Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Perbaikan Karakteristik Biofoam
                                                                                Selain  itu  juga  ditambahkan  beberapa  bahan  lain  seperti  magnesium  stearat  yang berfungsi  sebagai  demolding  agent  untuk  memudahkan  biofoam  terlepas  dari
cetakan. Adapun karakterisasi yang dilakukan terhadap biofoam yang dihasilkan sama
halnya dengan  yang dilakukan pada tahapan sebelumnya  yaitu meliputi sifat fisik, mekanik, dan biodegradabilitas dari biofoam
Pengamatan  terhadap  parameter  kadar  air  menunjukkan  adanya  penurunan kadar air dibandingkan dengan hasil pada tahap pertama. Pada tahapan ke dua ini,
kadar  air  biofoam  berkisar  antara    5,72-7,73    sementara  pada  tahap  pertama berkisar  6,28-8,06.    Hasil  uji  statistik  menunjukkan  bahwa    konsentrasi  PVOH
berpengaruh  terhadap  kadar  air  biofoam  Tabel  20  dan  Lampiran  11.    Hal  ini sejalan dengan penelitian Salgado et al. 2008 yang menyatakan bahwa penurunan
kadar  air  dipengaruhi  oleh  penambahan  polimer  sintetik,  protein  dan  serat.    Pada Gambar 25 terlihat bahwa semakin tinggi konsentrasi PVOH maka kadar air akan
semakin berkurang.  Hal ini kemungkinan besar disebabkan karena PVOH bersifat lebih  hidrofobik  dibandingkan  pati.    Hal  ini  didukung  penelitian  Cinelli  et  al.
2006  yang  menyatakan  bahwa  penambahan  PVOH  10-30  pada  campuran  pati kentang dapat meningkatkan fleksibilitas dan ketahanan terhadap air dari  biofoam.
Tabel 20. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Kadar Air  Biofoam Konsentrasi PVOH
Rasio Tapioka : Ampok 3 : 1
2 : 2 6,82
b
7,41
c
10 7,73
c
6,84
bc
20 30
40 50
7,15
b
6,28
a
6,92
b
6,66
ab
6,33
ab
6,29
ab
5,91
a
5,72
a
Rata-rata Kelompok 6,93
B
6,42
A
Keterangan : -
Huruf  kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan
- Huruf  besar  yang  berbeda  pada  kolom  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang
signifikan antar kelompok
Selain itu, pengaruh dari rasio tapioka:ampok juga turut berpengaruh terhadap kadar  air  biofoam  pada  tahapan  ini.    Peningkatan  rasio  ampok  dari  25  menjadi
50 dapat menurunkan kadar air kurang lebih sebesar 1.   Hal ini sejalan dengan hasil penelitian  Benezet et al. 2011, yang menyebutkan bahwa penambahan serat
akan memperbaiki sensitivitas pati terhadap air.
Gambar 25. Pengaruh  Konsentrasi PVOH terhadap Kadar Air Biofoam Penambahan polimer sintetik umumnya mampu meningkatkan hidrofobisitas
biofoam,  namun  pada  penelitian  ini  peningkatan  konsentrasi  PVOH  tidak berpengaruh terhadap penurunan daya serap air sebagaimana tersaji pada Tabel 21,
Gambar  26.    Hasil  uji  statistik  pada  Lampiran  12  juga  menunjukkan  hal  yang serupa.    Tampaknya  penggunaan  polimer  sintetik  PVOH  yang  juga  mengandung
gugus  hidroksil  menyebabkan  penyerapan  air  pada  produk  biofoam  tersebut  tetap tinggi.    Shogren  et  al.  1998,  menyatakan    bahwa  penambahan  PVOH  dalam
konsentrasi  tinggi  baru  mampu  meningkatkan  ketahanan  foam  terhadap  kontak langsung dengan air.
Daya  serap  air  umumnya  dipengaruhi  oleh  komposisi  bahan  baku, kristalinitas, serta mikrostruktur biofoam tersebut.  Perbedaan mikrostruktur sendiri
dipengaruhi  oleh  kemampuan  biofoam  untuk  melakukan  ekspansi  yang berpengaruh pada ketebalan dinding sel dan ukuran selnya Benezet et al., 2011.
y = 0,001x
2
- 0,073x + 7,434 R² = 0,944
y = -0,001x
2
+ 0,025x + 7,058 R² = 0,612
0,00 1,00
2,00 3,00
4,00 5,00
6,00 7,00
8,00 9,00
10 20
30 40
50
K a
d a
r A
ir
Konsentrasi PVOH
Rasio 2:2 Rasio 3:1
Styrofoam
Tabel 21. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Daya Serap Air  Biofoam Konsentrasi PVOH
Rasio Tapioka : Ampok 3 : 1
2 : 2 40,63
a
36,80
a
10 40,45
a
36,56
a
20 34,12
a
40,94
a
30 28,72
a
34,04
a
40 39,18
a
44,22
a
50 34,99
a
30,19
a
Rata-rata Kelompok 36,81
A
38,46
A
Keterangan : -
Huruf  kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan
- Huruf  besar  yang  berbeda  pada  kolom  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang
signifikan antar kelompok
Gambar 26.  Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Daya Serap Air Biofoam Tidak  seperti  halnya  tapioka,  PVOH    tidak  memiliki  kemampuan  untuk
berekspansi  tanpa  adanya  blowing  agent.    Dengan  demikian,  peningkatan prosentase  PVOH  akan  mengurangi  kemampuan  ekspansi  biofoam  karena
berkurangnya  jumlah  pati  pada  adonan  sehingga  proses  ekspansi  menjadi terhambat.    Selain  itu,  penambahan  PVOH  juga  akan  meningkatkan  viskositas
adonan  karena  gugus  hidroksil  yang  ada  pada  pati  akan  dengan  mudah  mengikat
y = -0,001x
2
+ 0,116x + 36,47 R² = 0,122
y = 0,007x
2
- 0,492x + 41,33 R² = 0,387
10 20
30 40
50 60
10 20
30 40
50
Da y
a Se
ra p
A ir
Konsentrasi PVOH
Rasio 2:2 Rasio 3:1
Styrofoam
air.  Akibatnya  proses  ekspansi  menjadi  terhambat  yang  berdampak  pada meningkatnya densitas biofoam.
Hasil penelitian seperti tersaji pada Tabel 22 menunjukkan bahwa densitas foam  berbahan  baku  tapioka  dan  ampok  berkisar  0,33-0,55  gcm
3
,  di  mana  foam yang dihasilkan dari campuran tapioka:ampok 2:2 dengan konsentrasi PVOH 40
memiliki  densitas  tertinggi  0,55  gcm
3
.    Nilai  densitas  yang  diperoleh  pada tahapan  ini  meningkat  dibandingkan  dengan  hasil  penelitian  pada  tahapan
sebelumnya  dimana  densitas  biofoam  berkisar  antara  0,25-0,45  gcm
3
.    Diduga peningkatan  konsentrasi  PVOH    berpengaruh  terhadap  peningkatan  densitas
tersebut.    Sementara  itu,  bila  dibandingkan  dengan  styrofoam  maka  densitas biofoam  jauh  lebih  tinggi    dibandingkan  styrofoam  yang  memiliki  densitas    0,05-
0,09 gcm
3
Shogren et al, 1998;. Glenn dan Orts, 2001. Tabel 22. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Densitas  gcm
3
Biofoam Konsentrasi PVOH
Rasio Tapioka : Ampok 3 : 1
2 : 2 0,38
a
0,33
a
10 0,37
a
0,46
ab
20 0,44
a
0,49
b
30 0,45
a
0,42
ab
40 0,47
a
0,55
b
50 0,48
a
0,48
b
Rata-rata Kelompok 0,43
A
0,45
B
Keterangan : -
Huruf  kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan
- Huruf  besar  yang  berbeda  pada  kolom  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang
signifikan antar kelompok
Hasil  uji  statistik  pada  Lampiran  13  menunjukkan  bahwa  pada  biofoam dengan  rasio  tapioka:ampok  3:1,  peningkatan  konsentrasi  PVOH  tidak
berpengaruh  terhadap  densitas.    Namun  pada  rasio  tapioka:ampok  2:2, peningkatan  konsentrasi  PVOH  akan  meningkatkan  densitas.    Hal  ini  diduga
disebabkan  karena  kedua  bahan  baku  yaitu  serat  dan  PVOH  dapat  meningkatkan kekentalan  adonan  sehingga  interaksi  antara  keduanya  secara  kumulatif  akan
menekan  kemampuan  ekspansi  sehingga  menghasilkan  biofoam  yang  lebih  padat dengan densitas yang lebih tinggi.
Gambar 27. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Densitas Biofoam Seperti  halnya  pada  penelitian  Tahap  I,  pengukuran  warna  juga  dilakukan
terhadap  biofoam  yang  dihasilkan.    Pengukuran  meliputi  nilai  L,  a  dan  b selanjutnya  dilakukan  penghitungan  nilai
Hue  dari  biofoam.    Adapun  hasil pengukuran  warna  yang  meliputi  tingkat  kecerahan  dan
Hue  seperti  tersaji  pada Tabel 23 dan Gambar 28.  Pada Gambar 28 terlihat bahwa peningkatan konsentrasi
PVOH dapat menurunkan tingkat kecerahan dari biofoam.  Hasil uji statistik seperti tersaji  pada  Lampiran  14  juga  menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi  konsentrasi
PVOH  yang  ditambahkan  maka  nilai  tingkat  kecerahan  akan  semakin  berkurang atau dengan kata lain, biofoam akan semakin berwarna gelap.  Diduga hal tersebut
disebabkan  karena  penambahan  PVOH  akan  meningkatkan  viskositas  adonan, akibatnya waktu  yang dibutuhkan untuk proses pembakaran juga  akan meningkat.
Hal  ini  disebabkan  karena  meningkatnya  viskositas  akan  mengurangi  pergerakan air  selama  proses  pengeringan  Cinelli  et  al.,  2006.    Proses  pembakaran  yang
semakin  lama  akan  berpengaruh  terhadap  warna  dari  biofoam  yang  dihasilkan. Peningkatan  konsentrasi  PVOH  juga  berpengaruh  terhadap  nilai
Hue  biofoam seperti tersaji pada Tabel 24 dan didukung hasil uji statistik pada Lampiran 15.
y = -0,000x
2
+ 0,008x + 0,351 R² = 0,603
y = -2E-05x
2
+ 0,003x + 0,369 R² = 0,857
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7
10 20
30 40
50
De n
si ta
s g
cm
3
Konsentrasi PVOH
Rasio 2:2 Rasio 3:1
Styrofoam
Tabel 23. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Tingkat Kecerahan Biofoam Konsentrasi PVOH
Rasio Tapioka : Ampok 3 : 1
2 : 2 87,18
b
84,52
c
10 86,49
b
83,18
bc
20 85,13
b
80,51
abc
30 81,84
a
80,48
ab
40 82,75
a
81,87
bc
50 83,58
ab
78,41
a
Rata-rata Kelompok 84,50
B
81,66
A
Keterangan : -
Huruf  kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan
- Huruf  besar  yang  berbeda  pada  kolom  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang
signifikan antar kelompok
Gambar 28.  Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Tingkat Kecerahan Biofoam
y = 0,000x
2
- 0,116x + 84,29 R² = 0,801
y = 0,003x
2
- 0,242x + 87,81 R² = 0,816
76 78
80 82
84 86
88 90
10 20
30 40
50
T in
g k
a t
K e
cer a
h a
n
Konsentrasi PVOH
Ampok 50 Ampok 25
Tabel 24. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Nilai Hue  Biofoam
Konsentrasi PVOH Rasio Tapioka : Ampok
3 : 1 2 : 2
87,18
b
84,52
c
10 86,49
b
83,18
bc
20 85,13
b
80,51
abc
30 81,84
a
80,48
ab
40 82,75
a
81,87
bc
50 83,58
ab
78,41
a
Rata-rata Kelompok 84,50
B
81,66
A
Keterangan : -
Huruf  kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan
- Huruf  besar  yang  berbeda  pada  kolom  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang
signifikan antar kelompok
Selain  berpengaruh  terhadap  sifat  fisik  biofoam,  penambahan  PVOH  juga dimaksudkan untuk memperbaiki sifat mekanis dari biofoam.  Menurut Fishman et
al .  2010,  penambahan  PVOH  dapat  memperkuat  struktur  pati  yang  lemah
sekaligus  meningkatkan  kemampuannya  terhadap    proses  pemanasan.  Hal  ini terjadi  karena  pati  dan  PVOH  sama  sama  memiliki  gugus  hidroksil  yang  dapat
saling berikatan melalui ikatan hidrogen Rahmat  et al., 2009.  Adapun pengaruh dari  penambahan  PVOH  terhadap  kuat  tekan  biofoam  tersaji  pada  Tabel  25,
Gambar 29  serta Lampiran 16 untuk analisis statistiknya. Tabel 25. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Kuat Tekan Nmm
2
Biofoam Konsentrasi PVOH
Rasio Tapioka : Ampok 3 : 1
2 : 2 10,94
a
5,40
a
10 10,39
a
8,50
a
20 15,44
a
18,25
b
30 23,35
a
15,19
b
40 29,33
b
36,49
c
50 33,29
b
50,43
d
Rata-rata Kelompok 18,79
A
22,46
B
Keterangan : -
Huruf  kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan
- Huruf  besar  yang  berbeda  pada  kolom  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang
signifikan antar kelompok
Pada Tabel 25 dan Gambar 29  terlihat bahwa peningkatan konsentrasi PVOH akan meningkatkan kuat tekan biofoam baik pada rasio ampok 25 ataupun 50.
Penambahan ampok 50,  akan meningkatkan kuat tekan biofoam lebih besar bila dibandingkan  penambahan  ampok  25.    Hal  ini  sejalan  dengan  hasil  penelitian
Cinelli  et  al.  2006 ,  yang  menyebutkan  bahwa  penambahan  PVOH  pada
pembuatan  foam  berbasis  pati  akan  mendorong  terbentuknya  struktur  yang  lebih resisten  dan  lebih  kaku  terhadap  adanya  tekanan.    PVOH  dan  pati masing-masing
memiliki  gugus  hidroksil  yang  akan  saling  berikatan  membentuk  ikatan  hidrogen yang  kuat.    Hal  ini  diduga  yang  menyebabkan  kekuatan  biofoam  mengalami
peningkatan, sedang menurut Shogren et al. 1998, penambahan PVOH 10-30 ke dalam  adonan  dapat  meningkatkan  fleksibilitas,  kekuatan  dan  ketahanan  terhadap
air.
Gambar 29.  Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Kuat Tekan Biofoam Selain berpengaruh terhadap peningkatan kuat tekan biofoam,  peningkatan
konsentrasi  PVOH  juga  berpengaruh  terhadap  peningkatan  kuat  tarik  biofoam dengan  penambahan  ampok  25.    Sebaliknya,  pada  biofoam  yang  ditambahkan
ampok  50,  peningkatan  konsentrasi  PVOH  malahan  akan  menurunkan  kuat tariknya.   Hal ini dapat dilihat pada Tabel 26, Gambar 30 dan Lampiran 17.
y = 0,018x
2
- 0,036x + 6,541 R² = 0,950
y = 0,004x
2
+ 0,269x + 9,414 R² = 0,966
10 20
30 40
50 60
10 20
30 40
50
K u
a t
Te k
a n
Nm m
2
Konsentrasi PVOH
Rasio 2:2 Rasio 3:1
Styrofoam
Tabel 26. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Kuat Tarik Nmm
2
Biofoam Konsentrasi PVOH
Rasio Tapioka : Ampok 3 : 1
2 : 2 38,98
ab
32,32
ab
10 35,74
a
32,06
ab
20 45,23
ab
45,69
c
30 41,83
ab
38,47
bc
40 46,45
ab
34,53
ab
50 48,85
b
27,52
a
Rata-rata Kelompok 42,84
A
35,10
A
Keterangan : -
Huruf  kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan
- Huruf  besar  yang  berbeda  pada  kolom  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang
signifikan antar kelompok
Gambar 30.  Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Kuat  Tarik Biofoam Penambahan  serat  dalam  jumlah  besar  akan  menyebabkan  berkurangnya
kompatibilitas  antara  pati,  serat  dan  PVOH.    Perbedaan  kompatibilitas  ini  akan menyebabkan  semua  bahan  tidak  dapat  tercampur  merata  sehingga  pada  saat
pencetakan, serat maupun polimer tidak terdistribusi secara merata pada permukaan biofoam.    Menurut  Hanna  dan  Xu  2009,  penambahan  serat  melebihi  10  akan
y = -0,000x
3
+ 0,009x
2
- 0,007x + 38,12 R² = 0,732
y = -0,000x
3
- 0,01x
2
+ 0,703x + 30,95 R² = 0,694
10 20
30 40
50 60
10 20
30 40
50 60
K u
a t
Tar ik Nmm
2
Konsentrasi PVOH
Rasio 3:1 Rasio 2:2
Styrofoam
menyebabkan  pendispersian  serat  menjadi  sulit  sehingga  menghasilkan  gumpalan serta lubang-lubang pada permukaan  biofoam.  Sementara itu, Lawton et al. 2004
menyebutkan bahwa tray foam dengan kandungan serat melebihi 30 kekuatannya akan berkurang.
Selain  jumlah  serat,  tampaknya  arah  serat  pada  matriks  berperan  penting dalam meningkatkan sifat mekanis biofoam.  Kemampuan serat dalam memperkuat
matriks akan rendah bila arah serat berlawanan dengan arah saat penuangan adonan ke  dalam  cetakan.    Hal  ini  disebabkan  karena  arah  yang  berlawanan  akan
menghambat  penyebaran  tekanan  yang  diberikan  terhadap  matriks  Alvarez  et  al., 2006.    Sebaliknya  bila  arah  serat  searah  maka  kekuatan  yang  diperoleh  oleh
matriks akan berlipat ganda Romhany et al., 2003. Seperti telah dibahas pada tahapan sebelumnya, tampaknya hubungan antara
struktur  morfologi  biofoam,  sifat  fisik  dan  sifat  mekanis  saling  berhubungan. Pada Gambar 31 terlihat bahwa ada hubungan antara densitas biofoam dengan kuat
tekannya.    Pada  biofoam  dengan  rasio  tapioka:ampok  3:1  maupun  2:2, peningkatan  konsentrasi  PVOH  akan  meningkatkan  densitasnya.    Kenaikan
densitas  tersebut  diikuti  pula  oleh  kenaikan  kuat  tekannya  karena  rongga-rongga yang  ada  pada  foam  akan  terisi  oleh  lelehan  polimer.  Akibatnya  produk  biofoam
menjadi  lebih  padat  yang  dapat  menahan  beban  yang  diberikan  pada permukaannya.  Hal ini juga didukung oleh  hasil penelitian Chiellini  et al. 2009
yang  menyatakan  bahwa  penambahan  PVOH  dapat  berfungsi  sebagai  reinforcing agent
yang  akan  menambah  kekuatan  biofoam  serta  mengurangi  brittleness  atau kerapuhan pada biofoam.  Selain itu adanya ikatan yang kuat antara gugus hidroksil
yang ada pada  PVOH dan tapioka akan menyebabkan terbentuknya struktur yang resisten, kompak dan sinergis He et al., 2004; Rahmat et al., 2009.
Sementara itu, untuk sifat kuat tarik  sebagaimana terdapat pada Gambar 32 terlihat  ada  perbedaan  dengan  fenomena  yang    terjadi  pada  kuat  tekan.  Pada
biofoam  dengan  rasio  tapioka:ampok  3:1,  peningkatan  densitas  biofoam  diikuti oleh  peningkatan  kuat  tariknya.    Namun  demikian,  pada  biofoam  yang  rasio
tapioka:ampok  yang  lebih  tinggi  2:2,  peningkatan  densitas  karena  peningkatan konsentrasi PVOH  tidak diikuti dengan peningkatan kuat tariknya tetapi cenderung
menurunkan  kuat  tariknya.    Hal  ini  diduga  disebabkan  karena  serat  ampok  bukan termasuk  serat  panjang  yang  dapat  membantu  meningkatkan  fleksibilitas  biofoam
seperti halnya serat rami, bambu.
Gambar 31 Korelasi antara Densitas terhadap  Kuat Tekan Biofoam dengan Penambahan PVOH
Gambar 32. Korelasi antara Densitas terhadap  Kuat Tarik Biofoam dengan Penambahan PVOH
Penambahan  serat  yang  terlalu  banyak  akan  menyebabkan  berkurangnya kompatibilitas antara tapioka dan PVOH.  Selain itu, penambahan serat juga dapat
menyebabkan menurunnya kemampuan ekspansi biofoam sehingga  biofoam tidak memiliki  rongga-rongga  yang  cukup  sehingga  akan  lebih  mudah  dipatahkan  atau
dibengkokkan Cinelli et al., 2006. Penambahan  PVOH    tampaknya  lebih  berpengaruh  terhadap  perbaikan  sifat
mekanis biofoam dibandingkan dengan penambahan serat.  Selain itu, penambahan PVOH  juga  dapat  berpengaruh  terhadap  peningkatan  hidrofobisitas  khususnya
kadar  air  sementara  untuk  daya  serap  air  tidak  berpengaruh.  Penambahan  PVOH
10 20
30 40
50 60
0,3 0,35
0,4 0,45
0,5 0,55
0,6
K u
a t
Te k
a n
Nm m
2
Densitas gcm
3
Rasio 3:1 Rasio 2:2
10 20
30 40
50 60
0,3 0,35
0,4 0,45
0,5 0,55
0,6
K u
a t
Ta ri
k Nm
m
2
Densitas gcm
3
Rasio 3:1 Rasio 2:2
juga  tidak  berpengaruh  terhadap    kemampuan  biodegradabilitas  biofoam  seperti tersaji pada Tabel 27,  Gambar 33 maupun Lampiran 18.  Pada Gambar 33 terlihat
bahwa  peningkatan  biodegradabilitasnya  lebih  dipengaruhi  oleh  peningkatan  rasio ampok  dari  25  menjadi  50.    Hal  ini  kemungkinan  disebabkan  karena  PVOH
merupakan  polimer  sintetik  yang  berasal  dari  turunan  minyak  bumi  sehingga kurang  disukai  oleh  kapang.    Dengan  demikian  walaupun  konsentrasi  PVOH
ditambahkan,  jumlah  kapang  yang  tumbuh  pada  permukaan  biofoam  cenderung tetap.    Penambahan  rasio  ampok  dari  25  menjadi  50    dapat    meningkatkan
pertumbuhan kapang sekitar 40  seperti tersaji pada Gambar 34. Tabel  27.  Pengaruh  Konsentrasi  PVOH  terhadap  Pertumbuhan  Kapang    pada
Permukaan Biofoam Konsentrasi PVOH
Rasio Tapioka : Ampok 3 : 1
2 : 2 33,33
a
86,67
b
10 46,67
a
83,33
b
20 46,67
a
73,33
ab
30 43,33
a
63,33
a
40 46,67
a
70,00
ab
50 33,33
a
83,33
b
Rata-rata Kelompok 48,67
A
76,67
B
Keterangan : -
Huruf  kecil yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan
- Huruf  besar  yang  berbeda  pada  kolom  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang
signifikan antar kelompok
Gambar 33.  Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Pertumbuhan Kapang pada Permukaan Biofoam
y = 0,026x
2
- 1,529x + 90,35 R² = 0,784
y = -0,021x
2
+ 1,061x + 34,76 R² = 0,791
20 40
60 80
100
10 20
30 40
50
Pertumb u
h a
n K
a p
a n
g
Konsentrasi PVOH
Rasio 2:2 Rasio 3:1
Styrofoam
Keterangan :
A: tapioka:ampok 3:1: PVOH 10 F:  tapioka:ampok 2:2: PVOH 10
B: tapioka:ampok 3:1: PVOH 20 G: tapioka:ampok 2:2: PVOH 20
C: tapioka:ampok 3:1: PVOH 30 H: tapioka:ampok 2:2: PVOH 30
D: tapioka:ampok 3:1: PVOH 40 I :  tapioka:ampok 2:2: PVOH 40
E: tapioka:ampok 3:1: PVOH 50 J :  tapioka:ampok 2:2: PVOH 50
Gambar 34. Pengaruh Konsentrasi PVOH terhadap Pertumbuhan Kapang A. niger pada Permukaan Biofoam pada Pengamatan Hari ke-5
Sementara  itu,  pada  pengamatan  biodegradabilitas  secara  kuantitatif, peningkatan  konsentrasi  PVOH,  rasio  ampok  maupun  interaksinya  juga  tidak
berpengaruh terhadap perubahan gula pereduksi seperti tersaji pada Gambar 35 dan Lampiran  19.    Hal  ini  diduga  karena  enzim  selulase  maupun  amilase  yang
ditambahkan  tidak  mampu  mendegradasi  PVOH  menjadi  senyawa  yang  lebih sederhana.    Selain  itu  jumlah  selulase  yang  ditambahkan  jumlahnya  tetap  padahal
jumlah ampok bertambah, akibatnya tidak semua selulosa yang ada dapat diuraikan.
Gambar 35.  Pengaruh   Konsentrasi PVOH terhadap Kemampuan Biodegradabilitas Biofoam Secara Enzimatis
y = -0,004x + 12,57 R² = 0,004
y = -0,011x + 12,97 R² = 0,016
0,00 2,00
4,00 6,00
8,00 10,00
12,00 14,00
10 20
30 40
50
B io
d e
g ra
d a
b il
ita s
E n
zi matis
K a
d a
r G
u la
Pered u
ksi
Konsentrasi PVOH
Rasio 2:2 Rasio 3:1
Styrofoam
A
D B
C
E J
I H
G F
Pengamatan  terhadap  struktur  permukaan  biofoam  karena  pengaruh penambahan  PVOH  seperti  terlihat  pada  Gambar  36  menunjukkan  bahwa
peningkatan  konsentrasi  PVOH  cenderung  menurunkan  kemampuan  ekspansi biofoam.    Hal  ini  terlihat  dari  ukuran  sel  pada  bagian  interior  biofoam  yang
cenderung mengecil dibandingkan denganyang tanpa penambahan PVOH.  Lelehan polimer tampak memenuhi rongga  yang terbentuk akibat proses ekspansi.  Hal ini
menyebabkan kuat tekan dari biofoam akan bertambah.  Densitas  yang bertambah besar juga terlihat dari semakin padatnya sel-sel pada permukaan biofoam.
P1K0 16 X P1K2 20 X
P1K4 14 X
P2K0 15 X P2K2 20 X
P2K4 20 X
Keterangan: P1K0:Tapioka:Ampok 3:1:PVOH 0    P2K0:Tapioka:Ampok 2:2:PVOH 0
P1K2:Tapioka:Ampok 3:1:PVOH 20   P2K2:Tapioka:Ampok 2:2:PVOH 20 P1K4:Tapioka:Ampok 3:1:PVOH 40   P2K4:Tapioka:Ampok 2:2:PVOH 40
Gambar 36.  Pengaruh Konsentrasi PVOH dan Rasio Tapioka:Ampok terhadap Struktur Morfologi Irisan Melintang Biofoam
Sementara  itu  bila  dilihat  dari  gambar  hasil  pengamatan  dengan menggunakan  mikroskop  terpolarisasi  seperti  tersaji  pada  Gambar  37,  terlihat
bahwa  biofoam  tanpa  penambahan  ampok  dan  PVOH,  granula  pati  mengalami gelatinisasi  sempurna  yang  ditandai  dengan  hilangnya  sifat  birefringent.    Pada
biofoam dengan rasio tapioka:ampok 3:1 dengan penambahan PVOH 30. Sifat
birefringent tersebut  masih  ada  yang  berarti  belum  semua  bahan  tersebut
mengalami gelatinisasi secara sempurna.
Tapioka:Ampok 4:0:PVOH 0 Tapioka:Ampok 3:1:PVOH 30
Tapioka:Ampok 3:1:PVOH 50     Tapioka:Ampok 2:2:PVOH 50 Gambar 37.  Pengaruh Rasio Tapioka:Ampok dan Konsentrasi PVOH terhadap
Hasil Polarized Microscope Biofoam Perbesaran 10 X Pada  biofoam  dengan  konsentrasi  PVOH  50,  baik  pada  rasio
tapioka:ampok 3:1 maupun 2:2, sifat birefringent pada granula pati juga masih ada walaupun  prosentasenya  lebih  kecil  bila  dibandingkan  dengan  biofoam  dengan
konsentrasi PVOH 30.  Ampok memiliki suhu gelatinisasi yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan tapioka yaitu sekitar 93
C sedang tapioka 67,5 C.  Perbedaan
suhu  gelatinisasi  tersebut  menyebabkan  tidak  semua  granula  pati  yang  ada  pada ampok  mengalami  gelatinisasi.    Tampaknya  dengan  adanya  penambahan  ampok
yang  banyak  mengandung  serat,  protein  dan  lemak  menyebabkan  proses gelatinisasi  pati  menjadi  terhambat  sehingga  tidak  semua  granula  pati  mengalami
gelatinisasi secara sempurna Vercelheze et al., 2012. Sampai  tahapan  ini,  beberapa  perbaikan  karakteristik  sifat  fisik,  mekanis
maupun  biodegradabilitas  sudah  berhasil  dilakukan,  namun  demikian  bila dibandingkan  dengan  styrofoam,  masih  banyak  karakteristik  biofoam  yang  masih
harus ditingkatkan lagi khususnya hidrofobisitasnya karena daya serap airnya masih cukup  tinggi.    Oleh  karena  itu  dilakukan  penelitian  lanjutan  untuk  perbaikan  sifat
hidrofobik tersebut. Dari  semua  parameter  yang  diamati  hingga  tahapan  penelitian  ini  terlihat
bahwa  penambahan PVOH berpengaruh terhadap peningkatan sifat mekanis yaitu kuat tekan dan kuat tarik.   Namun demikian peningkatan sifat mekkanis ini harus
diikuti dengan penambahan serat dalam jumlah yang tepat. Untuk penentuan komposisi terbaik pada tahapan ini adalah  dengan melihat
parameter kunci yang ingin dicapai pada tahapan penelitian ini.  Pada tahap ke dua ini, penambahan PVOH dimaksudkan untuk meningkatkan sifat mekanis  sehingga
dengan demikian yang menjadi parameter utama adalah peningkatan sifat mekanis yaitu  kuat  tekan  serta  kuat  tarik  dengan  diimbangi  dengan  parameter  lain  yaitu
hidrofobisitas,  biodegradabilitas  dan  densitas.  Sebenarnya  bila  dilihat  dari parameter  kuat  tekan,  semakin  tinggi  PVOH  yang  ditambahkan  maka  kuat  tekan
akan  semakin  meningkat.    Namun  demikian,  perlakuan  P2K5  memiliki  kuat  tarik yang rendah serta tingkat pertumbuhan kapang  yang terlalu cepat.  Oleh sebab itu
maka,  perlakuan  terpilih  adalah  yang  memiliki  kuat  tekan  dan  kuat  tarik  cukup tinggi  dengan  pertumbuhan  kapang  yang  tidak  terlalu  tinggi  agar  umur  pakai
kemasan tersebut bisa lebih panjang.  Adapun komposisi terpilih adalah perlakuan P1K3  dengan  alasan  memiliki  kuat  tekan  dan  kuat  tarik    cukup  tinggi  23,35
Nmm
2
;  41,82  Nmm
2
dengan  tingkat  biodegradabilitas  sedang  43,33  serta hidrofobisitas tertinggi dibanding perlakuan lainnya yaitu 28,72.
Apabila  dibandingkan  dengan  styrofoam,  maka  karakteristik  biofoam  yang dihasilkan  dengan  perlakuan  ini    tidak  berbeda    khususnya  untuk    parameter  kuat
tekan  dan  daya  serap  air.    Bahkan  untuk  parameter  kuat  tarik  maupun biodegradabilitasnya  khususnya    pertumbuhan  kapang,  hasil  yang  diperoleh  lebih
baik dibandingkan styrofoam seperti  tersaji pada hasil uji-T pada Tabel 28.
Tabel 28. Uji-T untuk Formulasi Terbaik P1K3 dibandingkan Styrofoam
Parameter P1K3
Styrofoam Signifikansi
Kadar air 6,28
0,83
0,0001
Densitas gcm
3
0,44 0,04
0,0011
Kecerahan 81,84
89,83
0,0385
Nilai Hue 90,50
93,18
0,001
Daya Serap Air 28,72
26,12
0,1375
Kuat Tekan Nmm
2
23,35 29,12
0,1786
Kuat Tarik Nmm
2
41,82 29,16
0,0034
Pertumbuhan Kapang 43,33
6,67
0,0043
Gula pereduksi 15,46
2,21
0,0012
Keterangan :  Angka yang dicetak tebal pada kolom signifikansi menunjukkan tidak ada perbedaan  nyata antara perlakuan dengan styrofoam.
4.3.  Perbaikan Karakteristik Biofoam 4.3.1.
Pengaruh  Penambahan  Pati  Hidrofobik  terhadap  Karakteristik biofoam
Karakteristik  biofoam  yang  dihasilkan  pada  tahap  ke  2  sudah  mampu mendekati  karakteristik  styrofoam.    Namun  demikian,  untuk  lebih  meningkatkan
hidrofobisitasnya  maka  dirasa  perlu  untuk  menambahkan  bahan  hidrofobik  untuk mengurangi penyerapan air pada permukaan biofoam.  Adapun penambahan bahan
hidrofobik  dilakukan  dengan  menambahkan  pati  hidrofobik,  yaitu  pati  modifikasi yang  diberi  lapisan  hidrofobik  pada  permukaan  granula  patinya    sehingga    bila
ditetesi  air  tidak  mudah  basah.    Bahan  ini  biasanya  digunakan  pada  industri  cat untuk menngurangi penyerapan air ke dalam dinding yang dilapisi cat.
Adapun  pengaruh  dari  penambahan  pati  hidrofobik  terhadap  sifat  fisik  dan mekanis biofoam seperti terdapat pada Tabel 29 dan 30.  Pada tabel tersebut terlihat
bahwa  penambahan  pati  hidrofobik  pada  formula  pembuatan  biofoam  tampaknya tidak berpengaruh terhadap karakteristik biofoam.
Sifat  hidrofobik  yang  ada  pada  pati  tersebut    menyebabkan  air  yang ditambahkan  pada  adonan  sulit    menyerap  dengan  baik  ke  dalam  granula  pati.
Akibatnya  air  yang  seharusnya  dapat  berfungsi  sebagai  blowing  agent  tidak  dapat dimanfaatkan  pada  proses  ekspansi  sehingga  biofoam  yang  dihasilkan  cenderung
lebih padat dengan densitas yang lebih tinggi dibandingkan bila menggunakan pati alami.    Hal  ini  dapat  terlihat  pada  Gambar  38,  dimana  peningkatan  rasio  pati
hidrofobik    cenderung  meningkatkan  densitas  biofoam.    Namun  demikian  hasil analisis  statistik  menunjukkan  peningkatan  densitas    tersebut  tidak  berbeda  nyata
Lampiran 21. Tabel 29. Pengaruh Penambahan Pati Hidrofobik PH terhadap Karakteristik Sifat
Fisik Biofoam Rasio
Tapioka: PH Kadar
Air Densitas
gcm
3
Tingkat Kecerahan
Nilai Hue
Daya Serap Air
4:0 6,54
a
0,54
a
85,36
a
99,70
a
34,43
a
3:1 6,40
a
0,56
a
85,03
a
98,17
a
36,18
a
2:2 6,51
a
0,61
a
84,80
a
98,57
a
35,42
a
1:3 6,49
a
0,66
a
84,31
a
100,97
a
39,35
a
0:4 7,18
a
0,66
a
83,63
a
97,80
a
37,35
a
Catatan : Angka yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan
Tabel 30. Pengaruh Penambahan Pati Hidrofobik PH terhadap Karakteristik Sifat Mekanis dan Biodegradabilitas Biofoam
Rasio Tapioka:
PH Kuat
Tekan Nmm
2
Kuat Tarik
Nmm
2
Pertumbuhan Kapang
Gula Pereduksi
4:0 23,91
a
43,36
a
50,00
a
11,99
a
3:1 24,14
a
41,49
a
46,67
a
13,16
a
2:2 17,61
a
44,23
a
45,00
a
13,83
a
1:3 17,17
a
34,56
a
40,00
a
11,91
a
0:4 21,15
a
30,92
a
30,00
a
11,81
a
Catatan : Angka yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang signifikan
Penambahan  pati  hidrofobik  sebenarnya  diharapkan  dapat  menurunkan  nilai daya  serap  air  dari  biofoam,  namun  demikian  data  hasil  penelitian  menunjukkan
bahwa  penambahan  pati  hidrofobik  tidak  berpengaruh  terhadap  densitas  biofoam maupun  daya  serap  airnya  seperti  tersaji  pada  Gambar  38  serta  hasil  analisis
statistik  pada  Lampiran  24.      Biofoam  tanpa  penambahan  pati  hidrofobik  justru memiliki daya serap air terendah dibandingkan biofoam yang ditambahkan dengan
pati hidrofobik walaupun secara statistik tidak berbeda nyata.
                                            
                