baku plastik biodegradabel. Serat enceng gondok dimanfaatkan karena ingin mengurangi pemakaian pati yang berasal dari tumbuhan. Di Indonesia sendiri, pati masih digunakan sebagai sumber makanan dan masih ada sebagian daerah juga memanfaatkan pati dari tumbuhan ini sebagai bahan Senyawa Kimia Persentase Selulosa 64,51 Pentosa 15,61 Lignin 7,69 Silika 5,56 Abu 12 Universitas Sumatera Utara makanan utama. Oleh karena itu, pada penelitian kali ini penulis mengambil sselulosa sebagai bahan baku pembuatan plastik biodegradabel. Karena selulosa pada enceng gondok sangat tinggi, maka enceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku plastik biodegradabel dari selulosa yang terkandung pada enceng gondok dan bahan aditif kitosan dan tepung beras serta gliserol. Dengan demikian diharapkan akan dihasilkan suatu plastik biodegradabel baru yang memiliki sifat lebih unggul.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah : 1. Bagaimana menghasilkan kemasan yang ramah lingkungan ?. 2. Dapatkah enceng gondok digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan Poly Lactic Acid yang ramah lingkungan ?. 3. Berapa komposisi optimum dari Enceng gondok : Kitosan : tepung beras : Gliserol yang dibutuhkan untuk menghasilkan kemasan yang ramah lingkungan ?.

1.3 Batasan Masalah

Penelitian ini dibatasi pada: 1. Variabel tetap pada penelitian ini adalah : Gliserol dan tepung beras. Variabel bebas pada penelitian ini adalah : Enceng Gondok dan kitosan. 2. Konsentrasi campuran enceng gondok dan kitosan adalah ; 60:40, 70:30, 80:20, 90:10, 100:0 dengan jumlah campurannya sebanyak 10 gram. 3. Massa Tepung beras 3 gr dan gliserol 10 ml. 4. Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini meliputi : Pengujian mekanik pengujian kuat tarik, kemuluran, densitas dan kelarutan dalam air biodegradasi. Universitas Sumatera Utara

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Menghasilkan kemasan yang ramah lingkungan berbahan baku enceng gondok dan kitosan. 2. Mengetahui berapa komposisi optimum Enceng gondok : kitosan : tepung beras : gliserol yang dibutuhkan untuk menghasilkan kemasan yang ramah lingkungan. 3. Untuk mengetahui sifat mekanik dari plastik biodegradabel yang divariasikan dengan kitosan dan gliserol sebagai plastisizer serta tepung beras sebagai bahan aditif.

1.5 Manfaat Penelitian

Memberikan alternatif dalam mengurangi limbah plastik yang tidak terurai oleh tanah dan ramah terhadap lingkungan serta memberikan pengetahuan tentang enceng gondok, tepung beras, kitosan dan gliserol yang dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan plastik yang ramah terhadap lingkungan. Universitas Sumatera Utara

1.6 Sistematika Penulisan

Laporan tugas akhir ini disusun dalam lima bab yaitu sebagai berikut: BAB I Pendahuluan Bab ini mencakup latar belakang penelitian, tujuan penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, manfat penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II Tinjauan Pustaka