PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME PLASTICIZER GLISEROL TERHADAP KARAKTERISTIK FILM BIOPLASTIK PATI KENTANG SKRIPSI

PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI

VOLUME PLASTICIZER GLISEROL TERHADAP KARAKTERISTIK FILM BIOPLASTIK PATI KENTANG SKRIPSI Oleh NOVITA INDRIANI 080405011 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA NOPEMBER 2014

PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI

VOLUME PLASTICIZER GLISEROL TERHADAP

KARAKTERISTIK FILM BIOPLASTIK PATI

KENTANG

SKRIPSI

Oleh

NOVITA INDRIANI

080405011

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

NOPEMBER 2014

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME

PLASTICIZER GLISEROL TERHADAP KARAKTERISTIK FILM

BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG

yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.

Medan, Nopember 2014 Novita Indriani

NIM 080405011

PRAKATA

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT karena atas rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Ukuran

Partikel Pati dan Variasi Volume Plasticizer Gliserol Terhadap Karakteristik

Film Bioplastik Pati Kentang” , berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan

di Laboratorium Kimia Organik Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera utara, Medan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Melalui penelitian ini diperoleh nilai maksimum tensile strength 29,459 MPa pada saat ukuran pati tanpa ayakan dengan volume gliserol 0 ml. Sementara itu, Pemanjangan saat putus maksimum film plastik diperoleh pada saat volume gliserol 3 ml dengan ukuran pati 60 mesh yaitu dengan nilai 31,394 %. Pada uji daya serap air, penyerapan air semakin meningkat seiring bertambahnya volume gliserol, dimana penyerapan air terbesar diperoleh pada volume gliserol 3 ml dan ukuran pati 40 mesh yaitu 85,714 %. Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak:

Muhd. Hendra S. Ginting , ST, MT

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Afiifah atas kerjasamanya selaku partner dalam pengerjaan dan penulisan skripsi ini, keluarga besar penulis, adik-adik penulis (Reza, Devi, dan Alfin), seluruh teman-teman angkatan 2008, khususnya Aminah, Ayu, Febri, Hari, Irma, lina, Anggi, Fachry, Nadji, Rizky, Eka dan alm. Frendis yang telah memberikan bantuan dan motivasi serta sahabat-sahabat Penulis Maya, Lisa, Chyntia dan Sundari yang memotivasi dan mendoakan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, Nopember 2014 Penulis, Novita Indriani

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua Orang tua penulis, Ridwan dan Juriani, terutama Ibu penulis yang tak bosan-bosannya memberikan doa dan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Novita Indriani NIM : 080405011 Tempat/tgl lahir : Bahari, 10 November 1990 Nama orang tua : Ridwan Alamat orang tua : Jln. K.L Yos Sudarso km 14,5 Komplek PT SAN No

B/11 Lingkungan IX kelurahan Besar, Medan Asal sekolah :

 SD Negeri 060948 tahun 1996 – 2002  SMP Negeri 5 Medan tahun 2002 – 2005  SMA Negeri 9 Medan tahun 2005 – 2008 Pengalaman organisasi / kerja :  CSG periode 2010-2011 sebagai Sekretaris Bidang Kreatifitas dan Minat  HIMATEK periode 2011-2012 sebagai Anggota Bidang Bakat dan Minat  Asisten Laboratorium Kimia Fisika periode 2010 – 2011 modul Kurva Kelarutan  Asisten Laboratorium Kimia Fisika periode 2011 – 2012 modul Berat Molekul Volatil

ABSTRAK

Plastik memiliki dampak negatif yang begitu besar terhadap lingkungan. Terkait dengan hal tersebut perlu dicari alternatif plastik yang ramah lingkungan dengan bahan yang mudah terdegradasi. Bioplastik adalah plastik atau polimer yang secara alamiah dapat dengan mudah terdegradasi dengan baik melalui serangan mikroorganisme maupun oleh cuaca. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh volume gliserol dan ukuran pati terhadap karakteristik film plastik pati kentang. Dimana variabel tetap berat pati adalah 20 g, variasi ukuran pati lolos pada 0 mesh, 40 mesh, dan 60 mesh, sedangkan untuk volume gliserol 0 ml, 1 ml, 2 ml, dan 3 ml. Uji dan analisa yang dilakukan yaitu analisa FT-IR, kekuatan tarik, pemanjangan saat putus, serta daya serap air. Dari karakteristik FT-IR diketahui terdapat gugus hidroksil (-OH) yang menandakan telah terjadinya interaksi antara pati kentang dengan gliserol. Hasil pengujian sifat-sifat mekanik menunjukkan bahwa, pada saat volume gliserol 0 ml dengan ukuran pati tanpa ayakan yaitu dengan nilai kekuatan tarik 29,459 MPa. Sementara itu, Pemanjangan saat putus maksimum film plastik diperoleh pada saat volume gliserol 3 ml dengan ukuran pati rata-rata 60 mesh yaitu dengan nilai 31,394 %. Pada uji daya serap air, penyerapan air semakin meningkat seiring bertambahnya volume gliserol, dimana penyerapan air terbesar diperoleh pada volume gliserol 3 ml dan ukuran pati 40 mesh yaitu 85,714 %.

Kata kunci : Bioplastik, pati kentang, polimer, uji mekanik

ABSTRACT

Plastics have a massive negative impact on the environment. Related to that, it is

necessary to find an environmentally friendly alternative plastic with material that is

easily degraded. Bioplastics are plastics or polymers that naturally can be easily

degraded by microorganisms attack or by the weather. This study aims to determine

the effect of the glycerol volume and starch size on the characteristics of potato

starch plastic films. Where the fixed variable weight of starch is 20 g, starch size

variation in average 0 mesh, 40 mesh, and 60 mesh, while the volume of glycerol 0

ml, 1 ml, 2 ml and 3 ml. Testing and analyzing that are performed, namely FT-IR

analysis, tensile strength, elongation at break, and water uptake. From the FT-IR

characteristics is known that they have a hydroxyl group (-OH) which indicates the

occurrence of interactions between potato starch and glycerol. The results of testing

the mechanical properties showed that, when the volume of glycerol 0 ml with 0

mesh of starch size, the value of tensile strength is 29.459 MPa. Meanwhile, The

maximum elongation at break plastic film obtained when the volume of 3 ml glycerol

starch size 60 mesh the value is 31.394%. In water absorption test, water uptake

increased with increasing volume of glycerol, where the greatest water uptake was

obtained at a volume of 3 ml glycerol and starch size 40 mesh is 85.714%. Keywords: Bioplastics, potato starch, polymer, Mechanical Testing.

DAFTAR ISI

9 2.2.2 Pati Sebagai Bahan Baku Pembuatan Plastik ......................

20 2.9 PENGUJIAN FILM PLASTIK .......................................................

19 2.8 METOE PEMBUATAN BIOPLASTIK ..........................................

17 2.7 GELATINISASI PATI ....................................................................

14 2.6 KITIN DAN KITOSAN ..................................................................

14 2.5 GLISEROL .....................................................................................

2.3 KENTANG 12 2.4 PLASTICIZER (PEMPLASTIS) ......................................................

2.2 PLASTIK BIODEGRADABLE 8 2.2.1 Plastik Berbahan Pati ...........................................................

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ................................................................. i PENGESAHAN ...................................................................................................... ii PRAKATA .............................................................................................................. iii DEDIKASI .............................................................................................................. v RIWAYAT HIDUP ................................................................................................. vi ABSTRAK .............................................................................................................. vii ABSTRACT ............................................................................................................ viii DAFTAR ISI ........................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. xii DAFTAR TABEL .................................................................................................. xiv DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xv BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................

5 2.1 SEJARAH PLASTIK ....................................................................

3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................................

2 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN ................................................

2 1.4 MANFAAT PENELITIAN .............................................................

2 1.3 TUJUAN PENELITIAN .................................................................

1 1.2 PERUMUSAN MASALAH ............................................................

1 1.1 LATAR BELAKANG .....................................................................

2.9.1 ANALISIS FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) 21

2.9.2 PENGUJIAN KEKUATAN TARIK (TENSILES TRENGTH 22 2.9.3 PENGUJIAN AIR YANG DISERAP (WATER UPTAKE) ..

30 3.5 PENGUJIAN SAMPEL .................................................................

4.3 PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI

VOLUME GLISEROL PADA FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) ...................................................................................

4.2 PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI

33 4.1 ANALISIS FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) ..........

32 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................

32 3.5.4 PENGUJIAN DAYA SERAP AIR (WATER UPTAKE) .......

3.5.3 PENGUJIAN PEMANJANGAN SAAT PUTUS (ELONGATION BREAK) ......................................................

3.5.2 PENGUJIAN KEKUATAN TARIK (TENSILES TRENGTH)31

3.5.1 ANALISIS FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) . 31

29 3.4.2 PEMBUATAN FILM PLASTIK ..........................................

29 3.4.1 PEMBUATAN PATI KENTANG .........................................

28 3.4 FLOWCHART PROSEDUR PENELITIAN ....................................

28 3.3.2 TAHAPAN PEMBUATAN FILM PLASTIK .......................

28 3.3.1 TAHAPAN PEMBUATAN PATI KENTANG .....................

27 3.3 TAHAPAN PENELITIAN ..............................................................

27 3.2.1 PERALATAN ........................................................................

27 3.2.1 BAHAN ..................................................................................

27 3.2 BAHAN DAN PERALATAN ........................................................

26 3.1 LOKASI PENELITIAN ..................................................................

24 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...............................................................

23 2.11 ANALISIS BIAYA .........................................................................

2.10 APLIKASI DAN KEGUNAAN FILM PLASTIK BERBAHAN DASAR PATI ………………………………………………… ,

2.9.4 ANALISIS SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) 22

VOLUME GLISEROL PADA FILM BIOPLASTIK DARI PATI

KENTANG TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS (ELONGATION AT BREAK) ............................................

4.4 PENGARUH VOLUME GLISEROL TERHADAP DAYASERAP AIR (WATER UPTAKE) FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG ....................................................................................

42 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................

43 5.1 KESIMPULAN ...............................................................................

43 5.2 SARAN ............................................................................................

44 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 STRUKTUR AMILOSA .....................................................................

12 Gambar 2.2 STRUKTUR AMILOPEKTIN ...........................................................

12 Gambar 2.3.a STRUKTUR KIMIA PENGULANGAN UNIT DARI KITIN .......

18 Gambar 2.3.b STRUKTUR KIMIA PENGULANGAN UNIT DARI KITOSAN .

18 Gambar 2.3.c STRUKTUR KIMIA PENGULANGAN UNIT ARI STRUKTUR SEBAGIAN KITOSAN ACETYLATES ...........................................

18 Gambar 2.4 KEMASAN BIODEGRADABLE YANG DIKOMERSIALKAN PADA SUPERMARKET DI

ITALIA

23 Gambar 2.5 TUSUK GIGI BERBAHAN DASAR PATI YANG DIKOMERSIALKAN DI HONGKONG

24 Gambar 2.6 PLASTIK KEMASAN DARI FILM PLASTIK PATI KENTANG

24 Gambar 3.1 FLOWCHART PEMBUATAN PATI KENTANG .............................

29 Gambar 3.2 FLOWCHART PEMBUATAN FILM PLASTIK ...............................

30 Gambar 4.1 STRUKTUR AMILOSA .....................................................................

33 Gambar 4.2 STRUKTUR AMILOPEKTIN

34 Gambar

4.3 HASIL ANALISIS FTIR 34

Gambar 4.4 PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME

GLISEROL PADA FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)

36 Gambar 4.5 PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME GLISEROL PADA FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS (ELONGATION AT BREAK)

38 Gambar 4.6 (A) FILM PLASTIK PATI KENTANG TANPA GLISEROL (0 ML) DAN TANPA UKURAN PARTIKEL PATI

39 Gambar 4.6 (B) FILM PLASTIK PATI KENTANG DENGAN GLISEROL 1 ML DAN TANPA UKURAN PARTIKEL PATI …………………………

40 Gambar 4.6 (C) FILM PLASTIK PATI KENTANG DENGAN GLISEROL 0 ML DAN UKURAN PARTIKEL PATI LOLOS PADA 60 MESH

Gambar 4.6 (d) FILM PLASTIK PATI KENTANG DENGAN GLISEROL 3 ML

DAN UKURAN PARTIKEL PATI LOLOS PADA 60 MESH ,

41 Gambar 4.7 PENGARUH VOLUME GLISEROL TERHADAP DAYA SERAP AIR (WATER UPTAKE) FILM PLASTIK PADA PATI KENTANG .

42 Gambar B.1 PATI KENTANG ...............................................................................

52 Gambar B.2 PEMBUATAN LARUTAN FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG ........................................................................................

52 Gambar B.3 PROSES PENGERINGAN FILM BIOPLASTIK PATI KENTANG 52 Gambar B.4 FILM BIOPLASTIK YANG DIHASILKAN

53 Gambar B.5 SAMPEL UJI TARIK DAN PEMANJANGAN SAAT PUTUS

53 Gambar B.6 SAMPEL SETELAH PENGUJIAN MEKANIK

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 KOMPOSISI AWAL DAN AKHIR DARI TPS BERDASARKAN PATI GANDUM DENGAN TINGKAT PLASTIFIKASI ....................

9 Tabel 2.2 KARAKTERISTIK GRANULA PATI .................................................

11 Tabel 2.3 SIFAT FISIKA GLISEROL ..................................................................

17 Tabel 2.4 SIFAT FISIKA KITOSAN ....................................................................

19 Tabel 2.5 RINCIAN BIAYA PEMBUATAN FILM BIOPLASTIK PATI KENTANG

24 Tabel 2.6 PERKIRAAN RINCIAN BIAYA PEMBUATAN PRODUK

25 Tabel 4.1 HASIL PEMBACAAN ANALISIS FT-IR ..........................................

35 Tabel A.1 DATA HASIL UJI TENSILE STRENGTH DAN ELONGATION AT BREAK ..................................................................................................

50 Tabel A.2 DATA HASIL UJI SERAP AIR ............................................................

PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME PLASTICIZER GLISEROL TERHADAP KARAKTERISTIK FILM BIOPLASTIK PATI KENTANG SKRIPSI