Pemanfaatan Biji Nangka (Artocarpus Heterophyllus) pada Pembuatan Bioplastik Menggunakan Plasticizer Sorbitol dan Pengisi Kitosan
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus
Heterophyllus) PADA PEMBUATAN BIOPLASTIK
MENGGUNAKAN PLASTICIZER SORBITOL DAN
PENGISI KITOSAN
SKRIPSI
Oleh
ANITA MANULLANG
110405083
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus
Heterophyllus) PADA PEMBUATAN BIOPLASTIK
MENGGUNAKAN PLASTICIZER SORBITOL DAN
PENGISI KITOSAN
SKRIPSI
Oleh
ANITA MANULLANG
110405083
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus Heterophyllus) PADA
PEMBUATAN BIOPLASTIK MENGGUNAKAN PLASTICIZER
SORBITOL DAN PENGISI KITOSAN
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan,
Juli 2016
Anita Manullang
NIM 110405083
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR BUKTI SEMINAR HASIL PENELITIAN
Hasil Penelitian yang Berjudul :
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus Heterophyllus) PADA
PEMBUATAN BIOPLASTIK MENGGUNAKAN PLASTICIZER
SORBITOL DAN PENGISI KITOSAN
Benar telah diseminarkan pada Seminar Hasil Penelitian tanggal 23 Juni 2016 dan
telah diperbaiki sesuai dengan koreksi dan usulan yang diberikan.
Diketahui/Disetujui
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc
NIP. 19671029 199501 2 001
M. Hendra S. Ginting, ST, MT
NIP. 19700919 199903 1 001
Koordinator Penelitian
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, MT.
NIP. 19681214 199702 2 002
Dr. Maulida, ST, M.Sc
NIP. 19700611 199702 2 001
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
Skripsi dengan judul:
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus Heterophyllus) PADA
PEMBUATAN BIOPLASTIK MENGGUNAKAN PLASTICIZER
SORBITOL DAN PENGISI KITOSAN
dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana
Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara
Mengetahui,
Koordinator Skripsi
Medan, Juli 2016
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, MT.
NIP. 19681214 199702 2 002
Dr. Maulida, ST, M.Sc
NIP. 19700611 199702 2 001
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini
merupakan skripsi dengan judul “Pemanfaatan Biji Nangka (Artocarpus
Heterophyllus) pada Pembuatan Bioplastik Menggunakan Plasticizer Sorbitol dan
Pengisi Kitosan”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di
Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dr. Maulida, ST, M.Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak
memberikan ilmu, arahan dan dana selama pelaksanaan penelitian ini serta
banyak memberikan bimbingan dalam penulisan skripsi ini dan juga
sekaligus selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2.
Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Penelitian Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4.
Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc selaku Dosen Penguji I dan M. Hendra
S. Ginting, ST, MT selaku Dosen Penguji II yang telah banyak
memberikan kritik dan saran yang mambangun dalam penyelesaian skripsi
ini
5. Dr. Halimatuddahlian, ST, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik
yang telah membimbing penulis dalam hal akademik selama kuliah di
Teknik Kimia USU.
6. Seluruh staf Dosen dan Pegawai Departemen Teknik Kimia USU,
yang telah mendidik dan membagikan ilmu kepada penulis serta
membantu penulis dalam hal administrasi selama perkuliahan.
7.
Keluargaku Terkasih, ibu Rusmiani Manullang, bapak Ahli Bonar
Sitompul, Paman Edward Sinaga, Nanguda Vidurma Hutapea, Christin
Septiana Manullang, Maria Theresia Sitompul, Tian Cahyana Sitompul,
Lasta Manjouito Sitompul, Togi Nathan Andrew Sitompul, dan Jandri Vay
Universitas Sumatera Utara
Sianturi yang banyak memberi semangat dan dukungan selama penelitian
dan penyelesaian skripsi ini.
8. Alfarodo Silaban selaku partner penelitian dan orang terkasih yang
selama ini bekerja sama, bertukar pikiran, dan berjuang bersama dalam
penelitian dan penyelesaian skripsi demi meraih gelar sarjana teknik
bersama-sama.
9. Golda
Claudia
Simanjuntak
dan
Windi
Monica
Surbakti
(Ivyflowershop) , selaku sahabat tercinta yang banyak memberikan
semangat dan dukungan selama penelitian dan penyelesaian skripsi ini.
10. Sahabat-sahabat tercinta Lastri Dwi Lady, Emmerisa, Yona, Laura, Raja
Nico Perez, Gerson Rico Harianja, Yosef Carol Sianipar, Tri Putra,
Ekuino, Nesta, Cindy Ariesta dll, teman-teman stambuk 2011, adik-adik
angkatan 2012-2015 Teknik Kimia USU, Anak Warkop, dan JAMBUR
SMANSAKA yang banyak memberikan dukungan kepada penulis selama
penyelesaian skripsi ini.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Anita Manullang
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini
Khusus kepada mama tercinta penulis yaitu ibu
Tornauli Sinaga
yang selalu memberikan kasih sayangnya, menjadi
tiang doa bagi penulis dan memotivasi penulis
untuk secepatnya menyelesaikan skripsi ini
sebelum beliau berpulang ke rumah Bapa disorga
saat penulis sedang menyelesaikan skripsi ini
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Anita Manullang
NIM: 110405083
Email:
anita.tornauli@yahoo.com / anitamanullang14@yahoo.com
anitamanullang14@gmail.com
Tempat/tgl lahir: Banten /5 Juni 1993
Nama orang tua: Tornauli Sinaga, SH
Alamat orang tua:
Jalan sudirman no 25, kabanjahe
Asal sekolah :
• SD Katolik San Fransisco Balige tahun 1999 – 2005
• SMP Methodist Kabanjahe tahun 2005 – 2008
• SMA Negeri Satu Kabanjahe tahun 2008 – 2011
Pengalaman organisasi/kerja:
1. Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) USU periode 2014-2015
2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) Unit Usaha: Pabatu (PAB)
Indonesia tahun 2014
3. Pemilik Toko Bunga Online Ivyflowershop Medan
4. Anggota Gerakan Mahasiswa Kristen Indonesia (GMKI) Fakultas Teknik USU
periode 2012-2013
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Bioplastik merupakan bahan alternatif untuk menggantikan plastik
kemasan konvensional agar mengurangi pencemaran lingkungan. Pati merupakan
polimer alami yang dapat digunakan untuk produksi bioplastik karena sumbernya
melimpah, dapat diperbaharui dan mudah terdegradasi. Biji nangka dapat
digunakan sebagai bahan baku bioplastik karena mengandung pati. Tujuan dari
penelitian ini untuk mengetahui karakteristik dari biji nangka serta mengetahui
pengaruh penambahan kitosan dan sorbitol pada sifat fisikokimia bioplastik dari
biji nangka. Pati yang diekstrak dari biji nangka kemudian dikarakterisasi untuk
mengetahui komposisi kimianya. Dilakukan karakteristik FT-IR (Fourier
Transform Infra Red), SEM (Scanning Electron Microscope) dan RVA (Rapid
Visco Analyzer) pada pati biji nangka. Untuk memperoleh bioplastik pati
ditambahkan dengan plasticizer sorbitol dan pengisi kitosan. Dalam pembuatan
bioplastik komposisi pati biji nangka – kitosan yang digunakan adalah 7:3, 8:2
dan 9:1 (g/g), sedangkan konsentrasi sorbitol digunakan adalah 20 %, 25 %, 30
%, 35 %, dan 40 % berat kering bahan. Bioplastik yang dihasilkan dianalisis sifat
fisika dan kimianya yaitu densitas, kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus,
Modulus Young, penyerapan air, FT-IR, SEM, dan RVA. Dari hasil analisa FT-IR
ditunjukkan adanya peningkatan bilangan gelombang 3336,85 cm-1 menjadi
3657,04 cm-1 untuk gugus O-H dan 1570,06 cm-1 menjadi 1593,20 cm-1 untuk
gugus N-H pada bioplastik akibat penambahan kitosan dan sorbitol. Hasil uji
mekanik selanjutnya didukung oleh analisa scanning electron microscopy (SEM)
yang menunjukkan pati biji nangka memiliki ukuran granula kecil dengan ukuran
7,6 µm dan pada bioplastik dengan pengisi kitosan dan plasticizer sorbitol adanya
permukaan patahan yang mulus dan sedikit rongga dibandingkan bioplastik tanpa
pengisi kitosan dan plasticizer sorbitol. Dari analisa pati biji nangka diperoleh
kadar air 6,04 %, kadar abu 1,08 %, kadar pati 70,22 %, kadar amilosa 16,39 %,
kadar amilopektin 53,83 %, kadar protein 4,68 %, kadar lemak 0,54 %, suhu
gelatinisasi 88,82 °C dengan peak viscosity sebesar 3276,5 cP dan kondisi terbaik
bioplastik dari pati biji nangka diperoleh pada perbandingan pati: kitosan (w/w) =
8:2 dan konsentrasi plasticizer sorbitol 25 % dengan nilai kerapatan 1,111 g/cm3,
kekuatan tarik 13,524 MPa, pemanjangan pada saat putus 14,67 %, Modulus
Young 92,188 MPa dan penyerapan air 45,84 %.
Kata kunci : biji nangka, bioplastik, kitosan, gelatinisasi, sorbitol
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Bioplastics are alternative materials to replace conventional plastic
packaging in order to reduce environmental pollution. Starch is a natural polymer
that can be used for the production of bioplastics because its source is abundant,
renewable and easily degraded. Jackfruit seeds can be used as raw material for
bioplastics because its contains starch. The aim of this study to determine the
characteristics of jackfruit seeds and determine the effect of chitosan and sorbitol
on the physicochemical properties of bioplastics from jackfruit seeds. Starch is
extracted from jackfruit seeds were then characterized to determine its chemical
composition. Do characteristics of FT-IR (Fourier Transform Infra Red), SEM
(Scanning Electron Microscope) and RVA (Rapid Visco Analyzer) on starch
jackfruit seeds. To obtain a starch bioplastics plasticizer sorbitol and chitosan is
added. In the manufacture of bioplastics starch composition jackfruit seeds chitosan used was 7: 3, 8: 2 and 9: 1 (g / g), while the concentration of sorbitol
used was 20%, 25%, 30%, 35%, and 40% by weight dry ingredients. Bioplastics
were analyzed physical and chemical properties as density, tensile strength,
elongation at break, Young's modulus, water absorption, FT-IR, SEM, and RVA.
From the results of FT-IR analysis indicated an increase in wave number 3336.85
cm-1 to 3657.04 cm-1 for the OH group and 1570.06 cm-1 to 1593.20 cm-1 for
the group NH on bioplastics due to the addition of chitosan and sorbitol. The
results of mechanical tests is further supported by analysis of scanning electron
microscopy (SEM) showing jackfruit seed starch has a small granule size with the
size of 7.6 μm and in bioplastics with chitosan filler and plasticizer sorbitol their
fracture surface is smooth and slightly hollow compared bioplastics without fillers
chitosan and plasticizer sorbitol. From the analysis of jackfruit seed starch
obtained water content of 6.04%, ash content of 1.08%, the starch content of
70.22%, 16.39% amylose content, amylopectin content of 53.83%, 4.68% protein
content, fat content 0.54%, gelatinization temperature of 88.82 ° C with a peak of
3276.5 cP viscosity and the best conditions of starch bioplastics jackfruit seeds
obtained at a ratio of starch: chitosan (w / w) = 8: 2 and the concentration of
plasticizer sorbitol 25% by a density value of 1.111 g / cm3, 13.524 MPa tensile
strength, elongation at break 14.67%, 92.188 MPa Young's modulus and water
absorption 45.84%.
Keywords : Jackfruit seed, bioplastic, chitosan, gelatinization, sorbitol.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
LEMBAR BUKTI SEMINAR HASIL PENELITIAN
ii
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
iii
PRAKATA
iv
DEDIKASI
vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vii
ABSTRAK
viii
ABSTRACT
ix
DAFTAR ISI
x
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR TABEL
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
DAFTAR SINGKATAN
xix
DAFTAR SIMBOL
xx
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
4
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 KOMPOSIT
6
2.1.1 Reinforcement/Filler (Penguat)
6
2 Matriks
7
3 Interface
7
2.2 BIOPLASTIK
8
1 Produksi Plastik Biodegradabel dari Penggunaan Pati
10
2 Gelatinisasi Pati
11
2.3 PATI
11
Universitas Sumatera Utara
2.4 PATI BIJI NANGKA (Artocarpus Heterophyllus)
13
2.5 SORBITOL
15
2.6 KITOSAN
17
2.7 ANALISA DAN KARAKTERISASI HASIL PENELITIAN
18
2.7.1 Analisa Pati Biji Nangka (Artocarpus Heterophyllus)
18
2.7.1.1 Kadar Air
18
2.7.1.2 Kadar Abu
19
2.7.1.3 Kadar Pati
19
2.7.1.4 Kadar Amilosa dan Amilopektin
19
2.7.1.5 Kadar Lemak
20
2.7.1.6 Kadar Protein
20
2.7.1.7 Temperatur Gelatinisasi
21
2.7.2 Analisa dan Karakterisasi Bioplastik
2.7.2.1
22
Densitas
22
2.7.2.2 Sifat Kekuatan Tarik dan Pemanjangan Saat
22
Putus
2.7.2.3 Fourier Transform Infra Red (FTIR)
22
2.7.2.4 Scanning Electron Microscope (SEM)
23
2.7.2.5 Penyerapan Air (Water Absorption)
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
25
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
25
3.2 BAHAN PENELITIAN
25
3.3 PERALATAN PENELITIAN
25
3.4 PROSEDUR PENELITIAN
26
3.4.1 Persiapan Bahan Baku
26
3.4.2 Persiapan Larutan Asam Asetat (CH3COOH) 1%
26
3.4.3 Persiapan Larutan Kitosan
26
3.4.4 Persiapan Larutan Pati
27
3.4.5 Pembuatan Bioplastik
27
3.5 FLOWCHART PERCOBAAN
28
3.5.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku
28
3.5.2 Flowchart Persiapan Larutan Asam Asetat (CH3COOH) 1%
29
Universitas Sumatera Utara
3.5.3 Flowchart Persiapan Larutan Kitosan
29
3.5.4 Flowchart Persiapan Larutan Pati
30
3.5.5 Flowchart Pembuatan Bioplastik
30
3.6 ANALISIS HASIL PENELITIAN
31
3.6.1 Analisis Pati
31
3.6.1.1 Kadar Air dengan Standar AOAC
31
3.6.1.2 Kadar Abu dengan Standar AOAC
32
3.6.2 Analisis Produk Bioplastik
3.6.2.1
33
Karakterisasi Fourier Transform Infra Red
33
(FTIR)
3.6.2.2
Uji Densitas dengan Standar ASTM D792-
34
91,1991
3.6.2.3
Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dengan
34
Standar ASTM D 638
3.6.2.4
Karakterisasi Scanning Electron Microscope
35
(SEM)
3.6.2.5
Uji Penyerapan Air dengan Standar ASTM D570-
35
98, 2005
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
37
4.1 HASIL ANALISA PATI BIJI NANGKA
37
4.1.1 Kadar Air
38
4.1.2 Kadar Abu
38
4.1.3 Kadar Pati
39
4.1.4 Kadar Amilosa dan Amilopektin
39
4.1.5 Kadar Lemak
40
4.1.6 Kadar Protein
40
4.2 HASIL KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA
42
RED (FTIR) PATI BIJI NANGKA, KITOSAN, BIOPLASTIK
TANPA/DENGAN PENGISI KITOSAN DAN PLASTICIZER
SORBITOL
4.3 HASIL ANALISA RAPID VISCO ANALYZER (RVA) PATI BIJI
47
NANGKA
Universitas Sumatera Utara
4.4 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
PLASTICIZER
SORBITOL
TERHADAP
49
DENSITAS
BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA
4.5 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
51
PLASTICIZER SORBITOL TERHADAP SIFAT KEKUATAN
TARIK BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA
4.6 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
PLASTICIZER
SORBITOL
TERHADAP
54
SIFAT
PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS BIOPLASTIK DARI
PATI BIJI NANGKA
4.7 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
56
PLASTICIZER SORBITOL TERHADAP MODULUS YOUNG
BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA
4.8 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
57
PLASTICIZER SORBITOL TERHADAP PENYERAPAN AIR
BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA
4.9 HASIL
KARAKTERISTIK
MORFOLOGI
PERMUKAAN
59
DENGAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)
4.9.1 Hasil Karakteristik Morfologi Permukaan Pati Biji Nangka
59
dengan Scanning Electron Microscope (SEM)
4.9.2 Hasil Analisa Morfologi Permukaan Bioplastik dengan
60
Scanning Electron Microscope (SEM)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
62
5.1 KESIMPULAN
62
5.2 SARAN
63
DAFTAR PUSTAKA
64
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Siklus
Produksi
dan
Degradasi
Polimer
9
Biodegradabel
Gambar 2.2
Struktur Pati (a) Amilosa (b) Amilopektin
13
Gambar 2.2
Struktur Kimia Sorbitol
17
Gambar 3.1
Flowchart Persiapan Bahan Baku
28
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Flowchart Persiapan Larutan Asam
(CH3COOH) 1%
Flowchart Persiapan Larutan Kitosan
Gambar 3.4
Flowchart Persiapan Larutan Pati
30
Gambar 3.5
Flowchart Pembuatan Bioplastik
30
Gambar 3.6
Flowchart Uji Kadar Air
32
Gambar 3.7
Flowchart Uji Kadar Abu
33
Gambar 3.8
Flowchart Densitas
34
Gambar 3.9
Flowchart Analisis Penyerapan Air
36
Gambar 4.1
Pati Biji Nangka (Artocarpus Heterophyllus)
37
Gambar 4.2
Hasil Analisa Fourier Transform Infra Red (FTIR)
42
Gambar 4.3
Struktur Molekul Pati
43
Gambar 4.4
Struktur Molekul Asam Amino
44
Gambar 4.5
Struktur Molekul Lemak
44
Gambar 4.6
Pengaruh
Penambahan
Kitosan
dan
Asetat
29
29
Sorbitol
49
terhadap Densitas Bioplastik dari Pati Biji Nangka
Gambar 4.7
Pengaruh
Penambahan
Kitosan
dan
Sorbitol
51
terhadap Kekuatan Tarik Bioplastik dari Pati Biji
Nangka
Gambar 4.8
Pengaruh
Penambahan
Kitosan
dan
Sorbitol
54
terhadap Pemanjangan saat Putus Bioplastik dari
Pati Biji Nangka
Gambar 4.9
Pengaruh
Penambahan
Kitosan
dan
Sorbitol
56
terhadap Modulus Young Putus Bioplastik dari Pati
Universitas Sumatera Utara
Biji Nangka
Gambar 4.10
Pengaruh Penambahan Kit`osan dan Sorbitol
57
terhadap Penyerapan Air Bioplastik dari Pati Biji
Nangka
Gambar 4.11
Analisa SEM Pati Biji Nangka Perbesaran 1000
59
kali
Gambar 4.12
Analisa SEM Patahan Produk Bioplastik (a)
60
Bioplastik Tanpa Pengisi Kitosan dan Plasticizer
sorbitol
Dengan
Perbesaran
1000
kali
(b)
Bioplastik dengan Penambahan Kitosan 2 gram dan
Plasticizer sorbitol 25 % Dengan Perbesaran 1000
kali
Gambar C.1
Proses Pembuatan Larutan Kitosan
79
Gambar C.2
Proses Pembuatan Larutan Pati
79
Gambar C.3
Kitosan
80
Gambar C.4
Pati Biji Nangka
80
Gambar C.5
Asam Asetat 1%
81
Gambar C.6
Sorbitol
81
Gambar C.7
Proses Pembuatan Bioplastik
82
Gambar C.8
Proses Pencetakan Bioplastik
82
Gambar C.9
Produk Bioplastik
83
Gambar
Alat Uji Tarik (Tensile Strength)
85
Alat Uji FTIR (Fourier Transform Infra Red)
86
Alat Uji SEM (Scanning Electron Microscopy)
86
Gambar D.1
Hasil FTIR Kitosan
87
Gambar D.2
Hasil FTIR Pati Biji Nangka
87
Gambar D.3
Hasil FTIR Bioplastik Pati Biji Nangka Tanpa
88
C.10
Gambar
C.11
Gambar
C.12
Pengisi
Gambar D.4
Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Penambahan
88
Universitas Sumatera Utara
Kitosan dan Plasticizer Sorbitol
Gambar D.5
Hasil Uji Pati, Uji Protein, Uji Lemak, Temperatur
89
Gelatinisasi Pati Biji Nangka
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Komposisi Gizi per 100 gram Nangka Muda, Nangka
15
Masak, dan Biji Nangka
Tabel 2.2
Parameter Karakteristik Kitosan Standar Internasional
18
Tabel 4.1
Hasil Karakteristik Pati Biji Nangka
38
Tabel 4.2
Data
Profil
Gelatinisasi
Pati
Biji
Nangka
Hasil
47
Pengukuran RVA
Tabel A.1
Data Hasil Analisis Pati Biji Nangka
71
Tabel A.2
Data Hasil Analisis Densitas (Density)
71
Tabel A.3
Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
72
Tabel A.4
Data Hasil Analisis Pemanjangan pada Saat Putus
72
(Elongation at Break)
Tabel A.5
Data Hasil Analisis Modulus Young
73
Tabel A.6
Data Hasil Analisis Penyerapan Air (Absorption Water)
73
Tabel A.7
Data Hasil Analisis Bioplastik dari Pati Biji Nangka
74
Tabel A.8
Data Hasil Analisis Gugus Fungsi Menggunakan FTIR
75
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran A
Data Penelitian
71
A.1. Data Hasil Analisis Pati Biji Nangka
71
A.2. Data Hasil Analisis Densitas (Density)
71
A.3. Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
72
A.4. Data Hasil Analisis Pemanjangan pada Saat Putus
72
(Elongation at Break)
A.5. Data Hasil Analisis Modulus Young
73
A.6. Data Hasil Analisis Penyerapan Air (Absorption
73
Water)
Lampiran B
Lampiran C
A.7. Data Hasil Analisis Bioplastik dari Pati Biji Nangka
74
A.8. Data Hasil Analisis Gugus Fungsi Menggunakan FTIR
75
Contoh Perhitungan
76
B.1 Perhitungan Kadar Air Pati Biji Nangka
76
B.2 Perhitungan Kadar Abu Pati Biji Nangka
76
B.3 Perhitungan Asam Asetat 1%
77
B.4 Perhitungan Densitas
77
B.5 Perhitungan Penyerapan Air
78
Dokumentasi Penelitian
79
C.1. Proses Pembuatan Larutan Kitosan
79
C.2. Proses Pembuatan Larutan Pati
79
C.3. Kitosan
80
C.4. Pati Biji Nangka
80
C.5. Asam Asetat 1%
81
C.6. Sorbitol
81
C.7. Proses Pembuatan Bioplastik
82
C.8. Proses Pencetakan Bioplastik
82
C.9. Produk Bioplastik
83
C.10. Alat Uji Tarik (Tensile Strength)
85
C.11. Alat Uji FTIR (Fourier Transform Infra Red)
86
Universitas Sumatera Utara
Lampiran D
C.12. Alat Uji SEM (Scanning Electron Microscopy)
86
Hasil Pengujian Lab Analisis dan Instrumen
87
D.1. Hasil FTIR Kitosan
87
D.2. Hasil FTIR Pati Biji Nangka
87
D.3. Hasil FTIR Bioplastik Pati Biji Nangka Tanpa Pengisi
88
D.4. Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Penambahan
88
Kitosan dan Plasticizer Sorbitol
D.5. Hasil Uji Pati, Uji Protein, Uji Lemak, Temperatur
89
Gelatinisasi Pati Biji Nangka
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AOAC
Association of Official Analytical Chemists
ASTM
American Standard Testing Method
FTIR
Fourier Transform Infra-Red
RVA
Rapid Visco Analyzer
SEM
Scanning Electron Microscope
SNI
Standar Nasional Indonesia
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
Ao
Luas penampang awal
mm2
F maks
Beban maksimum
Kgf
σ
Kekuatan tarik
kgf/mm2
ρ
Densitas
gr/cm3
m
Massa
Gr
v
Volume
cm3
M
Molaritas
mol.cm-3
W
Bobot cuplikan
Gram
W1
Bobot labu lemak sesudah ekstraksi
Gram
W2
Bobot labu lemak sebelum ekstraksi
Gram
f.p
Faktor pengenceran
f.k
Faktor koreksi protein
N
Normalitas
τ
Shear stress
φ
Shear rate
mol.cm-3
Universitas Sumatera Utara
Heterophyllus) PADA PEMBUATAN BIOPLASTIK
MENGGUNAKAN PLASTICIZER SORBITOL DAN
PENGISI KITOSAN
SKRIPSI
Oleh
ANITA MANULLANG
110405083
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus
Heterophyllus) PADA PEMBUATAN BIOPLASTIK
MENGGUNAKAN PLASTICIZER SORBITOL DAN
PENGISI KITOSAN
SKRIPSI
Oleh
ANITA MANULLANG
110405083
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus Heterophyllus) PADA
PEMBUATAN BIOPLASTIK MENGGUNAKAN PLASTICIZER
SORBITOL DAN PENGISI KITOSAN
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan,
Juli 2016
Anita Manullang
NIM 110405083
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR BUKTI SEMINAR HASIL PENELITIAN
Hasil Penelitian yang Berjudul :
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus Heterophyllus) PADA
PEMBUATAN BIOPLASTIK MENGGUNAKAN PLASTICIZER
SORBITOL DAN PENGISI KITOSAN
Benar telah diseminarkan pada Seminar Hasil Penelitian tanggal 23 Juni 2016 dan
telah diperbaiki sesuai dengan koreksi dan usulan yang diberikan.
Diketahui/Disetujui
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc
NIP. 19671029 199501 2 001
M. Hendra S. Ginting, ST, MT
NIP. 19700919 199903 1 001
Koordinator Penelitian
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, MT.
NIP. 19681214 199702 2 002
Dr. Maulida, ST, M.Sc
NIP. 19700611 199702 2 001
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
Skripsi dengan judul:
PEMANFAATAN BIJI NANGKA (Artocarpus Heterophyllus) PADA
PEMBUATAN BIOPLASTIK MENGGUNAKAN PLASTICIZER
SORBITOL DAN PENGISI KITOSAN
dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana
Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara
Mengetahui,
Koordinator Skripsi
Medan, Juli 2016
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, MT.
NIP. 19681214 199702 2 002
Dr. Maulida, ST, M.Sc
NIP. 19700611 199702 2 001
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini
merupakan skripsi dengan judul “Pemanfaatan Biji Nangka (Artocarpus
Heterophyllus) pada Pembuatan Bioplastik Menggunakan Plasticizer Sorbitol dan
Pengisi Kitosan”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di
Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dr. Maulida, ST, M.Sc selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak
memberikan ilmu, arahan dan dana selama pelaksanaan penelitian ini serta
banyak memberikan bimbingan dalam penulisan skripsi ini dan juga
sekaligus selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2.
Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Penelitian Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4.
Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc selaku Dosen Penguji I dan M. Hendra
S. Ginting, ST, MT selaku Dosen Penguji II yang telah banyak
memberikan kritik dan saran yang mambangun dalam penyelesaian skripsi
ini
5. Dr. Halimatuddahlian, ST, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik
yang telah membimbing penulis dalam hal akademik selama kuliah di
Teknik Kimia USU.
6. Seluruh staf Dosen dan Pegawai Departemen Teknik Kimia USU,
yang telah mendidik dan membagikan ilmu kepada penulis serta
membantu penulis dalam hal administrasi selama perkuliahan.
7.
Keluargaku Terkasih, ibu Rusmiani Manullang, bapak Ahli Bonar
Sitompul, Paman Edward Sinaga, Nanguda Vidurma Hutapea, Christin
Septiana Manullang, Maria Theresia Sitompul, Tian Cahyana Sitompul,
Lasta Manjouito Sitompul, Togi Nathan Andrew Sitompul, dan Jandri Vay
Universitas Sumatera Utara
Sianturi yang banyak memberi semangat dan dukungan selama penelitian
dan penyelesaian skripsi ini.
8. Alfarodo Silaban selaku partner penelitian dan orang terkasih yang
selama ini bekerja sama, bertukar pikiran, dan berjuang bersama dalam
penelitian dan penyelesaian skripsi demi meraih gelar sarjana teknik
bersama-sama.
9. Golda
Claudia
Simanjuntak
dan
Windi
Monica
Surbakti
(Ivyflowershop) , selaku sahabat tercinta yang banyak memberikan
semangat dan dukungan selama penelitian dan penyelesaian skripsi ini.
10. Sahabat-sahabat tercinta Lastri Dwi Lady, Emmerisa, Yona, Laura, Raja
Nico Perez, Gerson Rico Harianja, Yosef Carol Sianipar, Tri Putra,
Ekuino, Nesta, Cindy Ariesta dll, teman-teman stambuk 2011, adik-adik
angkatan 2012-2015 Teknik Kimia USU, Anak Warkop, dan JAMBUR
SMANSAKA yang banyak memberikan dukungan kepada penulis selama
penyelesaian skripsi ini.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Anita Manullang
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini
Khusus kepada mama tercinta penulis yaitu ibu
Tornauli Sinaga
yang selalu memberikan kasih sayangnya, menjadi
tiang doa bagi penulis dan memotivasi penulis
untuk secepatnya menyelesaikan skripsi ini
sebelum beliau berpulang ke rumah Bapa disorga
saat penulis sedang menyelesaikan skripsi ini
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Anita Manullang
NIM: 110405083
Email:
anita.tornauli@yahoo.com / anitamanullang14@yahoo.com
anitamanullang14@gmail.com
Tempat/tgl lahir: Banten /5 Juni 1993
Nama orang tua: Tornauli Sinaga, SH
Alamat orang tua:
Jalan sudirman no 25, kabanjahe
Asal sekolah :
• SD Katolik San Fransisco Balige tahun 1999 – 2005
• SMP Methodist Kabanjahe tahun 2005 – 2008
• SMA Negeri Satu Kabanjahe tahun 2008 – 2011
Pengalaman organisasi/kerja:
1. Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) USU periode 2014-2015
2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) Unit Usaha: Pabatu (PAB)
Indonesia tahun 2014
3. Pemilik Toko Bunga Online Ivyflowershop Medan
4. Anggota Gerakan Mahasiswa Kristen Indonesia (GMKI) Fakultas Teknik USU
periode 2012-2013
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Bioplastik merupakan bahan alternatif untuk menggantikan plastik
kemasan konvensional agar mengurangi pencemaran lingkungan. Pati merupakan
polimer alami yang dapat digunakan untuk produksi bioplastik karena sumbernya
melimpah, dapat diperbaharui dan mudah terdegradasi. Biji nangka dapat
digunakan sebagai bahan baku bioplastik karena mengandung pati. Tujuan dari
penelitian ini untuk mengetahui karakteristik dari biji nangka serta mengetahui
pengaruh penambahan kitosan dan sorbitol pada sifat fisikokimia bioplastik dari
biji nangka. Pati yang diekstrak dari biji nangka kemudian dikarakterisasi untuk
mengetahui komposisi kimianya. Dilakukan karakteristik FT-IR (Fourier
Transform Infra Red), SEM (Scanning Electron Microscope) dan RVA (Rapid
Visco Analyzer) pada pati biji nangka. Untuk memperoleh bioplastik pati
ditambahkan dengan plasticizer sorbitol dan pengisi kitosan. Dalam pembuatan
bioplastik komposisi pati biji nangka – kitosan yang digunakan adalah 7:3, 8:2
dan 9:1 (g/g), sedangkan konsentrasi sorbitol digunakan adalah 20 %, 25 %, 30
%, 35 %, dan 40 % berat kering bahan. Bioplastik yang dihasilkan dianalisis sifat
fisika dan kimianya yaitu densitas, kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus,
Modulus Young, penyerapan air, FT-IR, SEM, dan RVA. Dari hasil analisa FT-IR
ditunjukkan adanya peningkatan bilangan gelombang 3336,85 cm-1 menjadi
3657,04 cm-1 untuk gugus O-H dan 1570,06 cm-1 menjadi 1593,20 cm-1 untuk
gugus N-H pada bioplastik akibat penambahan kitosan dan sorbitol. Hasil uji
mekanik selanjutnya didukung oleh analisa scanning electron microscopy (SEM)
yang menunjukkan pati biji nangka memiliki ukuran granula kecil dengan ukuran
7,6 µm dan pada bioplastik dengan pengisi kitosan dan plasticizer sorbitol adanya
permukaan patahan yang mulus dan sedikit rongga dibandingkan bioplastik tanpa
pengisi kitosan dan plasticizer sorbitol. Dari analisa pati biji nangka diperoleh
kadar air 6,04 %, kadar abu 1,08 %, kadar pati 70,22 %, kadar amilosa 16,39 %,
kadar amilopektin 53,83 %, kadar protein 4,68 %, kadar lemak 0,54 %, suhu
gelatinisasi 88,82 °C dengan peak viscosity sebesar 3276,5 cP dan kondisi terbaik
bioplastik dari pati biji nangka diperoleh pada perbandingan pati: kitosan (w/w) =
8:2 dan konsentrasi plasticizer sorbitol 25 % dengan nilai kerapatan 1,111 g/cm3,
kekuatan tarik 13,524 MPa, pemanjangan pada saat putus 14,67 %, Modulus
Young 92,188 MPa dan penyerapan air 45,84 %.
Kata kunci : biji nangka, bioplastik, kitosan, gelatinisasi, sorbitol
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Bioplastics are alternative materials to replace conventional plastic
packaging in order to reduce environmental pollution. Starch is a natural polymer
that can be used for the production of bioplastics because its source is abundant,
renewable and easily degraded. Jackfruit seeds can be used as raw material for
bioplastics because its contains starch. The aim of this study to determine the
characteristics of jackfruit seeds and determine the effect of chitosan and sorbitol
on the physicochemical properties of bioplastics from jackfruit seeds. Starch is
extracted from jackfruit seeds were then characterized to determine its chemical
composition. Do characteristics of FT-IR (Fourier Transform Infra Red), SEM
(Scanning Electron Microscope) and RVA (Rapid Visco Analyzer) on starch
jackfruit seeds. To obtain a starch bioplastics plasticizer sorbitol and chitosan is
added. In the manufacture of bioplastics starch composition jackfruit seeds chitosan used was 7: 3, 8: 2 and 9: 1 (g / g), while the concentration of sorbitol
used was 20%, 25%, 30%, 35%, and 40% by weight dry ingredients. Bioplastics
were analyzed physical and chemical properties as density, tensile strength,
elongation at break, Young's modulus, water absorption, FT-IR, SEM, and RVA.
From the results of FT-IR analysis indicated an increase in wave number 3336.85
cm-1 to 3657.04 cm-1 for the OH group and 1570.06 cm-1 to 1593.20 cm-1 for
the group NH on bioplastics due to the addition of chitosan and sorbitol. The
results of mechanical tests is further supported by analysis of scanning electron
microscopy (SEM) showing jackfruit seed starch has a small granule size with the
size of 7.6 μm and in bioplastics with chitosan filler and plasticizer sorbitol their
fracture surface is smooth and slightly hollow compared bioplastics without fillers
chitosan and plasticizer sorbitol. From the analysis of jackfruit seed starch
obtained water content of 6.04%, ash content of 1.08%, the starch content of
70.22%, 16.39% amylose content, amylopectin content of 53.83%, 4.68% protein
content, fat content 0.54%, gelatinization temperature of 88.82 ° C with a peak of
3276.5 cP viscosity and the best conditions of starch bioplastics jackfruit seeds
obtained at a ratio of starch: chitosan (w / w) = 8: 2 and the concentration of
plasticizer sorbitol 25% by a density value of 1.111 g / cm3, 13.524 MPa tensile
strength, elongation at break 14.67%, 92.188 MPa Young's modulus and water
absorption 45.84%.
Keywords : Jackfruit seed, bioplastic, chitosan, gelatinization, sorbitol.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
LEMBAR BUKTI SEMINAR HASIL PENELITIAN
ii
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
iii
PRAKATA
iv
DEDIKASI
vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vii
ABSTRAK
viii
ABSTRACT
ix
DAFTAR ISI
x
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR TABEL
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
DAFTAR SINGKATAN
xix
DAFTAR SIMBOL
xx
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
4
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 KOMPOSIT
6
2.1.1 Reinforcement/Filler (Penguat)
6
2 Matriks
7
3 Interface
7
2.2 BIOPLASTIK
8
1 Produksi Plastik Biodegradabel dari Penggunaan Pati
10
2 Gelatinisasi Pati
11
2.3 PATI
11
Universitas Sumatera Utara
2.4 PATI BIJI NANGKA (Artocarpus Heterophyllus)
13
2.5 SORBITOL
15
2.6 KITOSAN
17
2.7 ANALISA DAN KARAKTERISASI HASIL PENELITIAN
18
2.7.1 Analisa Pati Biji Nangka (Artocarpus Heterophyllus)
18
2.7.1.1 Kadar Air
18
2.7.1.2 Kadar Abu
19
2.7.1.3 Kadar Pati
19
2.7.1.4 Kadar Amilosa dan Amilopektin
19
2.7.1.5 Kadar Lemak
20
2.7.1.6 Kadar Protein
20
2.7.1.7 Temperatur Gelatinisasi
21
2.7.2 Analisa dan Karakterisasi Bioplastik
2.7.2.1
22
Densitas
22
2.7.2.2 Sifat Kekuatan Tarik dan Pemanjangan Saat
22
Putus
2.7.2.3 Fourier Transform Infra Red (FTIR)
22
2.7.2.4 Scanning Electron Microscope (SEM)
23
2.7.2.5 Penyerapan Air (Water Absorption)
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
25
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
25
3.2 BAHAN PENELITIAN
25
3.3 PERALATAN PENELITIAN
25
3.4 PROSEDUR PENELITIAN
26
3.4.1 Persiapan Bahan Baku
26
3.4.2 Persiapan Larutan Asam Asetat (CH3COOH) 1%
26
3.4.3 Persiapan Larutan Kitosan
26
3.4.4 Persiapan Larutan Pati
27
3.4.5 Pembuatan Bioplastik
27
3.5 FLOWCHART PERCOBAAN
28
3.5.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku
28
3.5.2 Flowchart Persiapan Larutan Asam Asetat (CH3COOH) 1%
29
Universitas Sumatera Utara
3.5.3 Flowchart Persiapan Larutan Kitosan
29
3.5.4 Flowchart Persiapan Larutan Pati
30
3.5.5 Flowchart Pembuatan Bioplastik
30
3.6 ANALISIS HASIL PENELITIAN
31
3.6.1 Analisis Pati
31
3.6.1.1 Kadar Air dengan Standar AOAC
31
3.6.1.2 Kadar Abu dengan Standar AOAC
32
3.6.2 Analisis Produk Bioplastik
3.6.2.1
33
Karakterisasi Fourier Transform Infra Red
33
(FTIR)
3.6.2.2
Uji Densitas dengan Standar ASTM D792-
34
91,1991
3.6.2.3
Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dengan
34
Standar ASTM D 638
3.6.2.4
Karakterisasi Scanning Electron Microscope
35
(SEM)
3.6.2.5
Uji Penyerapan Air dengan Standar ASTM D570-
35
98, 2005
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
37
4.1 HASIL ANALISA PATI BIJI NANGKA
37
4.1.1 Kadar Air
38
4.1.2 Kadar Abu
38
4.1.3 Kadar Pati
39
4.1.4 Kadar Amilosa dan Amilopektin
39
4.1.5 Kadar Lemak
40
4.1.6 Kadar Protein
40
4.2 HASIL KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA
42
RED (FTIR) PATI BIJI NANGKA, KITOSAN, BIOPLASTIK
TANPA/DENGAN PENGISI KITOSAN DAN PLASTICIZER
SORBITOL
4.3 HASIL ANALISA RAPID VISCO ANALYZER (RVA) PATI BIJI
47
NANGKA
Universitas Sumatera Utara
4.4 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
PLASTICIZER
SORBITOL
TERHADAP
49
DENSITAS
BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA
4.5 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
51
PLASTICIZER SORBITOL TERHADAP SIFAT KEKUATAN
TARIK BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA
4.6 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
PLASTICIZER
SORBITOL
TERHADAP
54
SIFAT
PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS BIOPLASTIK DARI
PATI BIJI NANGKA
4.7 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
56
PLASTICIZER SORBITOL TERHADAP MODULUS YOUNG
BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA
4.8 PENGARUH PENAMBAHAN PENGISI KITOSAN DAN
57
PLASTICIZER SORBITOL TERHADAP PENYERAPAN AIR
BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA
4.9 HASIL
KARAKTERISTIK
MORFOLOGI
PERMUKAAN
59
DENGAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)
4.9.1 Hasil Karakteristik Morfologi Permukaan Pati Biji Nangka
59
dengan Scanning Electron Microscope (SEM)
4.9.2 Hasil Analisa Morfologi Permukaan Bioplastik dengan
60
Scanning Electron Microscope (SEM)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
62
5.1 KESIMPULAN
62
5.2 SARAN
63
DAFTAR PUSTAKA
64
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Siklus
Produksi
dan
Degradasi
Polimer
9
Biodegradabel
Gambar 2.2
Struktur Pati (a) Amilosa (b) Amilopektin
13
Gambar 2.2
Struktur Kimia Sorbitol
17
Gambar 3.1
Flowchart Persiapan Bahan Baku
28
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Flowchart Persiapan Larutan Asam
(CH3COOH) 1%
Flowchart Persiapan Larutan Kitosan
Gambar 3.4
Flowchart Persiapan Larutan Pati
30
Gambar 3.5
Flowchart Pembuatan Bioplastik
30
Gambar 3.6
Flowchart Uji Kadar Air
32
Gambar 3.7
Flowchart Uji Kadar Abu
33
Gambar 3.8
Flowchart Densitas
34
Gambar 3.9
Flowchart Analisis Penyerapan Air
36
Gambar 4.1
Pati Biji Nangka (Artocarpus Heterophyllus)
37
Gambar 4.2
Hasil Analisa Fourier Transform Infra Red (FTIR)
42
Gambar 4.3
Struktur Molekul Pati
43
Gambar 4.4
Struktur Molekul Asam Amino
44
Gambar 4.5
Struktur Molekul Lemak
44
Gambar 4.6
Pengaruh
Penambahan
Kitosan
dan
Asetat
29
29
Sorbitol
49
terhadap Densitas Bioplastik dari Pati Biji Nangka
Gambar 4.7
Pengaruh
Penambahan
Kitosan
dan
Sorbitol
51
terhadap Kekuatan Tarik Bioplastik dari Pati Biji
Nangka
Gambar 4.8
Pengaruh
Penambahan
Kitosan
dan
Sorbitol
54
terhadap Pemanjangan saat Putus Bioplastik dari
Pati Biji Nangka
Gambar 4.9
Pengaruh
Penambahan
Kitosan
dan
Sorbitol
56
terhadap Modulus Young Putus Bioplastik dari Pati
Universitas Sumatera Utara
Biji Nangka
Gambar 4.10
Pengaruh Penambahan Kit`osan dan Sorbitol
57
terhadap Penyerapan Air Bioplastik dari Pati Biji
Nangka
Gambar 4.11
Analisa SEM Pati Biji Nangka Perbesaran 1000
59
kali
Gambar 4.12
Analisa SEM Patahan Produk Bioplastik (a)
60
Bioplastik Tanpa Pengisi Kitosan dan Plasticizer
sorbitol
Dengan
Perbesaran
1000
kali
(b)
Bioplastik dengan Penambahan Kitosan 2 gram dan
Plasticizer sorbitol 25 % Dengan Perbesaran 1000
kali
Gambar C.1
Proses Pembuatan Larutan Kitosan
79
Gambar C.2
Proses Pembuatan Larutan Pati
79
Gambar C.3
Kitosan
80
Gambar C.4
Pati Biji Nangka
80
Gambar C.5
Asam Asetat 1%
81
Gambar C.6
Sorbitol
81
Gambar C.7
Proses Pembuatan Bioplastik
82
Gambar C.8
Proses Pencetakan Bioplastik
82
Gambar C.9
Produk Bioplastik
83
Gambar
Alat Uji Tarik (Tensile Strength)
85
Alat Uji FTIR (Fourier Transform Infra Red)
86
Alat Uji SEM (Scanning Electron Microscopy)
86
Gambar D.1
Hasil FTIR Kitosan
87
Gambar D.2
Hasil FTIR Pati Biji Nangka
87
Gambar D.3
Hasil FTIR Bioplastik Pati Biji Nangka Tanpa
88
C.10
Gambar
C.11
Gambar
C.12
Pengisi
Gambar D.4
Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Penambahan
88
Universitas Sumatera Utara
Kitosan dan Plasticizer Sorbitol
Gambar D.5
Hasil Uji Pati, Uji Protein, Uji Lemak, Temperatur
89
Gelatinisasi Pati Biji Nangka
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Komposisi Gizi per 100 gram Nangka Muda, Nangka
15
Masak, dan Biji Nangka
Tabel 2.2
Parameter Karakteristik Kitosan Standar Internasional
18
Tabel 4.1
Hasil Karakteristik Pati Biji Nangka
38
Tabel 4.2
Data
Profil
Gelatinisasi
Pati
Biji
Nangka
Hasil
47
Pengukuran RVA
Tabel A.1
Data Hasil Analisis Pati Biji Nangka
71
Tabel A.2
Data Hasil Analisis Densitas (Density)
71
Tabel A.3
Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
72
Tabel A.4
Data Hasil Analisis Pemanjangan pada Saat Putus
72
(Elongation at Break)
Tabel A.5
Data Hasil Analisis Modulus Young
73
Tabel A.6
Data Hasil Analisis Penyerapan Air (Absorption Water)
73
Tabel A.7
Data Hasil Analisis Bioplastik dari Pati Biji Nangka
74
Tabel A.8
Data Hasil Analisis Gugus Fungsi Menggunakan FTIR
75
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran A
Data Penelitian
71
A.1. Data Hasil Analisis Pati Biji Nangka
71
A.2. Data Hasil Analisis Densitas (Density)
71
A.3. Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
72
A.4. Data Hasil Analisis Pemanjangan pada Saat Putus
72
(Elongation at Break)
A.5. Data Hasil Analisis Modulus Young
73
A.6. Data Hasil Analisis Penyerapan Air (Absorption
73
Water)
Lampiran B
Lampiran C
A.7. Data Hasil Analisis Bioplastik dari Pati Biji Nangka
74
A.8. Data Hasil Analisis Gugus Fungsi Menggunakan FTIR
75
Contoh Perhitungan
76
B.1 Perhitungan Kadar Air Pati Biji Nangka
76
B.2 Perhitungan Kadar Abu Pati Biji Nangka
76
B.3 Perhitungan Asam Asetat 1%
77
B.4 Perhitungan Densitas
77
B.5 Perhitungan Penyerapan Air
78
Dokumentasi Penelitian
79
C.1. Proses Pembuatan Larutan Kitosan
79
C.2. Proses Pembuatan Larutan Pati
79
C.3. Kitosan
80
C.4. Pati Biji Nangka
80
C.5. Asam Asetat 1%
81
C.6. Sorbitol
81
C.7. Proses Pembuatan Bioplastik
82
C.8. Proses Pencetakan Bioplastik
82
C.9. Produk Bioplastik
83
C.10. Alat Uji Tarik (Tensile Strength)
85
C.11. Alat Uji FTIR (Fourier Transform Infra Red)
86
Universitas Sumatera Utara
Lampiran D
C.12. Alat Uji SEM (Scanning Electron Microscopy)
86
Hasil Pengujian Lab Analisis dan Instrumen
87
D.1. Hasil FTIR Kitosan
87
D.2. Hasil FTIR Pati Biji Nangka
87
D.3. Hasil FTIR Bioplastik Pati Biji Nangka Tanpa Pengisi
88
D.4. Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Penambahan
88
Kitosan dan Plasticizer Sorbitol
D.5. Hasil Uji Pati, Uji Protein, Uji Lemak, Temperatur
89
Gelatinisasi Pati Biji Nangka
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AOAC
Association of Official Analytical Chemists
ASTM
American Standard Testing Method
FTIR
Fourier Transform Infra-Red
RVA
Rapid Visco Analyzer
SEM
Scanning Electron Microscope
SNI
Standar Nasional Indonesia
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
Ao
Luas penampang awal
mm2
F maks
Beban maksimum
Kgf
σ
Kekuatan tarik
kgf/mm2
ρ
Densitas
gr/cm3
m
Massa
Gr
v
Volume
cm3
M
Molaritas
mol.cm-3
W
Bobot cuplikan
Gram
W1
Bobot labu lemak sesudah ekstraksi
Gram
W2
Bobot labu lemak sebelum ekstraksi
Gram
f.p
Faktor pengenceran
f.k
Faktor koreksi protein
N
Normalitas
τ
Shear stress
φ
Shear rate
mol.cm-3
Universitas Sumatera Utara