SINTESIS BIOPLASTIK BERBASIS PATI LIMBAH TAPIOKA MENGGUNAKAN FILLER NANO SERAT LIMBAH TAPIOKA DAN ZnO - repository perpustakaan

  

“SINTESIS BIOPLASTIK BERBASIS PATI LIMBAH TAPIOKA

MENGGUNAKAN FILLER NANO SERAT LIMBAH TAPIOKA

DAN ZnO ”

  

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

  

ANDRIANI EKA SAPUTRI

1403020016

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

MEI 2018

  MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto: “Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua” (Aristoteles)

  

“Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya, hidup ditepi jalan dan dilempari

orang dengan batu, tetapi dibalas dengan buah (Abu Bakar Sibli)

  “Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal yang harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah mereka menyukainya atau tidak”

  (Aldus Huxley) “Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah”

  (Lessing)

  Persembahan: Skripsi ini kupersembahkan terutama untuk Allah SWT yang telah memberikanku kemampuan dan kekuatan dalam menghadapi segala rintangan, membekaliku dengan ilmu serta memperkenalkanku dengan cinta. Sebagai tanda bakti, hormat, dan rasa terimaksih yang tiada terhingga kupersembahkan karya kecil ini kepada Bapak dan Ibu yang telah memberikan kasih sayang, segala dukungan yang tiada terhingga yang tiada mungkin dapat ku balas hanya dengan selembar kertas yang bertuliskan persembahan. Semoga ini menjadi langkah awal untuk membuat Bapak dan Ibu bahagia karna kusadar, selama ini belum bisa berbuat yang lebih baik. Terimaksih Bapak..Terimaksih Ibu

  … Untuk adiku, tiada yang paling mengharukan saat kumpul bersama , terimaksih atas doa dan bantuan selama ini. Maaf belum bisa menjadi panutan seutuhnya, tapi aku akan selalu menjadi yang terbaik untuk mu…

  

ABSTRAK

  Meningkatnya penggunaan plastik dalam kehidupan sehari-hari menyebabkan pencemaran lingkungan. Plastik sintesis sulit terdegradasi oleh alam sehingga dibutuhkan plastik yang ramah lingkungan diantaranya berbahan dasar pati. Dalam penelitian ini, plastik biodegradabel disintesis dari pati limbah tapioka dengan ZnO dan nano serat limbah tapioka sebagai filler. Pemanfaatan pati onggok singkong sebagai bahan utama pembuatan bioplastik sangat potensial dikarenakan masih mengandung pati sebesar 68%. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan masing

• – masing filler terhadap struktur kimia, sifat mekanik , dan degradasi didalam tanah. Pembuatan bioplastik menggunakan metode blending dan dikeringkan pada suhu 50°C selama 3 hari. Bahan utama bioplastik yang digunakan berupa pati onggok singkong, dan gliserol sebagai pemlastis. Variasi komposisi masing-masing filler nano serat dan ZnO (0%, 3%, 6%, 9% dan 12%) di terapkan, dilanjutkan dengan optimalisasi dalam berbagai komposisi nano serat dan ZnO (20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20). Dari hasil penelitian dihasilkan uji kuat tarik 3.36 N/ pada persentase 3% ZnO, untuk elongasi 133.28 % pada persentase 3% nano serat limbah tapioka. Uji biodegradasi dalam tanah terdegradasi sebesar 87% selama delapan hari pada persentase 12% nano serat. Komposisi optimum diperoleh pada berbandingan 50 : 50 (nano serat : ZnO) berdasarkan nilai kuat tarik dan tingkat biodegradabilitas. Struktur kimia dianalisis menggunakan FTIR tidak muncul adanya senyawa baru dari kedua filler tersebut. Dari penelitian ini dapat dikembangkan bioplastik dengan penambahan masing – masing filler yang dapat menambah sifat mekanik. Kata kunci: bioplastik, elongasi, kuat tarik, limbah tapioka, nano serat

  ABSTRACT The increasing use of plastics in everyday life causes environmental pollution. Synthetic plastic is not degradable by nature so it need an environmentally friendly plastic which were made from starch. In this research, biodegradable plastics synthesized from tapioca waste with ZnO and nano fiber of tapioca waste as filler. Tapioca waste utilization as the main ingredient of production of bioplastics is potential because it contains starch about 68%. The purpose of this research to know the effect of filler on chemical structure, mechanical properties, and degradation in the soil. Bioplastic was made using blending method. The solution was dried at 50 ° C for 3 days. The main materials of bioplastic are starch of tapioca waste, and glycerol as plasticizer. Various composition filler of nano fiber or ZnO (0%, 3%, 6%, 9% and 12% ) were applied , followed by optimization of combination of filler nano fiber and ZnO (20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20). The results show

the optimum tensile strength was reached (3,36 N / ) on the percentage of 3%

ZnO. Meanwhile the highest elongation (133.28%) on the percentage of 3% nano fiber. The biodegradation test in soil was degraded by 87% for eight days on the percentage of 12% nano fiber. The optimum composition was obtained at 50: 50 (nano fiber: ZnO) based on tensile strength and biodegradability. The chemical structure was analyzed using FTIR not appear the new compounds of the filler. From this research can be developed bioplastic with the addition of each filler for increase mechanical properties.

  Keyword : Bioplastic, elongation, tensile strength, tapioca waste, nano fiber

  Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “ Sintesis Bioplastik Berbasis Pati Limbah Tapioka Menggunakan Filler

  Nano Serat Limbah Tapioka Dan ZnO”

  Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi strata satu (S1) dan memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknik Dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  Dalam penyusunan skripsi ini, penyusun tidak akan selesai tepat waktu tanpa bantuan dari berbagai pihak, oleh sebab itu penulis sampaikan ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada:

  1. Allah swt atas semua nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

  2. Kedua orang tua serta keluarga yang telah memberikan motivasi.

  3. Bapak Muhamad Taufik Tamam, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik Dan Sains.

  4. Bapak Haryanto, S.T, M.T. selaku Kaprodi Teknik Kimia dan selaku dosen pembimbing skripsi, terima kasih untuk ilmu, bimbingan, saran dan nasihatnya.

  5. Bapak Haris Mulyadi, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik.

  6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  7. Anggota Laboratorium Polimer khususnya Dewi, Regina, Karnova dan Fena yang telah menemani dan memberikan bantuan dalam proses penelitian.

  8. Rekan-rekan satu angkatan 2014 yang telah berjuang bersama-sama dari semester 1 hingga sekarang. Semoga sukses selalu. Serta adik-adik ku angkatan 2015, 2016 dan 2017.

  9. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.

  Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini masih jauh dari sempurna, dan masih banyak kekurangan mengingat keterbatasan pengalaman dan kemampuan penulis, Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun penulis akan menerima dengan senang hati. Semoga Skripsi ini dapat memberikan manfaat Purwokerto, Mei 2018

  Penulis

  DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii PERNYATAAN ............................................................................................... iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................... v ABSTRAK ....................................................................................................... vi ABSTRACT ..................................................................................................... vii KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii DAFTAR ISI .................................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN ................................................................................

  1 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................

  1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................

  2 1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................

  2 1.4 Manfaat Penelitian .....................................................................................

  2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................

  4 2.1 Polimer .......................................................................................................

  4 2.2 Bioplastik ...................................................................................................

  7 2.3 Pati .............................................................................................................

  8 2.4 Limbah Padat Tapioka ...............................................................................

  12 2.5 Gliserol .......................................................................................................

  14 2.6 Nano Serat .................................................................................................

  15 2.7 ZnO ............................................................................................................

  15 BAB III METODE PENELITIAN...................................................................

  21 3.1 Rancang Penelitian .....................................................................................

  17 3.2 Perancangan Variabel.................................................................................

  18

  3.3 Alat dan Bahan ...........................................................................................

  19 3.4 Prosedur Penelitian.....................................................................................

  19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .........................................................

  22 4.1 Bioplastik dengan Filler ZnO .....................................................................

  22 4.1.1 Tensile Strength ...............................................................................

  22 4.1.2 Elongation .........................................................................................

  23 4.1.3 Biodegradable dalam Tanah ..............................................................

  24 4.1.3 FTIR ..................................................................................................

  26 4.2 Bioplastik dengan Filler Nano Serat .........................................................

  27 4.2.1 Tensile Strength ...............................................................................

  27 4.2.2 Elongasi ............................................................................................

  28 4.2.3 Biodegradable dalam Tanah ............................................................

  29 4.2.3 FTIR .................................................................................................

  30 4.2 Komposisi Perbandingan Nano Serat dan ZnO .........................................

  32 4.2.1 Tensile Strength ...............................................................................

  32 4.2.2 Elongasi ............................................................................................

  33 4.2.3 Biodegradable dalam Tanah ............................................................

  34 4.2.3 FTIR .................................................................................................

  35 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................

  36 5.1 Kesimpulan ................................................................................................

  36 5.2 Saran ...........................................................................................................

  36 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................

  37

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Sifat Mekanik Plastik Sesuai SNI ...................................................

  6 Tabel 2.2 Komposisi Ampas Ubi Kayu/Singkong (Onggok) ..........................

  14 Tabel 3.1 Variabel percobaan pengaruh komposisi Nano Serat terhadap karakteristik bioplastik ...........................................................................................

  17 Tabel 3.2 Variabel percobaan pengaruh komposisi ZnO terhadap karakteristik bioplastik ...........................................................................................

  17 Tabel 3.3 Variabel percobaan pengaruh komposisi campuran keduanya terhadap karakteristik bioplastik ......................................................................

  18

  DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Struktur amilosa........................................................................

  10 Gambar 2.2 Struktur amilopektin .................................................................

  10 Gambar 3.1 Molekul Zinc Oxide ..................................................................

  16 Gambar 4.1 Tensile Strength Bioplastik dengan Filler ZnO........................

  22 Gambar 4.2 Elongasi Bioplastik dengan Filler ZnO ...................................

  24 Gambar 4.3 Pengaruh Konsentrasi ZnO terhadap Persen Kehilangan Berat dalam Tanah .............................................................................

  25 Gambar 4.4 Spektrum Bioplastik Limbah Tapioka dan Bioplastik dengan Penambahan ZnO .....................................................................

  26 Gambar 4.5 Tensile Strength Bioplastik dengan Filler Nano Serat Limbah Tapioka .....................................................................................

  27 Gambar 4.6 Elongasi Bioplastik dengan Filler Nano Serat Limbah Tapioka ..................................................................................................

  28 Gambar 4.7 Pengaruh Konsentrasi Nano Serat terhadap Persen Kehilangan Berat dalam Tanah ....................................................................

  29 Gambar 4.8 Spektrum Bioplastik Limbah Tapioka dan Bioplastik dengan Penambahan Nano Serat ...........................................................

  31 Gambar 4.9 Pengaruh Perbandingan Komposisi Nano Serat Limbah Tapioka : ZnO terhadap Nilai Tensile Strength Bioplastik ....................

  32 Gambar 4.10 Pengaruh Perbandingan Komposisi Nano Serat Limbah Tapioka : ZnO terhadap Nilai Elongation at break Bioplastik ..............

  33

Gambar 4.11 Pengaruh komposisi NS : ZnO terhadap % Kehilangan Berat .

  .................................................................................................. 34

Gambar 4.12 Struktur Morfologi Bioplastik dengan Penambahan Filler Nano

  Serat Limbah Tapioka dan ZnO ............................................... 35