PEMBUATAN FILM PLASTIK BIODEGREDABEL DARI PATI JAGUNG DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN DAN PEMPLASTIS GLISEROL
PEMBUATAN FILM PLASTIK BIODEGREDABEL DARI
PATI JAGUNG DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN DAN
PEMPLASTIS GLISEROL
Pamilia Coniwanti * , Linda Laila, Mardiyah Rizka Alfira
*Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang - Prabumulih Km. 32 Indralaya, OI, Sumatera Selatan 30662
Phone: +62 711 580169
Abstrak
Penelitian pemanfaatan sintesis plastik biodegaradabel telah dikembangkan karena bersifat ramah
lingkungan dan terbarukan. Dalam penelitian ini, plastik biodegradabel disintesis dari pati jagung dengan
komposit kitosan dengan gliserol sebagai plastisiser. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari
dan pengaruh variasi komposisi bahan terhadap kinerja edible film. Plastik biodegradabel disintesis
dengan metode inversi fasa atau melt intercalation dengan variasi konsentrasi kitosan 0 (%w/w), 7,6
(%w/w), 14,2 (%w/w), 20 (%w/w), 25 (%w/w), 29,4 (%w/w), and variasi konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v),
1,3 (%v/v), 2 (%v/v), 2,7 (%v/v), 3,3 (%v/v), 4 (%v/v). Karakteristik biodegradabel ditandai dengan
adanya uji biodegradasi, ketahanan air, uji kuat tarik dan elongasi dan analisa morfologi optimum plastik
biodegradabel menunjukkan sifat mekanik yang optimal dengan menggunakan Mikroskop Machine
ASTM 6 - LM. Hasil karakterisasi plastik biodegradabel dengan kinerja yang optimal adalah 26,78 %
untuk persentase ketahanan air, untuk kuat tarik 3,92 mpa, untuk elongasi 37,92 % dan positif terhadap
uji biodegradasi .
Kata kunci : Pati jagung, pemplastis, kitosan, gliserol, plastik biodegradabel
Abstract
The research of natural material utilization in biodegradable plastics synthesize have been developed,
because enviromental friendliness, and renewable properties. In this research, biodegradable plastics from
corn starch chitosan composite with glycerol as plasticizer was synthesized. The purposes of this research
are to study and the influence of the variation of material composition towards edible film performance.
The biodegredable plastics was synthesized by phase inversion method or melt intercalation with
variation of chitosan concentrations 0 (%w/w), 7.6 (%w/w), 14.2 (%w/w), 20 (%w/w), 25 (%w/w), 29.4
(%w/w), and glycerol concentrations 0.7 (%v/v), 1.3 (%v/v), 2 (%v/v), 2.7 (%v/v), 3.3 (%v/v), 4 (%v/v).
Biodegradable was characterized by the biodegradation test, swelling test, and endurance to water, and
tensile strength test and elongation, analysis the morphology of optimum biodegradable plastics showing
optimum mechanical properties using Measuring Microscope Machine ASTM 6-LM. The result of
biodegradable plastics characterization with optimum performance are 26.78 % for swelling percentage,
for stress 3.92 mpa, for elongation 37.92% and positive toward biodegradation test.
Key words : Corn starch, plasticizer, chitosan, glicerol, biodegradable plastics
Plastik sintetis merupakan bahan yang
sangat diperlukan bagi kehidupan manusia dan
telah berkembang menjadi industri besar. Bahan
kemasan yang berasal dari polimer petrokimia
yakni plastik sangat populer digunakan karena
memiliki beberapa keunggulan, yakni fleksibel
(mengikuti bentuk produk), transparan, tidak
mudah pecah, dapat dikombinasikan dengan
kemasan lain, dan tidak korosif. Namun, polimer
plastik tidak tahan terhadap panas dan dapat
mencemari produk dengan migrasi komponen
monomernya, sehingga berdampak terhadap
keamanan dan kesehatan konsumen. Selain itu,
kelemahan plastik yang lainnya adalah tidak dapat
dihancurkan secara alami (non-biodegradable)
sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan.
Karenanya, bahan kemasan plastik tidak dapat
dipertahankan penggunaannya secara luas karena
akan menambahkan persoalan dan kesehatan di
waktu mendatang.
Alasan penggunaan plastik sintetis yang
meluas, dikarenakan sifatnya yang kuat, tidak
mudah rapuh, dan stabil. Namun ternyata, polimer
plastik juga mempunyai berbagai kelemahan,
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Page | 22
1. PENDAHULUAN
antara lain sifatnya yang tidak tahan panas, mudah
rusak dan dapat menyebabkan kontaminasi melalui
transmisi monomernya ke bahan yang dikemas.
Kelemahan lain adalah sifatnya yang tidak dapat
dihancurkan secara alami (non -biodegradable),
Sampah plastik bekas pakai tidak akan
hancur meskipun telah ditimbun dalam waktu
lama, sehingga mengakibatkan penumpukan
sampah plastik dapat menyebabkan pencemaran
dan kerusakan bagi lingkungan hidup. Untuk
mengurangi terjadinya penimbunan sampah plastik
maka dilakukan penelitian pembuatan plastik
biodegradabel dengan menggunakan bahan alami
yang dapat diperbaharui. Salah satu bahan alami
tersebut yaitu pati jagung. Tapi karena pati jagung
memiliki sifat yang kaku dan mudah rapuh, maka
digunakan gliserol sebagai pemplastis dan kitosan
sebagai penguat dari plastik biodegradabel.
Penambahan ini bertujuan untuk memperbaiki sifat
fisik, sifat mekanik dan melindungi Film Plastik
dari Mikroorganisme yang dapat merusak Film
Plastik.
Polimer adalah salah satu bahan rekayasa
bukan logam (non-metalic material) yang penting.
Saat ini bahan polimer telah banyak digunakan
sebagai bahan substitusi untuk logam terutama
karena sifatnya yang cenderung ringan, tahan
terhadap korosi dan bahan kimia, serta murah,
terutama untuk pengaplikasian pada temperatur
rendah. Selain itu karena daya hantar listrik dan
panas yang sangat rendah, kemampuannya dalam
meredam kebisingan, variasi pada warna dan
tingkat transparansi, serta kesesuaian desain dan
manufaktur.
Proses pembentukan rantai molekul raksasa
polimer dari unit-unit molekul terkecilnya (mer
atau meros) melibatkan reaksi yang sangat
kompleks. Proses polimerisasi tersebut secara
umum dapat dikelompokkan menjadi dua jenis
reaksi, yaitu: (1) polimerisasi adisi, dan (2)
polimerisasi kondensasi. Reaksi adisi, seperti yang
terjadi pada proses pembentukan makro molekul
polyethylene dari molekul-molekul etilen, terjadi
secara cepat dan tepat tanpa produk samping
sehingga sering disebut pula sebagai Pertumbuhan
Rantai (Chain Growth). Sedangkan, polimerisasi
kondensasi, misalnya terjadi pada pembentukan
bakelit dari dua buah mer berbeda, berlangsung
tahap demi tahap (Step Growth) dengan
menghasilkan produk samping, seperti molekul air
yang dikondensasikan keluar.
Polimer alami adalah polimer yang
dihasilkan dari monomer organik seperti pati,
karet, kitosan, selulosa, protein dan lignin.
Biopolimer banyak diminatioleh industri karena
berasal dari sumber daya alam yang dapat
diperbarui, biodegradable (dapat diuraikan),
mempunyai sifat mekanis yang baik, dan
ekonomis. Saat ini, biopolimer banyak diteliti
untuk menghasilkan film (plastik) yang dapat
menggantikan keberadaan plastik sintetik.
Terdapat tiga kelompok biopolimer yang menjadi
bahan dasar dalam pembuatan film kemasan
biodegradable, yaitu :
a) Campuran biopolimer dengan polimer sintetis :
film jenis ini dibuat dari campuran granula pati
(5 – 20 %) dan polimer sintetis serta bahan
tambahan
(prooksidan dan autooksidan).
Komponen ini memiliki angka biodegradabilitas
yang rendah dan biofragmentasi sangat terbatas.
b) Polimer mikrobiologi (poliester): Biopolimer ini
dihasilkan secara bioteknologis atau fermentasi
dengan mikroba genus Alcaligenes. Berbagai
jenis ini diantaranya polihidroksi butirat (PHB),
polihidroksi valerat (PHV), asam polilaktat dan
asam poliglikolat. Bahan ini dapat terdegradasi
secara penuh oleh bakteri, jamur dan alga.
Tetapi karena proses produksi bahan dasarnya
yang rumit mengakibatkan harga kemasan
biodegradable ini relatif mahal.
c) Polimer pertanian: biopolimer ini tidak
dicampur dengan bahan sintetis dan diperoleh
secara murni dari hasil pertanian. Polimer
pertanian ini diantaranya selulosa (bagian dari
dinding sel tanaman),
kitin (pada kulit
Crustaceae) dan pullulan (hasil fermentasi pati
oleh Pullularia pullulans). Polimer ini memiliki
sifat termoplastik, yaitu mempunyai kemampuan
untuk dibentuk atau dicetak menjadi film
kemasan. Kelebihan dari polimer jenis ini
adalah
ketersediaan sepanjang tahun
(renewable) dan mudah hancur secara alami
(biodegradable). Polimer pertanian yang
potensial untuk dikembangkan antara lain adalah
pati gandum, pati jagung, kentang, casein, zein,
consentrate whey dan soy protein.
Plastik biodegradabel merupakan plastik
yang dapat terurai oleh aktivitas mikroorganisme
pengurai.
Plastik
biodegradabel
memiliki
kegunaan yang sama seperti plastik sintetis atau
plastik konvensional. Plastik biodegradabel
biasanya disebut dengan bioplastik, yaitu plastik
yang seluruh atau hampir seluruh komponennya
berasal dari bahan baku yang dapat diperbaharui.
Plastik biodegradabel merupakan bahan plastik
yang ramah terhadap lingkungan karena sifatnya
yang dapat kembali ke alam. Umumnya, kemasan
biodegradabel diartikan sebagai film kemasan
yang dapat didaur ulang dan dapat dihancurkan
secara alami. Plastik biodegredabel dapat berubah
struktur kimianya.
Plastisizer menurunkan kekuatan inter dan
intra molekular dan meningkatkan mobilitas dan
fleksibilatas film (Sanchez et al., 1998). Semakin
banyak penggunaan plastisizer maka akan
meningkatkan kelarutan. Begitu pula dengan
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Page | 23
penggunaan plastisizer yang bersifat hidrofilik
juga akan meningkatkan kelarutannya di dalam air.
Penggunaan gliserol memberikan kelarutan yang
lebih tinggi dibandingkan sorbitol pada edible film
berbasis pati (Bourtoom, 2007). Jenis dan
konsentrasi dari plasticizer akan berpengaruh
terhadap kelarutan dari film berbasis pati.
Semakin banyak penggunaan plasticizer,
kelarutan juga akan semakin meningkat. Demikian
pula dengan penggunaan plasticizer yang bersifat
hidrofilik juga akan meningkatkan kelarutannya
dalam air. Peningkatan suhu pemanasan juga akan
menurunkan persentase pemanjangan dari edible
film. Permeabilitas terhadap kelarutan dan uap air
akan cenderung menurun seiring dengan naiknya
suhu pemanasan (Bourtoom, 2007).
Interaksi antara polimer dengan pemlastis
dipengaruhi oleh sifat affinitas kedua komponen,
apabila affinitas polimer pemlastis tidak kuat maka
akan terjadi plastisasi antara struktur (molekul
pemlastis hanya terdistribusi diantara struktur).
Plastisasi ini hanya mempengaruhi gerakan dan
mobilitas struktur. Jika terjadi interaksi polimerpolimer cukup kuat, maka molekul pemplastis
akan terdifusi kedalam rantai polimer (rantai
polimer amorf membentuk satuan struktur globular
yang disebut bundle) menghasilkan plastisasi
infrastruktur intra bundle.
Gelatinisasi adalah perubahan yang terjadi
pada granula pada waktu mengalami kenaikan
yang luar biasa dan tidak dapat kembali ke bentuk
semula (Winarno, 2002). Gelatinisasi juga disebut
sebagai peristiwa koagulasi koloid dengan ikatan
rantai polimer atau penyerapan zat terlarut yang
membentuk jaringan tiga dimensi yang tidak
terputus
sehingga
dapat
mengakibatkan
terperangkapnya air dan terhentinya aliran zat cair
yang ada di sekelilingnya kemudian mengalami
proses pengorientasian partikel (Meyer, 1973).
Suhu gelatinisasi adalah suhu pada saat
granula pati pecah dan berbeda-beda bagi tiap jenis
pati serta merupakan suatu kisaran. Viskometer
suhu gelatinisasi dapat ditentukan, misalnya pada
jagung 62-70°C, beras 68-78°C gandum 54,564°C, kentang 58-66°C, dan tapioka 52-64°C
(Winarno, 2002).
2. METODE PENELITIAN
A. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada penelitian ini
adalah jagung, air, aquadest, kulit udang NaOH
1M , HCl 1M, asam asetat 1%, gliserol.
B. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah blender, wadah plastik, pisau, ayakan,
water bath, peralatan gelas , magnetic stirrer,
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
termometer, neraca analitik, oven, cetakan kaca
20x20cm.
C. Prosedur Penelitian
1) Pembuatan Bahan Baku
Dipisahkan biji jagung dari tongkol dan
kulitnya dengan menggunakan pisau kemudian
cuci hingga bersih. Kemudian dihaluskan biji
jagung dan air dengan menggunakan blender
dengan perbandingan 500 gr jagung : 250 ml air.
Lalu disaring biji jagung yang telah dihaluskan
menggunakan kain kasa sampai diperoleh ampas
dan filtrat. Diekstraksi kembali ampas yang
diperoleh dari proses penyaringan dengan
penambahan air (500 gr ampas : 250 ml air). Filtrat
pati yang diperoleh dari penyaringan pertama dan
kedua kemudian dimasukkan ke dalam wadah
plastik. Diendapkan filtrat hasil saringan selama 24
jam untuk mengendapkan pati, setelah 24 jam
terbentuk dua lapisan yaitu endapan pati dan air
hasil pengendapan. Air hasil pengendapan dibuang
sehingga diperoleh endapan pati basah. Dicuci
endapan pati dengan air sampai air cucian jernih
kemudian diendapkan lagi untuk memperoleh pati
bersih. Dikeringkan pati dengan cara menjemurnya
dibawah sinar matahari selama dua hari untuk
mendapatkan pati kering lalu dihaluskan pati
kering dengan mortal sampai halus kemudian pati
yang telah halus diayak dengan menggunakan
ayakan 100 mesh.
2) Pembuatan Kitosan
Dipisahkan udang dan kulitnya kemudian
cuci bersih dan dikeringkan. Kulit udang yang
dikeringkan
kemudian
dihaluskan
hingga
berbentuk powder. Ditimbang bubuk kulit udang
sebanyak 5 gram, lalu dimasukkan ke dalam beker
gelas yang berisi 300 ml aqudest. Ditambahkan 3
ml HCl ke dalam larutan. Selanjutnya larutan kulit
udang tadi dipanaskan selama 2 menit, kemudian
didiamkan sebentar. Larutan kemudian disaring
dengan kertas saring, slurry kulit udang
dimasukkan dalam beker gelas kemudian dicuci
serta disaring kembali. Hasil saringan ini
ditambahkan ke dalam beker gelas yang berisi 300
ml aquadest. Kemudian dipanaskan selama 2
menit dan disaring. Hasil saringan ditambahkan
NaOH sebanyak 3 ml, selanjutnya diukur pH
dengan menggunakan pH meter. Kemudian saring
kembali dan dikeringkan.
3) Pembuatan Bioplastik
Pembuatan bioplastik menggunakan metode
pembuatan film plastik biodegradabel yaitu melt
intercalation yaitu teknik inversi fasa dengan
penguapan pelarut setelah proses pencetakkan
yang dilakukan pada plat kaca. Metode pembuatan
film plastik biodegradabel ini didasarkan pada
Page | 24
prinsip termodinamika larutan dimana keadaan
awal larutan stabil kemudian mengalami
ketidakstabilan pada proses perubahan fase
(demixing), dari cair menjadi padat. Proses
pemadatannya (solidifikasi) diawali transisi fase
cair satu ke fase dua cairan (liquid-liquid
demixing) sehingga pada tahap tertentu fase
(polimer konsentrasi tinggi) akan membentuk
padatan.
Pembuatan film plastik biodegradabel
dilakukan tanpa menggunakan kitosan dan dengan
penguat kitosan. Pada pembuatan film plastik
tanpa penguat kitosan dilakukan dengan
melarutkan pati jagung terlebih dahulu kedalam
asam
asetat
1%.
Kemudian
dilakukan
pengadukkan dengan menggunakan stirrer.
Gliserol kemudian ditambahkan ke dalam
campuran pati jagung dan asam asetat 1% setelah
pati
jagung
tergelatinisasi.
Pati
jagung
tergelatinisasi pada suhu 70°C-83°C dan lama
waktu glatinisasi adalah 22 menit. Setelah itu
larutan tersebut divakum selama 20 menit untuk
menghilangkan gelembung udara yang tersisa, lalu
dicetak diatas plat kaca berukuran 20x20 cm.
Kemudian dikeringkan dengan oven selama 6 jam
dengan suhu 83°C.
Pembuatan film plastik biodegradabel
dengan penguat kitosan dilakukan dengan
melarutkan kitosan terlebih dahulu ke dalam asam
asetat 1 %. Kitosan larut dengan sempurna di
dalam asam asetat 1 % dengan pengadukan
menggunakan stirrer selama 30 menit. Larutan
kitosan yang diperoleh berwarna putih bening dan
terdapat gelembung-gelembung udara akibat
pengadukkan.
Setelah kitosan larut ditambahkan pati
jagung yang telah dilarutkan dengan asam asetat
1% pada suhu 70°C-83°C. Hal ini karena suhu
gelatinisasi dari pati jagung adalah 70°C-83°C dan
lama waktu 22 menit. Campuran harus selalu
dijaga suhu gelatinisasinya dengan pengukuran
menggunakan termometer agar tidak terjadi pecah
granula pati. Kemudian ditambahkan gliserol
sebagai pemplastis. Setelah semua bahan
tercampur, dilakukan pengadukan selama 1 jam
agar larutan homogen.
Setelah homogen larutan didiamkan pada
suhu kamar, kemudian di vakum selama 20 menit
untuk menghilangkan kandungan air dan oksigen
yang masih tersisa. Sebelum campuran Film
plastik ini dicetak di atas plat kaca, larutan tersebut
harus didiamkan selama 24 jam untuk
menghilangkan gelembung udara yang masih
tersisa. Jika gelembung udara tersebut tidak
dihilangkan maka lapisan yang terbentuk akan
mudah terdeformasi (rusak) karena terdapat
pinhole di dalam lapisan.
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Setelah didiamkan selama 24 jam.
Selanjutnya dilakukan proses pencetakkan film
plastik biodegredabel. Proses pencetakkan larutan
film plastik dilakukan dengan cara menuang
larutan film plastik diatas plat kaca berukuran
20x20 cm yang telah dibersihkan dengan
menggunakan alkohol 96% yang kedua sisinya
diberi selotip. Kemudian film plastik dikeringkan
di dalam oven selama 6 jam pada suhu 83°C
setelah proses pencetakan dan pengeringan di
dalam oven selesai. Setelah itu didiamkan pada
suhu kamar dan dilepaskan dari plat kaca secara
perlahan, lalu disimpan didalam desikator.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada pembahasan ini meliputi hasil
analisa yang dilakukan di dalam penelitian
pembuatan film plastik. Analisa tersebut meliputi
analisa mekanik yang terdiri dari analisa kuat tarik
dan analisa elongasi, analisa morfologi, analisa
biodegredasi dan analisa ketahanan air.
Pengaruh Variasi
Terhadap
Kuat
Biodegradabel
Kitosan dan
Tarik
Film
Gliserol
Plastik
Tujuan dari analisa ini yaitu untuk
mengetahui pengaruh variasi kitosan dan gliserol
terhadap nilai kuat tarik analisa kuat tarik di
lakukan dengan menggunakan alat tensile strenght.
Gambar 1.
Pengaruh Variasi Kitosan dan
Gliserol Terhadap Kuat Tarik (Mpa) dari Film
Plastik Biodegradabel
Melalui grafik diatas dapat dilihat bahwa
penambahan konsentrasi kitosan memberikan
pengaruh yang berbeda pada nilai kuat tarik film
plastik
biodegradabel
yang
dihasilkan.
Meningkatnya konsentrasi kitosan hingga 29,4%
menyebabkan naiknya kuat tarik dari film plastik
yang dihasilkan. Tapi dengan bertambahnya
konsentrasi dari gliserol akan menurunkan nilai
kuat tarik dari film plastik. Perubahan sifat
mekanik ini berhubungan dengan interaksi antara
Page | 25
kitosan pati dan gliserol. Semakin besar
konsentrasi kitosan maka akan semakin banyak
ikatan hidrogen yang terdapat di dalam film plastik
sehingga ikatan kimia dari plastik akan semakin
kuat dan sulit untuk diputus, karena memerlukan
energi yang besar untuk memutuskan ikatan
tersebut. Hal itu disebabkan oleh partikel
bioplastik banyak mengalami perubahan fisika.
Sehingga plastik semakin homogen dan
strukturnya rapat, dengan karakteristik tersebut
tentunya kuat tarik semakin besar dan persentase
elongasinya juga semakin besar.
Plastik
Biodegradabel
dari
kitosan
diharapkan memenuhi sifat mekanik yang
memenuhi golongan Moderate Properties untuk
nilai kuat tarik yaitu 1-10 MPA (Ani, 2010).
Dalam Penelitian ini nilai Kuat Tarik dari Plastik
Biodegredabel telah memenuhi golongan tersebut.
Pengaruh Variasi Kitosan dan Gliserol
Terhadap Elongasi Film Plastik Biodegadabel
Secara umum, dengan Penambahan Gliserol
sebagai Plastisizer molekul-molekul di dalam
larutan tersebut terletak diantara rantai ikatan
biopolimer dan dapat berinteraksi dengan
membentuk ikatan hidrogen dalam rantai ikatan
antara polimer sehingga menyebabkan interaksi
antar molekul biopolimer menjadi semakin
berkurang. Hal ini menyebabkan berkurangnya
kuat tarik film dengan adanya penambahan
Plastisizer.
Plastik
Biodegradabel
dari
kitosan
diharapkan memenuhi sifat mekanik yang
memenuhi golongan Moderate Properties untuk
nilai Elongasi yaitu 10-20% (Ani, 2010). Dalam
Penelitian ini nilai Elongasi dari Plastik
Biodegredabel telah memenuhi golongan tersebut.
Dalam standar plastik internasional (ASTM 5336)
besarnya persentase pemanjangan (elongasi) untuk
plastik PLA dari Jepang mencapai 9% dan plastik
PCL dari Inggris mencapai lebih dari 500 %
(Arief, 2013). Di dalam Penelitian ini Elongasi
yang dihasilkan sudah memenuhi criteria plastic
PLA dari Jepang tapi belum memenuhi plastik
PCL dari Inggris.
Pengaruh Waktu Degredasi di dalam Tanah
Terhadap Berat Sampel Film Plastik
Biodegradabel dengan Variasi Kitosan
Gambar 2.
Pengaruh Variasi Kitosan dan
Gliserol Terhadap Elongasi Film Plastik
Biodegradabel
Melalui grafik di atas dapat dilihat bahwa
peningkatan elongasi terjadi dengan adanya
peningkatan konsentrasi gliserol. Hal itu
menyatakan bahwa semakin banyak gliserol yang
ditambahkan kedalam film plastik biodegradabel
maka film plastik yang dihasilkan akan semakin
elastis.
Tapi pesentase elongasi berbanding terbalik
dengan kuat tarik. Semakin banyak kitosan yang
ditambahkan ke dalam film plastik, maka elongasi
akan menurun tapi kuat tarik akan meningkat.
Penurunan elastisitas ini disebabkan oleh semakin
menurunnya jarak ikatan antarmolekulernya,
karena titik jenuh telah terlampaui sehingga
molekul-molekul pemplastis yang berlebih berada
di dalam fase tersendiri di luar fase polimer dan
akan menurunkan gaya intermolekul antar rantai,
menyebabkan gerakan rantai lebih bebas sehingga
fleksibilitas mengalami peningkatan (semakin
elastis).
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Gambar 3.
Pengaruh Waktu Degredasi di
dalam Tanah Terhadap Berat Sampel Film Plastik
Biodegredabel dengan Variasi Kitosan dan
Gliserol 0,7 (%v/v)
Melalui grafik di atas dapat dilihat bahwa
waktu degredasi mempengaruhi berat dari sampel
film plastik dengan variasi kitosan. Perbedaan
konsentrasi penguat kitosan mempengaruhi berat
sampel yang terdegredasi. Pada grafik diatas dapat
dilihat bahwa sampel plastik yang dianalisa, terdiri
dari film plastik tanpa penguat kitosan dan dengan
penguat kitosan yang memiliki konsentrasi 14,2
(%w/w) dan 25 (%w/w). Ketiga film plastik yang
dianalisa mengandung konsentrasi gliserol yang
sama yaitu 0,7 (%v/v). Pada grafik diatas dapat
dilihat bahwa sampel film plastik tanpa penguat
Page | 26
kitosan lebih mudah terdegredasi dibandingkan
sampel film plastik dengan penguat kitosan.
Melalui Grafik dapat dilihat bahwa semakin
meningkatnya Konsentrasi Kitosan maka Sampel
Film Plastik akan lebih sulit untuk didegredasi. Hal
tersebut disebabkan oleh Kitosan sebagai Penguat
alami memiliki sifat hidrofobik yaitu sukar larut di
dalam air yang terkadung di dalam ditanah.
Penyebab lainnya yaitu karena kitosan memiliki
sifat
yang
tahan
terhadap
serangan
mikroorganisme pengurai yang terkandung di
dalam tanah.
Menurut standar Internasional (ASTM
5336) lamanya Film Plastik terdegradasi
(biodegradasi) untuk plastik PLA dari Jepang dan
PCL dari Inggris membutuhkan waktu 60 hari
untuk dapat terurai secara keseluruhan (100%)
(Arief,2013). Lamanya terdegradasi (biodegradasi)
yang dihasilkan dari penelitian ini adalah dalam
waktu 20 hari untuk dapat terurai hampir
keseluruhan (80%). Hal itu membuktikan bahwa
Hasil Penelitian kami memenuhi criteria degredasi
dari Film Plastik.
terdegredasi dibandingkan film plastik dengan
konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v).
Pada grafik dapat dilihat semakin
meningkatnya konsentrasi gliserol, maka semakin
mudah dan cepat sampel film plastik untuk
didegredasi. Gliserol dengan konsentrasi 2 (%v/v)
mengalami proses degredasi yang meningkat
sangat cepat dibandingkan sampel yang memiliki
konsentrasi gliserol yang sedikit. Hal itu
disebabkan karena pengaruh dari gliserol yang
mempercepat waktu degredasi dan penurunan
berat sampel. Gliserol memiliki sifat hidrofilik
yaitu mudah larut didalam air. Gliserol memiliki
sifat yang berbeda dengan kitosan. Gliserol
menyerap air yang terkandung di dalam tanah. Hal
itu mempengaruhi proses degredasi dari film
plastik.
Pengaruh Variasi Kitosan dan Gliserol
Terhadap Ketahanan air (Swelling %) dari
Film Plastik Biodegradabel
Pengaruh Waktu Degredasi di dalam Tanah
Terhadap Berat Sampel Film Plastik
Biodegradabel dengan Variasi Gliserol
Gambar 5.
Pengaruh Variasi Kitosan serta
Gliserol Terhadap Ketahanan Air (% Swelling)
dari Film Plastik Biodegradabel
Gambar 4.
Pengaruh Waktu Degredasi di
dalam Tanah Terhadap Berat Sampel Film Plastik
Biodegredabel dengan Variasi Gliserol dan
Kitosan 0 (%w/w)
Melalui grafik di atas dapat dilihat bahwa
waktu degredasi mempengaruhi berat dari sampel
film plastik dengan variasi gliserol. Perbedaan
konsentrasi gliserol mempengaruhi berat sampel
yang terdegredasi. Pada grafik diatas dapat dilihat
bahwa sampel plastik yang dianalisa, terdiri dari
film plastik tanpa penguat kitosan dengan
konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v) dan 2 (%v/v) dan
3,3 (%v/v). Ketiga film plastik yang dianalisa tidak
mengandung kitosan. Pada grafik diatas dapat
dilihat bahwa sampel film plastik dengan
konsentrasi gliserol 2 (%v/v) lebih mudah
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Melalui grafik di atas dapat dilihat sifat
ketahanan film plastik terhadap air. Analisa ini
dilakukan untuk mengetahui terjadinya ikatan
dalam polimer serta tingkatan atau keteraturan
ikatan dalam polimer yang ditentukan melalui
persentase penambahan berat polimer setelah
terjadi penyerapan air.
Sifat ketahanan film plastik terhadap air
ditentukan dengan uji swelling, yaitu persentase
penggembungan film oleh adanya air. Hubungan
antara konsentrasi kitosan dan gliserol dengan %
swelling dari masing-masing sampel dapat dilihat
pada grafik diatas.
Hal ini dikarenakan kitosan yang memiliki
sifat hidrofobik dan tak larut di dalam air. Jadi
semakin besar konsentrasi kitosan, maka %
swellingnya semakin kecil disbanding variabel
kitosan lainnya. Sifat menyerap air pada film
Page | 27
plastik juga dapat terlihat pada struktur morfologi
dari film plastik yang memiliki banyak rongga
yang berfungsi untuk menyerap kandungan air.
Pada grafik terlihat % swelling yang paling baik
pada variasi kitosan 41,7 (%w/w) dan gliserol 0,7
(%v/v) yaitu besar 26,76%. Semakin banyak
kitosan maka nilai swelling nya akan semakin
kecil, tapi dengan penambahan gliserol akan
memperbesar uji swelling-nya.
Pengaruh Penambahan Gliserol Terhadap
Struktur Morfologi Film Plastik Biodegredabel
gelembung yang terdapat pada permukaan film
akan semakin sedikit dan rongga gelembung akan
semakin membesar. Hal ini dikarenakan gliserol
mempunyai sifat hidrofilik yaitu dapat menyerap
air sehingga kelarutan gliserol juga semakin
meningkat. Gelembung yang semakin sedikit dan
rongga gelembung yang semakin membesar
menyebabkan permukaan film yang semakin halus.
Namun, meningkatnya konsentrasi dari gliserol
menyebabkan film plastik mudah rapuh. Karena
rongga yang terdapat pada permukaan yang
semakin membesar. Hal ini dibuktikan dari analisa
kuat tarik di atas. Meningkatnya konsentrasi
gliserol menyebabkan kuat tarik film plastik
semakin menurun.
Pengaruh Penambahan Variasi Kitosan
Terhadap Struktur Morfologi Film Plastik
Biodegredabel
(a)
(b)
(c)
Gambar 6.
Struktur Morfologi Film Plastik
Biodegredabel Tanpa Kitosan dengan Variasi
Gliserol (a) 0,7 (%v/v), (b) 2 (%v/v), (c) 3,3
(%v/v)
Melalui gambar di atas dapat dilihat
struktur morfologi dari film plastik biodegredabel.
Gambar menunjukkan struktur permukaan plastik
yang tidak memiliki titik-titik putih karena pati
larut dengan sempurna. Pada gambar (a) terlihat
adanya gelembung-gelembung kecil yang tersebar
pada permukaan Film.
Hal ini menunjukkan penyebaran gliserol
yang tidak merata pada permukaan film plastik.
Gelembung yang tersebar pada permukaan film
sangat banyak. Gelembung tersebut menyebabkan
permukaan Film menjadi tidak halus. Pada gambar
(b) terlihat gelembung yang mulai sedikit
berkurang tapi rongga yang terdapat pada
permukaan plastik sedikit membesar. Hal ini
dikarenakan penyebaran gliserol yang cukup
merata. Penyebaran gliserol yang cukup merata
menyebabkan permukaan film plastik menjadi
lebih halus dibandingkan Permukaan plastik pada
gambar (a). Pada gambar (c) dapat dilihat
penyebaran Gliserol yang merata. Hal ini
ditunjukkan oleh permukaan film plastik yang
halus dan gelembung yang semakin berkurang tapi
rongga dari permukaan film plastik yang semakin
membesar.
Pada gambar (a), (b), (c), dapat dilihat
penyebaran gliserol pada permukaan film plastik.
Semakin meningkatnya konsentrasi gliserol, maka
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
(a)
(b)
(c)
Gambar 7.
Struktur Morfologi Film Plastik
Biodegredabel dengan Variasi Gliserol 0,7 (%v/v)
dan (a) Kitosan 0 (%w/w), (b) Kitosan 14,2
(%w/w), (c) Kitosan 25 (%w/w)
Melalui gambar di atas dapat dilihat
struktur morfologi dari permukaan sampel film
plastik biodegredabel. Pada gambar (a) struktur
morfologi tanpa penguat kitosan terlihat tidak
adanya titik-titik putih karena pati larut dengan
sempurna. Sedangkan pada gambar (b) dan (c)
titik-titik putih yang terlihat pada gambar dengan
penguat kitosan menggambarkan distribusi ukuran
partikel kitosan. Pada gambar (b) terdapat
gumpalan
putih
agak
besar.
Hal
ini
mengindikasikan
bahwa
partikel
kitosan
mengalami aglomerasi mengelompok sehingga
menyebabkan distribusi kitosan di dalam lapisan
film tidak tersebar secara merata.
Hal tersebut disebabkan tidak adanya
tenaga yang cukup kuat seperti proses pemanasan
dan pengadukan antara kitosan dan pati yang
menyebabkan penyebaran kitosan tidak merata.
Jika terdapat tenaga yang kuat seperti pengadukan
yang baik selama proses pencampuran pada suhu
gelatinisasi dan transisi glass akan dengan mudah
Page | 28
menggabungkan partikel-partikel kitosan yang
tidak saling larut ke dalam pati sehingga
menghasilkan distribusi kitosan yang tersebar
dengan baik. Pada gambar (c) tidak terdapat
gumpalan putih seperti pada gambar (b). Hal ini
menunjukan penyebaran kitosan yang merata
dikarenakan pengadukan yang merata dan
pemanasan yang merata pada lapisan film plastik.
Suhu ini yang akan memecah ikatan hidrogen pada
pati jagung sehingga terdapat distribusi kitosan
yang baik. Pada gambar (a) dan (b) terdapat
rongga yang cukup besar. Hal tersebut dikarenakan
penyebaran kitosan yang kurang baik. Pada
gambar (c) rongga yang terdapat di dalam film
plastik sedikit dikarenakan penyebaran kitosan
yang merata. Dengan meningkatnya konsentrasi
kitosan, akan menyebabkan rongga-rongga pada
lapisan film plastik semakin sedikit, sehingga akan
memperkuat film plastik. Hal tersebut dibuktikan
pada analisa kuat tarik diatas. Semakin
meningkatnya konsentrasi kitosan, maka akan
meningkatkan nilai kuat tarik dari film plastik.
4. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Semakin tinggi konsentrasi dari variasi
kitosan, maka akan meningkatkan nilai kuat tarik
dari film plastik biodegredabel, sebaliknya nilai
elongasi akan semakin menurun. Pada film plastik
dengan penguat kitosan terdapat distribusi yang
tidak
merata pada permukaan sehingga
memperlihatkan gumpalan-gumpalan. Semakin
tinggi
konsentrasi
kitosan,
maka
akan
meningkatkan ketahanan air film plastik tapi
dengan meningkatnya konsentrasi gliserol maka
akan menurunkan ketahanan air dari film plastik
sehingga film plastik. Semakin tinggi konsentrasi
variasi kitosan dan gliserol terhadap waktu
degredasi maka akan meningkatkan kemampuan
degredasi film plastik di dalam tanah. Pada analisa
morfologi dapat dilihat rongga-rongga pada film
plastik. Semakin tinggi konsentrasi kitosan akan
menyebabkan rongga-rongga film plastik semakin
sedikit sehingga akan memperkuat film plastik.
Saran
Disarankan pada penelitian selanjutnya
dilakukan penambahan zat kimia lain agar film
plastik menjadi bening. Sebaiknya dilakukan
pengujian uji gizi dan uji toksinitas untuk
membuktikan bahwa pembungkus layak untuk
dimakan. Sebaiknya digunakan jenis pemplastis
lain agar hasil pengujian mekanik lebih baik lagi.
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
DAFTAR PUSTAKA
Agra.1973.HidrolisisPati.www.februadi.com/hidro
lisis/987/. Diakses tanggal 15 November
2013, pukul : 19.30 WIB.
Abu, Bakar. 2009. Biodegradasi Bahan Komposit
Polipropilena Dengan Pengisi Serat
Limbah Padat (Fibre Recovery) Dari
Pabrik Pulp Dan Kertas: Universitas
Sumatera Utara
Akbar, Fauzi, dkk.2013. Pengaruh waktu simpan
film plastik biodegradasi dari pati kulit
singkong terhadap sifat mekanikalnya :
Universitas Sumatera Utara
Akmaliah, P. 2003. Pengaruh Konsentrasi
Pemlastis
Dimetil
Ftalat
Terhadap
Karakteristik
Bioplastik
Dari
Polyhydroxyalkanoates
(PHA)
yang
dihasilkan Ralstonia Eutropha Pada
Substrat Hidrolisat Minyak Sawit. Skripsi.
Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor.
Apryani, Farida. 2009. Peranan Gliserol sebagai
Plastisiser dalam Film Pati Jagung dengan
Pengisi Serbuk Halus Tongkol Jagun
:Sekolah Pasca Sarjana Universitas
Sumatera Utara
Anonim.2010.Bioplastik.http://id.wikipedia.org/wi
ki/Bioplastik . Diakses Pada Tanggal 16
November 2013, Pukul: 20.15 WIB
Anonim.2010.Plastik.http:?/id.wikipedia.org/wiki/
Plastik. Diakses Pada Tanggal 16
November 2013, Pukul : 20.20 WIB
Agung,Ismail.2010.Membuat
Bioplastik
Sederhana.http://agungsmail.wordpress.co
m/about/: Diakses Pada Tanggal 25
November 2013 Pukul : 21.00 WIB
Arief,Wahyu,dkk.2013. Effect of Temperature and
Drying
Duration
toward
Psychochemical
Characteristic
of
Biodegradable
Plastic
from
Starch
Composite
of
Aloevera–
Chitosan:Universitas Brawijaya
Atifah, N. 2006. Pemanfaatan Hidrolisat PatiSagu
Sebagai Sumber Karbon Pada Produksi
Bioplastik Polihidroksialkanoat Secara
FedBatch oleh Ralstonia eutropha. :
Sekolah Pascasarjana IPB.
ASTM D 368 M-III. 1998. Standard Test Method
for Tensile Properties of Thin Plastic
Sheeting. West Conshohocken, PA.
Badan Standarisasi Nasional. 1992. Cara Uji
Makanan dan Minuman. SNI 01-28911992.
Christin, Siantika.2013. Pengaruh Konsentrasi
Plasticizer terhadap Karakteristik Material
Bioplastik dan Uji Biodegradabilitas nya:
Institut Teknologi Bandung
Page | 29
Darni, Yuli, dkk.2008. Sintesa bioplastik dari pati
pisang dan gelatin dengan plasticizer
gliserol : Universitas Lampung
Desnelli, 1998.Pemanfaatan Minyak Biji Karet
Sebagai Pemlastis PVC : Prosiding seminar
Hasil penelitian
Pusat Penelitian
Universitas Sriwijaya
Disha,Yayak,dkk.2012.Production
of
Biodegradable Plastic from Waste Using
Microbial Technology: Central University
Of Gujarat
Dirgantara,Made,dkk.2010. Karakterisas Mekanik
Biokomposit
Klobot
Jagung
Sebagai
Bahan
Dasar
Plastik
Biodegradable:Intitut Pertanian Bogor
Ervan, Ahmad. 2012.Sintesis Bioplastik dari Pati
Ubi Jalar menggunakan Penguat Logam
Zno dan Penguat alami Kitosan
:Universitas Indonesia
Firman,
Harry.1991.Kimia
Polimer.Intitut
Teknologi Bandung
Hatakeyama,
H.
1998.
Biodegradable
Polyurethanes from Natural Resources
:Fukui Institute, Japan.
Hardaning, P. 2001 Pengembangan Bahan Plastik
Biodegradabel Berbahan Baku Pati Tropis.
Badan
Pengkajian
dan
Penerapan
Teknologi-BPPT. Jakarta.
Herti, Utami.2010. Studi Pembuatan dan
Karakteristik Sifat Mekanik
dan
Hidrofobisitas
Bioplastik
dari
Pati
Sorgum:Universitas Lampung
Indah, Yuliasih.2010. Pembuatan Bioplastik Untuk
Kemasan Pangan Berbasis Onggok yang
Terrdegradasi
Bulan.
http://www.litbang.deptan.go.id/ks/one/513
/file/96-97-Pembuatan
Bioplastik.pdf.
Diakses Pada Tanggal 21 November 2013
Pukul: 22.00 WIB
Iqbal, Abdurrahman.2012. Pemanfaatan Selulosa
Dari Kulit Jagung (Zea mays) Untuk
Pembuatan
Plastik
Biodegradable:
Politeknik Negeri Bandung
Juari.2006.
Pembuatan
dan
karakterisasi
bioplastik dari Poly-3-hidroksialkanoat
(PHA) yang dihasilkan ralstonia Eutropha
pada hidrolisat pati sagu dengan
Penambahan dimetil ftalat (DMF): Institut
Pertanian Bogor
Liantika.2011. Pembuatan Film Plastik dari
Limbah Ubi Kayu dengan Pemplastis
Gliserol: Universitas Sriwijaya
Mugnozza, Scarascia. 2011.Plastic materials in
european agriculture: actual use and
perspectives.http://www.agroengineering.or
g/jae/article/view/jae.2011.3.15/26: Diakses
Pada tanggal 20 November 2013 Pukul :
21.00 WIB
Miksusanti.2010. Studi biodegradasi blend PVCminyak nabati epoksi Sebagai salah satu
upaya mengurangi pencemaran lingkungan
oleh limbah plastik:Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Sriwijaya
Praptowidodo, V Susilowati.2000.
Plastik
biodegradable
poliasamlaktat
Inovasi
proses polimerisasi.: Institut Teknologi
Bandung
Pratomo,Heru.2012. Pembuatan bioplastik dari
limbah rumah tangga sebagai bahan edible
film ramah lingkungan:Lembaga Penelitian
dan Pengamdian Masyarakat
Purwanti, Ani. 2010. Analysis Of Strong Pull And
Plastic Elongation Chitosan Terplastisasi
Sorbitol : Institute of Science &
Technology AKPRIND Yogyakarta
Rabek JF. 1983. Experimental Methods in Polymer
Chemistry, Physical Principles and
Applications. New York : A WileyInterscience Publication.
Rahmawati,Fajar.2012.Pemanfaatan
iradiasi
gelombang mikro untukMemaksimalkan
untuk proses pretreatment Degradasi lignin
jerami padi (pada produksi bioetanol):
Fakultas Teknologi Pertanian Universitas
Brawijaya
Riani, Fina. 2013.Pencirian Film Bioplastik dari
Tepung Tapioca Terplastisasi gliserol
dengan penambahan Kitosan: Institut
Pertanian Bogor
Rizqonia, Laras, dkk.2011. Pembuatan dan
Karakterisasi Bioplastik dari Komposit
Kitosan Pati Singkong-Selulosa Diasetat
dari Serat Batang Pisang Kepok (Musa
Paradisiaca normalis) dengan Plasticizer
Asam Stearat: Universitas Airlangga
Surabaya
Rohaeti, Eli. 2009. Karakteristik Degredasi
Polimer: Prosiding Seminar Nasional
Penelitian, Pendidikan dan Penerapan
MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri
Yogyakarta,
Sanjaya, Gede dan Tyas Puspita. 2007. Pengaruh
Penambahan Khitosan dan Plasticizer
Gliserol Pada Karakteristik Plastik
Biodegradable dari Pati Limbah Kulit
Singkong: Institut Teknologi Sepuluh
November
Sadi, S. dan Purboyo G. 1996. Konsep
Agroindustri untuk Produksi Plasticizer
dari Minyak secara Terpadu. Warta PPKS,
Vol 4(2): 75-83.
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Page | 30
PATI JAGUNG DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN DAN
PEMPLASTIS GLISEROL
Pamilia Coniwanti * , Linda Laila, Mardiyah Rizka Alfira
*Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang - Prabumulih Km. 32 Indralaya, OI, Sumatera Selatan 30662
Phone: +62 711 580169
Abstrak
Penelitian pemanfaatan sintesis plastik biodegaradabel telah dikembangkan karena bersifat ramah
lingkungan dan terbarukan. Dalam penelitian ini, plastik biodegradabel disintesis dari pati jagung dengan
komposit kitosan dengan gliserol sebagai plastisiser. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari
dan pengaruh variasi komposisi bahan terhadap kinerja edible film. Plastik biodegradabel disintesis
dengan metode inversi fasa atau melt intercalation dengan variasi konsentrasi kitosan 0 (%w/w), 7,6
(%w/w), 14,2 (%w/w), 20 (%w/w), 25 (%w/w), 29,4 (%w/w), and variasi konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v),
1,3 (%v/v), 2 (%v/v), 2,7 (%v/v), 3,3 (%v/v), 4 (%v/v). Karakteristik biodegradabel ditandai dengan
adanya uji biodegradasi, ketahanan air, uji kuat tarik dan elongasi dan analisa morfologi optimum plastik
biodegradabel menunjukkan sifat mekanik yang optimal dengan menggunakan Mikroskop Machine
ASTM 6 - LM. Hasil karakterisasi plastik biodegradabel dengan kinerja yang optimal adalah 26,78 %
untuk persentase ketahanan air, untuk kuat tarik 3,92 mpa, untuk elongasi 37,92 % dan positif terhadap
uji biodegradasi .
Kata kunci : Pati jagung, pemplastis, kitosan, gliserol, plastik biodegradabel
Abstract
The research of natural material utilization in biodegradable plastics synthesize have been developed,
because enviromental friendliness, and renewable properties. In this research, biodegradable plastics from
corn starch chitosan composite with glycerol as plasticizer was synthesized. The purposes of this research
are to study and the influence of the variation of material composition towards edible film performance.
The biodegredable plastics was synthesized by phase inversion method or melt intercalation with
variation of chitosan concentrations 0 (%w/w), 7.6 (%w/w), 14.2 (%w/w), 20 (%w/w), 25 (%w/w), 29.4
(%w/w), and glycerol concentrations 0.7 (%v/v), 1.3 (%v/v), 2 (%v/v), 2.7 (%v/v), 3.3 (%v/v), 4 (%v/v).
Biodegradable was characterized by the biodegradation test, swelling test, and endurance to water, and
tensile strength test and elongation, analysis the morphology of optimum biodegradable plastics showing
optimum mechanical properties using Measuring Microscope Machine ASTM 6-LM. The result of
biodegradable plastics characterization with optimum performance are 26.78 % for swelling percentage,
for stress 3.92 mpa, for elongation 37.92% and positive toward biodegradation test.
Key words : Corn starch, plasticizer, chitosan, glicerol, biodegradable plastics
Plastik sintetis merupakan bahan yang
sangat diperlukan bagi kehidupan manusia dan
telah berkembang menjadi industri besar. Bahan
kemasan yang berasal dari polimer petrokimia
yakni plastik sangat populer digunakan karena
memiliki beberapa keunggulan, yakni fleksibel
(mengikuti bentuk produk), transparan, tidak
mudah pecah, dapat dikombinasikan dengan
kemasan lain, dan tidak korosif. Namun, polimer
plastik tidak tahan terhadap panas dan dapat
mencemari produk dengan migrasi komponen
monomernya, sehingga berdampak terhadap
keamanan dan kesehatan konsumen. Selain itu,
kelemahan plastik yang lainnya adalah tidak dapat
dihancurkan secara alami (non-biodegradable)
sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan.
Karenanya, bahan kemasan plastik tidak dapat
dipertahankan penggunaannya secara luas karena
akan menambahkan persoalan dan kesehatan di
waktu mendatang.
Alasan penggunaan plastik sintetis yang
meluas, dikarenakan sifatnya yang kuat, tidak
mudah rapuh, dan stabil. Namun ternyata, polimer
plastik juga mempunyai berbagai kelemahan,
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Page | 22
1. PENDAHULUAN
antara lain sifatnya yang tidak tahan panas, mudah
rusak dan dapat menyebabkan kontaminasi melalui
transmisi monomernya ke bahan yang dikemas.
Kelemahan lain adalah sifatnya yang tidak dapat
dihancurkan secara alami (non -biodegradable),
Sampah plastik bekas pakai tidak akan
hancur meskipun telah ditimbun dalam waktu
lama, sehingga mengakibatkan penumpukan
sampah plastik dapat menyebabkan pencemaran
dan kerusakan bagi lingkungan hidup. Untuk
mengurangi terjadinya penimbunan sampah plastik
maka dilakukan penelitian pembuatan plastik
biodegradabel dengan menggunakan bahan alami
yang dapat diperbaharui. Salah satu bahan alami
tersebut yaitu pati jagung. Tapi karena pati jagung
memiliki sifat yang kaku dan mudah rapuh, maka
digunakan gliserol sebagai pemplastis dan kitosan
sebagai penguat dari plastik biodegradabel.
Penambahan ini bertujuan untuk memperbaiki sifat
fisik, sifat mekanik dan melindungi Film Plastik
dari Mikroorganisme yang dapat merusak Film
Plastik.
Polimer adalah salah satu bahan rekayasa
bukan logam (non-metalic material) yang penting.
Saat ini bahan polimer telah banyak digunakan
sebagai bahan substitusi untuk logam terutama
karena sifatnya yang cenderung ringan, tahan
terhadap korosi dan bahan kimia, serta murah,
terutama untuk pengaplikasian pada temperatur
rendah. Selain itu karena daya hantar listrik dan
panas yang sangat rendah, kemampuannya dalam
meredam kebisingan, variasi pada warna dan
tingkat transparansi, serta kesesuaian desain dan
manufaktur.
Proses pembentukan rantai molekul raksasa
polimer dari unit-unit molekul terkecilnya (mer
atau meros) melibatkan reaksi yang sangat
kompleks. Proses polimerisasi tersebut secara
umum dapat dikelompokkan menjadi dua jenis
reaksi, yaitu: (1) polimerisasi adisi, dan (2)
polimerisasi kondensasi. Reaksi adisi, seperti yang
terjadi pada proses pembentukan makro molekul
polyethylene dari molekul-molekul etilen, terjadi
secara cepat dan tepat tanpa produk samping
sehingga sering disebut pula sebagai Pertumbuhan
Rantai (Chain Growth). Sedangkan, polimerisasi
kondensasi, misalnya terjadi pada pembentukan
bakelit dari dua buah mer berbeda, berlangsung
tahap demi tahap (Step Growth) dengan
menghasilkan produk samping, seperti molekul air
yang dikondensasikan keluar.
Polimer alami adalah polimer yang
dihasilkan dari monomer organik seperti pati,
karet, kitosan, selulosa, protein dan lignin.
Biopolimer banyak diminatioleh industri karena
berasal dari sumber daya alam yang dapat
diperbarui, biodegradable (dapat diuraikan),
mempunyai sifat mekanis yang baik, dan
ekonomis. Saat ini, biopolimer banyak diteliti
untuk menghasilkan film (plastik) yang dapat
menggantikan keberadaan plastik sintetik.
Terdapat tiga kelompok biopolimer yang menjadi
bahan dasar dalam pembuatan film kemasan
biodegradable, yaitu :
a) Campuran biopolimer dengan polimer sintetis :
film jenis ini dibuat dari campuran granula pati
(5 – 20 %) dan polimer sintetis serta bahan
tambahan
(prooksidan dan autooksidan).
Komponen ini memiliki angka biodegradabilitas
yang rendah dan biofragmentasi sangat terbatas.
b) Polimer mikrobiologi (poliester): Biopolimer ini
dihasilkan secara bioteknologis atau fermentasi
dengan mikroba genus Alcaligenes. Berbagai
jenis ini diantaranya polihidroksi butirat (PHB),
polihidroksi valerat (PHV), asam polilaktat dan
asam poliglikolat. Bahan ini dapat terdegradasi
secara penuh oleh bakteri, jamur dan alga.
Tetapi karena proses produksi bahan dasarnya
yang rumit mengakibatkan harga kemasan
biodegradable ini relatif mahal.
c) Polimer pertanian: biopolimer ini tidak
dicampur dengan bahan sintetis dan diperoleh
secara murni dari hasil pertanian. Polimer
pertanian ini diantaranya selulosa (bagian dari
dinding sel tanaman),
kitin (pada kulit
Crustaceae) dan pullulan (hasil fermentasi pati
oleh Pullularia pullulans). Polimer ini memiliki
sifat termoplastik, yaitu mempunyai kemampuan
untuk dibentuk atau dicetak menjadi film
kemasan. Kelebihan dari polimer jenis ini
adalah
ketersediaan sepanjang tahun
(renewable) dan mudah hancur secara alami
(biodegradable). Polimer pertanian yang
potensial untuk dikembangkan antara lain adalah
pati gandum, pati jagung, kentang, casein, zein,
consentrate whey dan soy protein.
Plastik biodegradabel merupakan plastik
yang dapat terurai oleh aktivitas mikroorganisme
pengurai.
Plastik
biodegradabel
memiliki
kegunaan yang sama seperti plastik sintetis atau
plastik konvensional. Plastik biodegradabel
biasanya disebut dengan bioplastik, yaitu plastik
yang seluruh atau hampir seluruh komponennya
berasal dari bahan baku yang dapat diperbaharui.
Plastik biodegradabel merupakan bahan plastik
yang ramah terhadap lingkungan karena sifatnya
yang dapat kembali ke alam. Umumnya, kemasan
biodegradabel diartikan sebagai film kemasan
yang dapat didaur ulang dan dapat dihancurkan
secara alami. Plastik biodegredabel dapat berubah
struktur kimianya.
Plastisizer menurunkan kekuatan inter dan
intra molekular dan meningkatkan mobilitas dan
fleksibilatas film (Sanchez et al., 1998). Semakin
banyak penggunaan plastisizer maka akan
meningkatkan kelarutan. Begitu pula dengan
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Page | 23
penggunaan plastisizer yang bersifat hidrofilik
juga akan meningkatkan kelarutannya di dalam air.
Penggunaan gliserol memberikan kelarutan yang
lebih tinggi dibandingkan sorbitol pada edible film
berbasis pati (Bourtoom, 2007). Jenis dan
konsentrasi dari plasticizer akan berpengaruh
terhadap kelarutan dari film berbasis pati.
Semakin banyak penggunaan plasticizer,
kelarutan juga akan semakin meningkat. Demikian
pula dengan penggunaan plasticizer yang bersifat
hidrofilik juga akan meningkatkan kelarutannya
dalam air. Peningkatan suhu pemanasan juga akan
menurunkan persentase pemanjangan dari edible
film. Permeabilitas terhadap kelarutan dan uap air
akan cenderung menurun seiring dengan naiknya
suhu pemanasan (Bourtoom, 2007).
Interaksi antara polimer dengan pemlastis
dipengaruhi oleh sifat affinitas kedua komponen,
apabila affinitas polimer pemlastis tidak kuat maka
akan terjadi plastisasi antara struktur (molekul
pemlastis hanya terdistribusi diantara struktur).
Plastisasi ini hanya mempengaruhi gerakan dan
mobilitas struktur. Jika terjadi interaksi polimerpolimer cukup kuat, maka molekul pemplastis
akan terdifusi kedalam rantai polimer (rantai
polimer amorf membentuk satuan struktur globular
yang disebut bundle) menghasilkan plastisasi
infrastruktur intra bundle.
Gelatinisasi adalah perubahan yang terjadi
pada granula pada waktu mengalami kenaikan
yang luar biasa dan tidak dapat kembali ke bentuk
semula (Winarno, 2002). Gelatinisasi juga disebut
sebagai peristiwa koagulasi koloid dengan ikatan
rantai polimer atau penyerapan zat terlarut yang
membentuk jaringan tiga dimensi yang tidak
terputus
sehingga
dapat
mengakibatkan
terperangkapnya air dan terhentinya aliran zat cair
yang ada di sekelilingnya kemudian mengalami
proses pengorientasian partikel (Meyer, 1973).
Suhu gelatinisasi adalah suhu pada saat
granula pati pecah dan berbeda-beda bagi tiap jenis
pati serta merupakan suatu kisaran. Viskometer
suhu gelatinisasi dapat ditentukan, misalnya pada
jagung 62-70°C, beras 68-78°C gandum 54,564°C, kentang 58-66°C, dan tapioka 52-64°C
(Winarno, 2002).
2. METODE PENELITIAN
A. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada penelitian ini
adalah jagung, air, aquadest, kulit udang NaOH
1M , HCl 1M, asam asetat 1%, gliserol.
B. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah blender, wadah plastik, pisau, ayakan,
water bath, peralatan gelas , magnetic stirrer,
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
termometer, neraca analitik, oven, cetakan kaca
20x20cm.
C. Prosedur Penelitian
1) Pembuatan Bahan Baku
Dipisahkan biji jagung dari tongkol dan
kulitnya dengan menggunakan pisau kemudian
cuci hingga bersih. Kemudian dihaluskan biji
jagung dan air dengan menggunakan blender
dengan perbandingan 500 gr jagung : 250 ml air.
Lalu disaring biji jagung yang telah dihaluskan
menggunakan kain kasa sampai diperoleh ampas
dan filtrat. Diekstraksi kembali ampas yang
diperoleh dari proses penyaringan dengan
penambahan air (500 gr ampas : 250 ml air). Filtrat
pati yang diperoleh dari penyaringan pertama dan
kedua kemudian dimasukkan ke dalam wadah
plastik. Diendapkan filtrat hasil saringan selama 24
jam untuk mengendapkan pati, setelah 24 jam
terbentuk dua lapisan yaitu endapan pati dan air
hasil pengendapan. Air hasil pengendapan dibuang
sehingga diperoleh endapan pati basah. Dicuci
endapan pati dengan air sampai air cucian jernih
kemudian diendapkan lagi untuk memperoleh pati
bersih. Dikeringkan pati dengan cara menjemurnya
dibawah sinar matahari selama dua hari untuk
mendapatkan pati kering lalu dihaluskan pati
kering dengan mortal sampai halus kemudian pati
yang telah halus diayak dengan menggunakan
ayakan 100 mesh.
2) Pembuatan Kitosan
Dipisahkan udang dan kulitnya kemudian
cuci bersih dan dikeringkan. Kulit udang yang
dikeringkan
kemudian
dihaluskan
hingga
berbentuk powder. Ditimbang bubuk kulit udang
sebanyak 5 gram, lalu dimasukkan ke dalam beker
gelas yang berisi 300 ml aqudest. Ditambahkan 3
ml HCl ke dalam larutan. Selanjutnya larutan kulit
udang tadi dipanaskan selama 2 menit, kemudian
didiamkan sebentar. Larutan kemudian disaring
dengan kertas saring, slurry kulit udang
dimasukkan dalam beker gelas kemudian dicuci
serta disaring kembali. Hasil saringan ini
ditambahkan ke dalam beker gelas yang berisi 300
ml aquadest. Kemudian dipanaskan selama 2
menit dan disaring. Hasil saringan ditambahkan
NaOH sebanyak 3 ml, selanjutnya diukur pH
dengan menggunakan pH meter. Kemudian saring
kembali dan dikeringkan.
3) Pembuatan Bioplastik
Pembuatan bioplastik menggunakan metode
pembuatan film plastik biodegradabel yaitu melt
intercalation yaitu teknik inversi fasa dengan
penguapan pelarut setelah proses pencetakkan
yang dilakukan pada plat kaca. Metode pembuatan
film plastik biodegradabel ini didasarkan pada
Page | 24
prinsip termodinamika larutan dimana keadaan
awal larutan stabil kemudian mengalami
ketidakstabilan pada proses perubahan fase
(demixing), dari cair menjadi padat. Proses
pemadatannya (solidifikasi) diawali transisi fase
cair satu ke fase dua cairan (liquid-liquid
demixing) sehingga pada tahap tertentu fase
(polimer konsentrasi tinggi) akan membentuk
padatan.
Pembuatan film plastik biodegradabel
dilakukan tanpa menggunakan kitosan dan dengan
penguat kitosan. Pada pembuatan film plastik
tanpa penguat kitosan dilakukan dengan
melarutkan pati jagung terlebih dahulu kedalam
asam
asetat
1%.
Kemudian
dilakukan
pengadukkan dengan menggunakan stirrer.
Gliserol kemudian ditambahkan ke dalam
campuran pati jagung dan asam asetat 1% setelah
pati
jagung
tergelatinisasi.
Pati
jagung
tergelatinisasi pada suhu 70°C-83°C dan lama
waktu glatinisasi adalah 22 menit. Setelah itu
larutan tersebut divakum selama 20 menit untuk
menghilangkan gelembung udara yang tersisa, lalu
dicetak diatas plat kaca berukuran 20x20 cm.
Kemudian dikeringkan dengan oven selama 6 jam
dengan suhu 83°C.
Pembuatan film plastik biodegradabel
dengan penguat kitosan dilakukan dengan
melarutkan kitosan terlebih dahulu ke dalam asam
asetat 1 %. Kitosan larut dengan sempurna di
dalam asam asetat 1 % dengan pengadukan
menggunakan stirrer selama 30 menit. Larutan
kitosan yang diperoleh berwarna putih bening dan
terdapat gelembung-gelembung udara akibat
pengadukkan.
Setelah kitosan larut ditambahkan pati
jagung yang telah dilarutkan dengan asam asetat
1% pada suhu 70°C-83°C. Hal ini karena suhu
gelatinisasi dari pati jagung adalah 70°C-83°C dan
lama waktu 22 menit. Campuran harus selalu
dijaga suhu gelatinisasinya dengan pengukuran
menggunakan termometer agar tidak terjadi pecah
granula pati. Kemudian ditambahkan gliserol
sebagai pemplastis. Setelah semua bahan
tercampur, dilakukan pengadukan selama 1 jam
agar larutan homogen.
Setelah homogen larutan didiamkan pada
suhu kamar, kemudian di vakum selama 20 menit
untuk menghilangkan kandungan air dan oksigen
yang masih tersisa. Sebelum campuran Film
plastik ini dicetak di atas plat kaca, larutan tersebut
harus didiamkan selama 24 jam untuk
menghilangkan gelembung udara yang masih
tersisa. Jika gelembung udara tersebut tidak
dihilangkan maka lapisan yang terbentuk akan
mudah terdeformasi (rusak) karena terdapat
pinhole di dalam lapisan.
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Setelah didiamkan selama 24 jam.
Selanjutnya dilakukan proses pencetakkan film
plastik biodegredabel. Proses pencetakkan larutan
film plastik dilakukan dengan cara menuang
larutan film plastik diatas plat kaca berukuran
20x20 cm yang telah dibersihkan dengan
menggunakan alkohol 96% yang kedua sisinya
diberi selotip. Kemudian film plastik dikeringkan
di dalam oven selama 6 jam pada suhu 83°C
setelah proses pencetakan dan pengeringan di
dalam oven selesai. Setelah itu didiamkan pada
suhu kamar dan dilepaskan dari plat kaca secara
perlahan, lalu disimpan didalam desikator.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada pembahasan ini meliputi hasil
analisa yang dilakukan di dalam penelitian
pembuatan film plastik. Analisa tersebut meliputi
analisa mekanik yang terdiri dari analisa kuat tarik
dan analisa elongasi, analisa morfologi, analisa
biodegredasi dan analisa ketahanan air.
Pengaruh Variasi
Terhadap
Kuat
Biodegradabel
Kitosan dan
Tarik
Film
Gliserol
Plastik
Tujuan dari analisa ini yaitu untuk
mengetahui pengaruh variasi kitosan dan gliserol
terhadap nilai kuat tarik analisa kuat tarik di
lakukan dengan menggunakan alat tensile strenght.
Gambar 1.
Pengaruh Variasi Kitosan dan
Gliserol Terhadap Kuat Tarik (Mpa) dari Film
Plastik Biodegradabel
Melalui grafik diatas dapat dilihat bahwa
penambahan konsentrasi kitosan memberikan
pengaruh yang berbeda pada nilai kuat tarik film
plastik
biodegradabel
yang
dihasilkan.
Meningkatnya konsentrasi kitosan hingga 29,4%
menyebabkan naiknya kuat tarik dari film plastik
yang dihasilkan. Tapi dengan bertambahnya
konsentrasi dari gliserol akan menurunkan nilai
kuat tarik dari film plastik. Perubahan sifat
mekanik ini berhubungan dengan interaksi antara
Page | 25
kitosan pati dan gliserol. Semakin besar
konsentrasi kitosan maka akan semakin banyak
ikatan hidrogen yang terdapat di dalam film plastik
sehingga ikatan kimia dari plastik akan semakin
kuat dan sulit untuk diputus, karena memerlukan
energi yang besar untuk memutuskan ikatan
tersebut. Hal itu disebabkan oleh partikel
bioplastik banyak mengalami perubahan fisika.
Sehingga plastik semakin homogen dan
strukturnya rapat, dengan karakteristik tersebut
tentunya kuat tarik semakin besar dan persentase
elongasinya juga semakin besar.
Plastik
Biodegradabel
dari
kitosan
diharapkan memenuhi sifat mekanik yang
memenuhi golongan Moderate Properties untuk
nilai kuat tarik yaitu 1-10 MPA (Ani, 2010).
Dalam Penelitian ini nilai Kuat Tarik dari Plastik
Biodegredabel telah memenuhi golongan tersebut.
Pengaruh Variasi Kitosan dan Gliserol
Terhadap Elongasi Film Plastik Biodegadabel
Secara umum, dengan Penambahan Gliserol
sebagai Plastisizer molekul-molekul di dalam
larutan tersebut terletak diantara rantai ikatan
biopolimer dan dapat berinteraksi dengan
membentuk ikatan hidrogen dalam rantai ikatan
antara polimer sehingga menyebabkan interaksi
antar molekul biopolimer menjadi semakin
berkurang. Hal ini menyebabkan berkurangnya
kuat tarik film dengan adanya penambahan
Plastisizer.
Plastik
Biodegradabel
dari
kitosan
diharapkan memenuhi sifat mekanik yang
memenuhi golongan Moderate Properties untuk
nilai Elongasi yaitu 10-20% (Ani, 2010). Dalam
Penelitian ini nilai Elongasi dari Plastik
Biodegredabel telah memenuhi golongan tersebut.
Dalam standar plastik internasional (ASTM 5336)
besarnya persentase pemanjangan (elongasi) untuk
plastik PLA dari Jepang mencapai 9% dan plastik
PCL dari Inggris mencapai lebih dari 500 %
(Arief, 2013). Di dalam Penelitian ini Elongasi
yang dihasilkan sudah memenuhi criteria plastic
PLA dari Jepang tapi belum memenuhi plastik
PCL dari Inggris.
Pengaruh Waktu Degredasi di dalam Tanah
Terhadap Berat Sampel Film Plastik
Biodegradabel dengan Variasi Kitosan
Gambar 2.
Pengaruh Variasi Kitosan dan
Gliserol Terhadap Elongasi Film Plastik
Biodegradabel
Melalui grafik di atas dapat dilihat bahwa
peningkatan elongasi terjadi dengan adanya
peningkatan konsentrasi gliserol. Hal itu
menyatakan bahwa semakin banyak gliserol yang
ditambahkan kedalam film plastik biodegradabel
maka film plastik yang dihasilkan akan semakin
elastis.
Tapi pesentase elongasi berbanding terbalik
dengan kuat tarik. Semakin banyak kitosan yang
ditambahkan ke dalam film plastik, maka elongasi
akan menurun tapi kuat tarik akan meningkat.
Penurunan elastisitas ini disebabkan oleh semakin
menurunnya jarak ikatan antarmolekulernya,
karena titik jenuh telah terlampaui sehingga
molekul-molekul pemplastis yang berlebih berada
di dalam fase tersendiri di luar fase polimer dan
akan menurunkan gaya intermolekul antar rantai,
menyebabkan gerakan rantai lebih bebas sehingga
fleksibilitas mengalami peningkatan (semakin
elastis).
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Gambar 3.
Pengaruh Waktu Degredasi di
dalam Tanah Terhadap Berat Sampel Film Plastik
Biodegredabel dengan Variasi Kitosan dan
Gliserol 0,7 (%v/v)
Melalui grafik di atas dapat dilihat bahwa
waktu degredasi mempengaruhi berat dari sampel
film plastik dengan variasi kitosan. Perbedaan
konsentrasi penguat kitosan mempengaruhi berat
sampel yang terdegredasi. Pada grafik diatas dapat
dilihat bahwa sampel plastik yang dianalisa, terdiri
dari film plastik tanpa penguat kitosan dan dengan
penguat kitosan yang memiliki konsentrasi 14,2
(%w/w) dan 25 (%w/w). Ketiga film plastik yang
dianalisa mengandung konsentrasi gliserol yang
sama yaitu 0,7 (%v/v). Pada grafik diatas dapat
dilihat bahwa sampel film plastik tanpa penguat
Page | 26
kitosan lebih mudah terdegredasi dibandingkan
sampel film plastik dengan penguat kitosan.
Melalui Grafik dapat dilihat bahwa semakin
meningkatnya Konsentrasi Kitosan maka Sampel
Film Plastik akan lebih sulit untuk didegredasi. Hal
tersebut disebabkan oleh Kitosan sebagai Penguat
alami memiliki sifat hidrofobik yaitu sukar larut di
dalam air yang terkadung di dalam ditanah.
Penyebab lainnya yaitu karena kitosan memiliki
sifat
yang
tahan
terhadap
serangan
mikroorganisme pengurai yang terkandung di
dalam tanah.
Menurut standar Internasional (ASTM
5336) lamanya Film Plastik terdegradasi
(biodegradasi) untuk plastik PLA dari Jepang dan
PCL dari Inggris membutuhkan waktu 60 hari
untuk dapat terurai secara keseluruhan (100%)
(Arief,2013). Lamanya terdegradasi (biodegradasi)
yang dihasilkan dari penelitian ini adalah dalam
waktu 20 hari untuk dapat terurai hampir
keseluruhan (80%). Hal itu membuktikan bahwa
Hasil Penelitian kami memenuhi criteria degredasi
dari Film Plastik.
terdegredasi dibandingkan film plastik dengan
konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v).
Pada grafik dapat dilihat semakin
meningkatnya konsentrasi gliserol, maka semakin
mudah dan cepat sampel film plastik untuk
didegredasi. Gliserol dengan konsentrasi 2 (%v/v)
mengalami proses degredasi yang meningkat
sangat cepat dibandingkan sampel yang memiliki
konsentrasi gliserol yang sedikit. Hal itu
disebabkan karena pengaruh dari gliserol yang
mempercepat waktu degredasi dan penurunan
berat sampel. Gliserol memiliki sifat hidrofilik
yaitu mudah larut didalam air. Gliserol memiliki
sifat yang berbeda dengan kitosan. Gliserol
menyerap air yang terkandung di dalam tanah. Hal
itu mempengaruhi proses degredasi dari film
plastik.
Pengaruh Variasi Kitosan dan Gliserol
Terhadap Ketahanan air (Swelling %) dari
Film Plastik Biodegradabel
Pengaruh Waktu Degredasi di dalam Tanah
Terhadap Berat Sampel Film Plastik
Biodegradabel dengan Variasi Gliserol
Gambar 5.
Pengaruh Variasi Kitosan serta
Gliserol Terhadap Ketahanan Air (% Swelling)
dari Film Plastik Biodegradabel
Gambar 4.
Pengaruh Waktu Degredasi di
dalam Tanah Terhadap Berat Sampel Film Plastik
Biodegredabel dengan Variasi Gliserol dan
Kitosan 0 (%w/w)
Melalui grafik di atas dapat dilihat bahwa
waktu degredasi mempengaruhi berat dari sampel
film plastik dengan variasi gliserol. Perbedaan
konsentrasi gliserol mempengaruhi berat sampel
yang terdegredasi. Pada grafik diatas dapat dilihat
bahwa sampel plastik yang dianalisa, terdiri dari
film plastik tanpa penguat kitosan dengan
konsentrasi gliserol 0,7 (%v/v) dan 2 (%v/v) dan
3,3 (%v/v). Ketiga film plastik yang dianalisa tidak
mengandung kitosan. Pada grafik diatas dapat
dilihat bahwa sampel film plastik dengan
konsentrasi gliserol 2 (%v/v) lebih mudah
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Melalui grafik di atas dapat dilihat sifat
ketahanan film plastik terhadap air. Analisa ini
dilakukan untuk mengetahui terjadinya ikatan
dalam polimer serta tingkatan atau keteraturan
ikatan dalam polimer yang ditentukan melalui
persentase penambahan berat polimer setelah
terjadi penyerapan air.
Sifat ketahanan film plastik terhadap air
ditentukan dengan uji swelling, yaitu persentase
penggembungan film oleh adanya air. Hubungan
antara konsentrasi kitosan dan gliserol dengan %
swelling dari masing-masing sampel dapat dilihat
pada grafik diatas.
Hal ini dikarenakan kitosan yang memiliki
sifat hidrofobik dan tak larut di dalam air. Jadi
semakin besar konsentrasi kitosan, maka %
swellingnya semakin kecil disbanding variabel
kitosan lainnya. Sifat menyerap air pada film
Page | 27
plastik juga dapat terlihat pada struktur morfologi
dari film plastik yang memiliki banyak rongga
yang berfungsi untuk menyerap kandungan air.
Pada grafik terlihat % swelling yang paling baik
pada variasi kitosan 41,7 (%w/w) dan gliserol 0,7
(%v/v) yaitu besar 26,76%. Semakin banyak
kitosan maka nilai swelling nya akan semakin
kecil, tapi dengan penambahan gliserol akan
memperbesar uji swelling-nya.
Pengaruh Penambahan Gliserol Terhadap
Struktur Morfologi Film Plastik Biodegredabel
gelembung yang terdapat pada permukaan film
akan semakin sedikit dan rongga gelembung akan
semakin membesar. Hal ini dikarenakan gliserol
mempunyai sifat hidrofilik yaitu dapat menyerap
air sehingga kelarutan gliserol juga semakin
meningkat. Gelembung yang semakin sedikit dan
rongga gelembung yang semakin membesar
menyebabkan permukaan film yang semakin halus.
Namun, meningkatnya konsentrasi dari gliserol
menyebabkan film plastik mudah rapuh. Karena
rongga yang terdapat pada permukaan yang
semakin membesar. Hal ini dibuktikan dari analisa
kuat tarik di atas. Meningkatnya konsentrasi
gliserol menyebabkan kuat tarik film plastik
semakin menurun.
Pengaruh Penambahan Variasi Kitosan
Terhadap Struktur Morfologi Film Plastik
Biodegredabel
(a)
(b)
(c)
Gambar 6.
Struktur Morfologi Film Plastik
Biodegredabel Tanpa Kitosan dengan Variasi
Gliserol (a) 0,7 (%v/v), (b) 2 (%v/v), (c) 3,3
(%v/v)
Melalui gambar di atas dapat dilihat
struktur morfologi dari film plastik biodegredabel.
Gambar menunjukkan struktur permukaan plastik
yang tidak memiliki titik-titik putih karena pati
larut dengan sempurna. Pada gambar (a) terlihat
adanya gelembung-gelembung kecil yang tersebar
pada permukaan Film.
Hal ini menunjukkan penyebaran gliserol
yang tidak merata pada permukaan film plastik.
Gelembung yang tersebar pada permukaan film
sangat banyak. Gelembung tersebut menyebabkan
permukaan Film menjadi tidak halus. Pada gambar
(b) terlihat gelembung yang mulai sedikit
berkurang tapi rongga yang terdapat pada
permukaan plastik sedikit membesar. Hal ini
dikarenakan penyebaran gliserol yang cukup
merata. Penyebaran gliserol yang cukup merata
menyebabkan permukaan film plastik menjadi
lebih halus dibandingkan Permukaan plastik pada
gambar (a). Pada gambar (c) dapat dilihat
penyebaran Gliserol yang merata. Hal ini
ditunjukkan oleh permukaan film plastik yang
halus dan gelembung yang semakin berkurang tapi
rongga dari permukaan film plastik yang semakin
membesar.
Pada gambar (a), (b), (c), dapat dilihat
penyebaran gliserol pada permukaan film plastik.
Semakin meningkatnya konsentrasi gliserol, maka
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
(a)
(b)
(c)
Gambar 7.
Struktur Morfologi Film Plastik
Biodegredabel dengan Variasi Gliserol 0,7 (%v/v)
dan (a) Kitosan 0 (%w/w), (b) Kitosan 14,2
(%w/w), (c) Kitosan 25 (%w/w)
Melalui gambar di atas dapat dilihat
struktur morfologi dari permukaan sampel film
plastik biodegredabel. Pada gambar (a) struktur
morfologi tanpa penguat kitosan terlihat tidak
adanya titik-titik putih karena pati larut dengan
sempurna. Sedangkan pada gambar (b) dan (c)
titik-titik putih yang terlihat pada gambar dengan
penguat kitosan menggambarkan distribusi ukuran
partikel kitosan. Pada gambar (b) terdapat
gumpalan
putih
agak
besar.
Hal
ini
mengindikasikan
bahwa
partikel
kitosan
mengalami aglomerasi mengelompok sehingga
menyebabkan distribusi kitosan di dalam lapisan
film tidak tersebar secara merata.
Hal tersebut disebabkan tidak adanya
tenaga yang cukup kuat seperti proses pemanasan
dan pengadukan antara kitosan dan pati yang
menyebabkan penyebaran kitosan tidak merata.
Jika terdapat tenaga yang kuat seperti pengadukan
yang baik selama proses pencampuran pada suhu
gelatinisasi dan transisi glass akan dengan mudah
Page | 28
menggabungkan partikel-partikel kitosan yang
tidak saling larut ke dalam pati sehingga
menghasilkan distribusi kitosan yang tersebar
dengan baik. Pada gambar (c) tidak terdapat
gumpalan putih seperti pada gambar (b). Hal ini
menunjukan penyebaran kitosan yang merata
dikarenakan pengadukan yang merata dan
pemanasan yang merata pada lapisan film plastik.
Suhu ini yang akan memecah ikatan hidrogen pada
pati jagung sehingga terdapat distribusi kitosan
yang baik. Pada gambar (a) dan (b) terdapat
rongga yang cukup besar. Hal tersebut dikarenakan
penyebaran kitosan yang kurang baik. Pada
gambar (c) rongga yang terdapat di dalam film
plastik sedikit dikarenakan penyebaran kitosan
yang merata. Dengan meningkatnya konsentrasi
kitosan, akan menyebabkan rongga-rongga pada
lapisan film plastik semakin sedikit, sehingga akan
memperkuat film plastik. Hal tersebut dibuktikan
pada analisa kuat tarik diatas. Semakin
meningkatnya konsentrasi kitosan, maka akan
meningkatkan nilai kuat tarik dari film plastik.
4. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Semakin tinggi konsentrasi dari variasi
kitosan, maka akan meningkatkan nilai kuat tarik
dari film plastik biodegredabel, sebaliknya nilai
elongasi akan semakin menurun. Pada film plastik
dengan penguat kitosan terdapat distribusi yang
tidak
merata pada permukaan sehingga
memperlihatkan gumpalan-gumpalan. Semakin
tinggi
konsentrasi
kitosan,
maka
akan
meningkatkan ketahanan air film plastik tapi
dengan meningkatnya konsentrasi gliserol maka
akan menurunkan ketahanan air dari film plastik
sehingga film plastik. Semakin tinggi konsentrasi
variasi kitosan dan gliserol terhadap waktu
degredasi maka akan meningkatkan kemampuan
degredasi film plastik di dalam tanah. Pada analisa
morfologi dapat dilihat rongga-rongga pada film
plastik. Semakin tinggi konsentrasi kitosan akan
menyebabkan rongga-rongga film plastik semakin
sedikit sehingga akan memperkuat film plastik.
Saran
Disarankan pada penelitian selanjutnya
dilakukan penambahan zat kimia lain agar film
plastik menjadi bening. Sebaiknya dilakukan
pengujian uji gizi dan uji toksinitas untuk
membuktikan bahwa pembungkus layak untuk
dimakan. Sebaiknya digunakan jenis pemplastis
lain agar hasil pengujian mekanik lebih baik lagi.
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
DAFTAR PUSTAKA
Agra.1973.HidrolisisPati.www.februadi.com/hidro
lisis/987/. Diakses tanggal 15 November
2013, pukul : 19.30 WIB.
Abu, Bakar. 2009. Biodegradasi Bahan Komposit
Polipropilena Dengan Pengisi Serat
Limbah Padat (Fibre Recovery) Dari
Pabrik Pulp Dan Kertas: Universitas
Sumatera Utara
Akbar, Fauzi, dkk.2013. Pengaruh waktu simpan
film plastik biodegradasi dari pati kulit
singkong terhadap sifat mekanikalnya :
Universitas Sumatera Utara
Akmaliah, P. 2003. Pengaruh Konsentrasi
Pemlastis
Dimetil
Ftalat
Terhadap
Karakteristik
Bioplastik
Dari
Polyhydroxyalkanoates
(PHA)
yang
dihasilkan Ralstonia Eutropha Pada
Substrat Hidrolisat Minyak Sawit. Skripsi.
Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor.
Apryani, Farida. 2009. Peranan Gliserol sebagai
Plastisiser dalam Film Pati Jagung dengan
Pengisi Serbuk Halus Tongkol Jagun
:Sekolah Pasca Sarjana Universitas
Sumatera Utara
Anonim.2010.Bioplastik.http://id.wikipedia.org/wi
ki/Bioplastik . Diakses Pada Tanggal 16
November 2013, Pukul: 20.15 WIB
Anonim.2010.Plastik.http:?/id.wikipedia.org/wiki/
Plastik. Diakses Pada Tanggal 16
November 2013, Pukul : 20.20 WIB
Agung,Ismail.2010.Membuat
Bioplastik
Sederhana.http://agungsmail.wordpress.co
m/about/: Diakses Pada Tanggal 25
November 2013 Pukul : 21.00 WIB
Arief,Wahyu,dkk.2013. Effect of Temperature and
Drying
Duration
toward
Psychochemical
Characteristic
of
Biodegradable
Plastic
from
Starch
Composite
of
Aloevera–
Chitosan:Universitas Brawijaya
Atifah, N. 2006. Pemanfaatan Hidrolisat PatiSagu
Sebagai Sumber Karbon Pada Produksi
Bioplastik Polihidroksialkanoat Secara
FedBatch oleh Ralstonia eutropha. :
Sekolah Pascasarjana IPB.
ASTM D 368 M-III. 1998. Standard Test Method
for Tensile Properties of Thin Plastic
Sheeting. West Conshohocken, PA.
Badan Standarisasi Nasional. 1992. Cara Uji
Makanan dan Minuman. SNI 01-28911992.
Christin, Siantika.2013. Pengaruh Konsentrasi
Plasticizer terhadap Karakteristik Material
Bioplastik dan Uji Biodegradabilitas nya:
Institut Teknologi Bandung
Page | 29
Darni, Yuli, dkk.2008. Sintesa bioplastik dari pati
pisang dan gelatin dengan plasticizer
gliserol : Universitas Lampung
Desnelli, 1998.Pemanfaatan Minyak Biji Karet
Sebagai Pemlastis PVC : Prosiding seminar
Hasil penelitian
Pusat Penelitian
Universitas Sriwijaya
Disha,Yayak,dkk.2012.Production
of
Biodegradable Plastic from Waste Using
Microbial Technology: Central University
Of Gujarat
Dirgantara,Made,dkk.2010. Karakterisas Mekanik
Biokomposit
Klobot
Jagung
Sebagai
Bahan
Dasar
Plastik
Biodegradable:Intitut Pertanian Bogor
Ervan, Ahmad. 2012.Sintesis Bioplastik dari Pati
Ubi Jalar menggunakan Penguat Logam
Zno dan Penguat alami Kitosan
:Universitas Indonesia
Firman,
Harry.1991.Kimia
Polimer.Intitut
Teknologi Bandung
Hatakeyama,
H.
1998.
Biodegradable
Polyurethanes from Natural Resources
:Fukui Institute, Japan.
Hardaning, P. 2001 Pengembangan Bahan Plastik
Biodegradabel Berbahan Baku Pati Tropis.
Badan
Pengkajian
dan
Penerapan
Teknologi-BPPT. Jakarta.
Herti, Utami.2010. Studi Pembuatan dan
Karakteristik Sifat Mekanik
dan
Hidrofobisitas
Bioplastik
dari
Pati
Sorgum:Universitas Lampung
Indah, Yuliasih.2010. Pembuatan Bioplastik Untuk
Kemasan Pangan Berbasis Onggok yang
Terrdegradasi
Bulan.
http://www.litbang.deptan.go.id/ks/one/513
/file/96-97-Pembuatan
Bioplastik.pdf.
Diakses Pada Tanggal 21 November 2013
Pukul: 22.00 WIB
Iqbal, Abdurrahman.2012. Pemanfaatan Selulosa
Dari Kulit Jagung (Zea mays) Untuk
Pembuatan
Plastik
Biodegradable:
Politeknik Negeri Bandung
Juari.2006.
Pembuatan
dan
karakterisasi
bioplastik dari Poly-3-hidroksialkanoat
(PHA) yang dihasilkan ralstonia Eutropha
pada hidrolisat pati sagu dengan
Penambahan dimetil ftalat (DMF): Institut
Pertanian Bogor
Liantika.2011. Pembuatan Film Plastik dari
Limbah Ubi Kayu dengan Pemplastis
Gliserol: Universitas Sriwijaya
Mugnozza, Scarascia. 2011.Plastic materials in
european agriculture: actual use and
perspectives.http://www.agroengineering.or
g/jae/article/view/jae.2011.3.15/26: Diakses
Pada tanggal 20 November 2013 Pukul :
21.00 WIB
Miksusanti.2010. Studi biodegradasi blend PVCminyak nabati epoksi Sebagai salah satu
upaya mengurangi pencemaran lingkungan
oleh limbah plastik:Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Sriwijaya
Praptowidodo, V Susilowati.2000.
Plastik
biodegradable
poliasamlaktat
Inovasi
proses polimerisasi.: Institut Teknologi
Bandung
Pratomo,Heru.2012. Pembuatan bioplastik dari
limbah rumah tangga sebagai bahan edible
film ramah lingkungan:Lembaga Penelitian
dan Pengamdian Masyarakat
Purwanti, Ani. 2010. Analysis Of Strong Pull And
Plastic Elongation Chitosan Terplastisasi
Sorbitol : Institute of Science &
Technology AKPRIND Yogyakarta
Rabek JF. 1983. Experimental Methods in Polymer
Chemistry, Physical Principles and
Applications. New York : A WileyInterscience Publication.
Rahmawati,Fajar.2012.Pemanfaatan
iradiasi
gelombang mikro untukMemaksimalkan
untuk proses pretreatment Degradasi lignin
jerami padi (pada produksi bioetanol):
Fakultas Teknologi Pertanian Universitas
Brawijaya
Riani, Fina. 2013.Pencirian Film Bioplastik dari
Tepung Tapioca Terplastisasi gliserol
dengan penambahan Kitosan: Institut
Pertanian Bogor
Rizqonia, Laras, dkk.2011. Pembuatan dan
Karakterisasi Bioplastik dari Komposit
Kitosan Pati Singkong-Selulosa Diasetat
dari Serat Batang Pisang Kepok (Musa
Paradisiaca normalis) dengan Plasticizer
Asam Stearat: Universitas Airlangga
Surabaya
Rohaeti, Eli. 2009. Karakteristik Degredasi
Polimer: Prosiding Seminar Nasional
Penelitian, Pendidikan dan Penerapan
MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri
Yogyakarta,
Sanjaya, Gede dan Tyas Puspita. 2007. Pengaruh
Penambahan Khitosan dan Plasticizer
Gliserol Pada Karakteristik Plastik
Biodegradable dari Pati Limbah Kulit
Singkong: Institut Teknologi Sepuluh
November
Sadi, S. dan Purboyo G. 1996. Konsep
Agroindustri untuk Produksi Plasticizer
dari Minyak secara Terpadu. Warta PPKS,
Vol 4(2): 75-83.
Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 20, Desember 2014
Page | 30