PENGARUH PENAMBAHAN SERAT LIMBAH DAUN NANAS TERHADAP SIFAT MEKANIK PLASTIK MUDAH TERURAI (BIODEGRADABLE).

pFORMAT HALAMAN DEPAN

SKRIPSI

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT LIMBAH DAUN
NANAS TERHADAP SIFAT MEKANIK PLASTIK
MUDAH TERURAI (BIODEGRADABLE)

Oleh :

M.NASHRUS TSANI
0652010022

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURAB AYA
2010
.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT LIMBAH DAUN NANAS
TERHADAP SIFAT MEKANIK PLASTIK MUDAH TERURAI
(BIODEGRADABLE)
untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh
Gelar Sarjana Teknik ( S-1)

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

Oleh :

M.NASHRUS TSANI
0652010022

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURAB AYA
2011

HALAMAN KE DUA HANYA UNTUK SKRIPSI

.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT LIMBAH DAUN NANAS
TERHADAP SIFAT MEKANIK PLASTIK MUDAH TERURAI
(BIODEGRADABLE)
oleh :

M.NASHRUS TSANI
NPM :0652010022
Telah dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada hari : ……………. Tanggal : ……………… 20.....
Menyetujui

Pembimbing

Penguji I

Ir. Novirina Hendrasarie., MT_
NIP:19681126 199403 2001

Dr. Ir. Rudy Laksmono., MS
NIP:19580812 198503 1002
Penguji II

Okik Hendriyanto C., ST, MT
NPT:37507 99 01721

Mengetahui
Ketua Program Studi

Penguji III

Dr. Ir. Munawar Ali., MT_

NIP:19600401 198803 1001

Dr. Ir. Munawar Ali., MT
NIP:19600401 198803 1001

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar sarjana (S1), tanggal :
Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan

Stempel
Ir. Naniek Ratni JAR., M.Kes_
NIP. 030 184976
.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

CURRICULUM VITAE
(huruf arial Bold 14)

Penelit i

Nama Lengkap
NPM
Tempat/ TanggalLahir
Alamat

M.Nashrus Tsani
065210022
Gresik / 01 Maret 1988
JL. P.Diponegoro RW.01/ RW.02,
No.17 Sungenlegowo Bungah Gresik
031 – 70433361
085731177000
I yusiyus45@yahoo.com

Telp. Rumah
Nomor Hp.
Email

Pendidik an
No.

Nama Univ / Sekolah

Jurusan

Mulai

Keterangan

Dari

sampai
- 2010

1

FTSP UPN”Veteran” Jatim

T.Lingkungan

2006

Lulus

2

SMA Assa’adah Gresik

I PA

2003

- 2006

Lulus

3

MTS Al-asyhar Gresik

-

2000

- 2003

Lulus

4

MI Al-asyhar Gresik

-

1994

- 2000

Lulus

Tugas Ak adem ik
No.

Kegiatan

Tempat/ Judul

Selesai tahun

1

Kuliah Lapangan

2

Kunj. Pabrik

Water Treatment Megumi, Bali
Pengelolaan Hutan Mangrove Bali.
PT. Kertas Leces dan PT. PJB Paiton

3

KKN

Medokan Ayu, Surabaya

4

Kerja Praktek

5

PBPAM

6

SKRI PSI

Studi Proses Penjernihan Air Minum di I nstalasi 2009

Penjernihan Air Kedunguling PDAM Delta Tirta
Kabupaten Sidoarjo
Bangunan Pengeloaan Air Buangan I ndustri 2010
Tekstil
Pengaruh Penambahan Serat Limbah Daun 2012
Nanas Terhadap Sifat Mekanik Plastik Mudah
Terurai ( Biodegradable)

&

Balai 2008
2008
2008

Orang Tua
Nama

:

Mushia

Alamat

:

Sungenlegowo Rt01/ Rw01,no17. Bungah Gresik

Telp

:

031-70433361

Pekerjaan

:

Wiraswasta

.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penusunan skripsi ini dengan judul PENGARUH
PENAMBAHAN LIMBAH SERAT NANAS TERHADAP SIFAT MEKANIK PLASTIK
MUDAH TERURAI (BIODEGRADABLE) sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh
gelar sarjana teknik pada Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Program Studi Teknik
Lingkungan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
Penulisan skripsi ini tidak dapat terwujud tanpa adanya lepas dari bantuan berbagai
pihak baik secara langsung maupun tidak langsung, untuk itu pada kesempatan ini penulis
menyampaikan terima kasih kepada :
1. Ir. Naniek Ratni JAR., M.kes, selaku Dekan dan dosen wali Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan UPN “ Veteran “ Jawa Timur.
2. Dr. Ir. Munawar Ali, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan UPN “
Veteran “ Jawa Timur.
3. Ir. Novirina Hendrasarie, MT, selaku dosen pembimbing skripsi.
4. Ayah dan Ibu serta kakak saya yang telah memberikan semangat dan doa serta
dukungan moril dan material yang sangat berarti.
5. Neni Risanti Zuliani yang telah banyak memberikan semangat dan doa serta
dukungan baik berupa material dan moril.
6. Drs. Siswanto, M. Si, selaku dosen UNAIR yang telah memberikan kesempatan untuk
ikut brgabung di laboratorium UNAIR Departemen Fisika.
7. Pradita Denia Abrista, yang sudah banyak membantu sampai tersusunnya skripsi ini.

i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

8. Semua rekan di Teknik Lingkungan, dan khususnya angkatan 2006 terima kasih buat
doa dan dukungannya.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis dan bagi pembaca, oleh karena itu kritik
dan saran yang bersifat membangun sangat penting demi penulisan skripsi ini.

Surabaya, 17 November 2011

Penyusun

ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat daun
nanas terhadap sifat mekanik plastik mudah terurai (biodegradable),
Pembuatan edibble plastik dilakukan pencampuran pati ubi jalar dan asam
asetat dengan takaran 50grm pati ubi jalar dan 50grm asam asetat. Kemudian
ditambahlan 100ml aquades, 45ml ethanol96% dan gliserol 1,2ml.
penambahan serat daun nanas sebagai variabel sebesar 0,2grm. 0,4grm,
0,6grm, 0,8grm, 0,1grm. Kemudian dilakukan uji kelayakan plastik
biodegradable dari hasil uji mekanik diperoleh nilai kuat tarik dan elongasi
tanpa penambahan serat daun nanas sebesar 66,31 kgf/cm2 dengan elongasi
37,8%, sedangkan hasil yang paling tinggi diperoleh pada sampel D yaitu
80,86 kgf/cm2 dengan elongasi 50,4%, dari hasil tersebut serat daun nanas
berpengaruh terhadap sifat mekanik plastik mudah terurai. Dari hasil uji FTIR di identifikasi gugus – gugus senyawa organik dalam plastik
biodegradable ini . Uji biodegradasi menunjukkan pada hari ke – 10 dan ke 15 bahwa ubi jalar saja mengalami degradasi yang lebih cepat dari pada
dengan penambahan serat limbah daun nanas.

iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ABSTRACT
This study aims to determine the effect of the addition of pineapple leaf fiber
on mechanical properties of easily unravel plastics (biodegradable), making
edible plastic using hydrolysis way in a solvent with a sweet potato and
tapioca starch in comparison 50grm in 50grm solvent. The composition of
edible plastic is 7.5 grams of hydrolysis, aquades 100ml, 45ml ethanol96%
and 1.2 ml of glycerol. Variation that used is the addition of pineapple leaf
fiber with variation 0.2 grm. 0.4 grm, 0.6 grm, grm 0.8, 0.1 grm. Then testing
the feasibility of biodegradable plastic made from the mechanical test results
obtained values of tensile strength and elongation without the addition of
pineapple leaf fiber of 66.31 kgf/cm2 with 37.8% elongation, and the best
results obtained on the sample D is 80.86 kgf / cm2 with 50.4% elongation,
the result is that the pineapple leaf fibers affect the mechanical properties of
easily unravel plastic. From the FT-IR test, it is obtained the new group due to
the addition of pineapple leaf fibers. Biodegradation test showed that the sweet
potatoes are degraded more rapidly than with the addition of pineapple leaf
fiber at day - 10 and 15.

iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR……………………………………………………….………i
INTISARI……………………………………………………………………………iii
ABSTRACT…………………………………………………………………………iv
DAFTAR ISI................................................................................................................v
DAFTAR TABEL......................................................................................................vii
DAFTAR GAMBAR.................................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang............................................................................................1
1.2. Rumusan Masalah.......................................................................................2
1.3. Manfaat dan Tujuan.....................................................................................3
1.4. Ruang Lingkup............................................................................................3
BAB II TINJ AUAN PUSTAKA
2.1 Plastik.....................................................................................................................4
2.1.1. Plastik Konvensional...........................................................................................5
2.1.2. Plastik Mudah Terurai (Biodegradable)............. ................................................5
2.2. Plastik dari Tumbuhan...........................................................................................6
2.3. Ubi Jalar................................................................................................................10
2.4. Nanas…………………………………………....................................................14
2.5. Gliserol………......................................................................................................18
2.6. Prinsip Pembuatan Film Plastik ………………...................................................19

v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2.7. Karakteristik Kemasan Plastik…….....................................................................20
2.8. Penelitian yang Sudah Dilakukan Sebelumnya…................................................26
2.9. Landasan Teori………………….........................................................................27
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan.....................................................................................................30
3.2. Variabel................................................................................................................31
3.3. Tempat dan Waktu Penelitian..............................................................................31
3.4. Analisa Data.........................................................................................................32
3.5. Prosedur Penelitian...............................................................................................32
3.6. Kerangka Perencanaan.........................................................................................36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pembuatan Plastik Mudah Terurai (Biodegradable)……………………..37
4.2. Mekanisme Reaksi Plastik Mudah Terurai (Biodegradable)…………………...41
4.3. Hasil Uji Mekanik………………………………………………………………42
4.4. Hasil Uji FT-IR………………………………………………………………….44
4.5. Uji Biodegradasi………………………………………………………………...46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan……………………………………………………………….……..49
5.2. Saran…………………………………………………………………………….50
DAFTAR PUSTAKA

vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Kandungan Pati Pada Beberapa Bahan Pangan......................................................12
Tabel 2.2. Kandungan serat dan sifat mekanik daun nanas (Ananas comosus)............16

Tabel 2.3. Frekuensi gelombang inframerah…………...…………………………….22
Tabel 2.4. Gugus Fungsi ntuk Pati………………………...…………………………24
Tabel 2.5. Range Frekuensi FT-IR…………………………………………………...24
Tabel 3.1. Alat Penelitian dan Fungsi Alat...…………………...……………………30
Tabel 3.2. Takaran dan Bahan Penelitian…...………………………………………..30
Tabel 3.3. Variabel Penelitian………………………………………………………..31
Tabel 4.1. Data Hasil Uji Kuat Tarik Elongasi Sampel Plastik………………….......42
Tabel 4.2. Hasil Analisis Uji FT-IR…………………………………………………44
Tabel 4.3. Berat yang hilang di tiap – tiap sampel……………………..…………….47

vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Ubi Jalar..................................................................................................10
Gambar 2.2. Struktur Kimia Amilopektin....................................................................11
Gambar 2.3. Struktur Kimia Amilosa..........................................................................11
Gambar 2.4. Buah Nanas..............................................................................................14
Gambar 2.5. Selulosa...................................................................................................17
Gambar 2.6. Rumus Molekul Gliserol.........................................................................18
Gambar 2.7. Daerah Gugus Fungsi..............................................................................24
Gambar 3.1. Diagram Kerangka Perencanaan.............................................................36
Gambar 4.1. Sampel A Tanpa Penambahan Serat limbah Daun Nanas.......................37
Gambar 4.2. Sampel B Penambahan Serat Daun Nanas 0,2g......................................38
Gambar 4.3. Sampel C Penambahan Serat Daun Nanas 0,4g.................................38
Gambar 4.4. Sampel D Penambahan Serat Daun Nanas 0,6g......................................39
Gambar 4.5. Sampel E Penambahan Serat Daun Nanas 0,8g......................................39
Gambar 4.6. Sampel F Penambahan Serat Daun Nanas 1grm.....................................40
Gambar 4.7 Rumus Kimia Poli Propilena....................................................................41
Gambar 4.8. Grafik Uji Traik dan Elongasi………………………………………….42
Gambar 4.9. Grafik batang degradibilitas plastik…………………………………….47

viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Plastik mudah terurai (biodegradable) adalah plastik yang tergradasi di alam
dalam waktu yang singkat. Bahan itu lebih murah dibanding bahan plastik
lainnya. Waktu hancurnya lebih singkat. Bahan ini juga tidak beracun dan sangat
aman untuk membungkus makanan. Plastik berbahan dasar tepung aman bagi
lingkungan. Sebagai perbandingan, plastik tradisional membutuhkan waktu sekira
50 tahun agar dapat terdekomposisi alam, sementara plastik biodegradable dapat
terdekomposisi 10 hingga 20 kali lebih cepat.
Hasil degradasi plastik ini dapat digunakan sebagai makanan hewan ternak
atau sebagai pupuk kompos. Plastik biodegradable yang terbakar tidak
menghasilkan senyawa kimia berbahaya. Kualitas tanah akan meningkat dengan
adanya

plastik biodegradable,

karena

hasil

penguraian mikroorganisme

meningkatkan unsur hara dalam tanah. Namun plastik mudah terurai memiliki
kelemahan terhadap sifat mekaniknya, kebanyakan plastik mudah terurai kurang
bagus dalam sifat mekaniknya, (Malcom, 2007).
Untuk itu dibutuhkan tambahan bahan lagi dengan menggunakan serat
sebagai penguat sehingga nanti diproleh hasil yang lebih bagus, Serat daun nanas
(pineapple–leaf fibres)adalah salah satu jenis serat yang berasal dari tumbuhan
(vegetable fibre) yang diperoleh dari daun-daun tanaman nanas. Tanaman nanas
yang juga mempunyai nama lain, yaitu Ananas Cosmosus, (termasuk dalam

1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2

family Bromeliaceae), Daun nanas mempunyai lapisan luar yang terdiri dari
lapisan atas dan bawah. Diantara lapisan tersebut terdapat banyak ikatan atau
helai-helai serat (bundles of fibre) yang terikat satu dengan yang lain oleh sejenis
zat perekat (gummy substances) yang terdapat dalam daun. Karena daun nanas
tidak mempunyai tulang daun, adanya serat-serat dalam daun nanas tersebut akan
memperkuat daun nanas saat pertumbuhannya. Dari berat daun nanas hijau yang
masih segar akan dihasilkan kurang lebih sebanyak 2,5 sampai 3,5% serat serat
daun nanas. Pengambilan serat daun nanas pada umumnya dilakukan pada usia
tanaman berkisar antara 1 sampai 1,5 tahun. Serat yang berasal dari daun nanas
yang masih muda pada umumnya tidak panjang dan kurang kuat. Sedang serat
yang dihasilkan dari tanaman nanas yang terlalu tua, terutama tanaman yang
pertumbuhannya di alam terbuka dengan intensitas matahari cukup tinggi tanpa
pelindung, akan menghasilkan serat yang pendek kasar dan getas atau rapuh
(short, coarse and brittle fibre). Oleh sebab, itu untuk mendapatkan serat yang
kuat, halus dan lembut perlu dilakukan pemilihan pada daun-daun nanas yang
cukup dewasa yang pertumbuhannya sebagian terlindung dari sinar matahari
(Dwi. P, 2010).

1.2. Rumusan Masalah
Plastik mudah terurai memiliki kelemahan terhadap sifat mekaniknya karena
sifat mekanik yang dihasilkan masih rendah, Pengaruh penambahan serat daun
nanas mampu meningkatkan sifat mekanik dari plastik mudah terurai
(biodegradable).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

3

1.3. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk:
-

Mengetahui pengaruh penambahan serat daun nanas terhadap sifat
mekanik plastik mudah terurai (biodegradable).

Manfaat dari penelitian ini adalah untuk :
-

Memperoleh Plastik mudah terurai (biodegradable) yang lebih elastis dan
kuat.

1.4. Ruang Lingkup
Pembuatan plastik mudah terurai (biodegredabel) berbahan dasar ubi jalar
dengan limbah daun serat nanas dilakukan di UNAIR Departemen Fisika, yang
nantinya akan dilakukan uji-uji kelayakan plastik biodegradable. Adapun ujinya
adalah : Uji mekanik, Uji FT-IR, dan Uji biodgradasi plastik.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA

2.1.

Plastik
Plastik dibuat dengan cara polimerisasi yaitu menyusun dan membentuk

secara sambung menyambung bahan-bahan dasar plastik yang disebut monomer.
Misalnya, plastik jenis PVC (Polivinil Chlorida), sesungguhnya adalah monomer dari
vinil klorida. Disamping bahan dasar berupa monomer, di dalam plastik juga terdapat
bahan non plastik yang disebut aditif yang diperlukan untuk memperbaiki sifat-sifat
plastik itu sendiri. Bahan aditif tersebut berupa zat-zat dengan berat molekul rendah,
yang dapat berfungsi sebagai pewarna, antioksidan, penyerap sinar ultraviolet, anti
lekat, dan masih banyak lagi.
Kemasan plastik mulai diperkenalkan pada tahun 1900-an. Sejak itu
perkembangan nya berlangsung sangat

cepat. Sesudah Perang Dunia II,

diperkenalkan berbagai jenis kemasan plastik dalam bentuk kemasan lemas (fleksibel)
maupun kaku. Beberapa jenis kemasan plastik yang dikenal antara lain polietilen,
polipropilen, poliester, nilon, serta vinil film. Bahkan selama dua dasawarsa terakhir,
pangsa pasar dunia untuk kemasan pangan telah direbut oleh kemasan plastik.
Plastik memang mempunyai beberapa keunggulan sifat antara lain : kuat
tetapi ringan, tidak berkarat, bersifat termoplastis, yaitu dapat direkat menggunakan
panas, serta dapat diberi label atau cetakan dengan berbagai kreasi. Selain itu plastik
juga mudah untuk diubah bentuk.
Sesudah Perang Dunia II, berbagai jenis kemasan plastik fleksibel muncul
dengan pesat. Sebagai bahan pembungkus, plastik dapat digunakan dalam bentuk

4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5

tunggal, komposit atau berupa lapisan multilapis dengan bahan lain, (apakah itu
antara plastik dengan plastik yang beda jenis, plastik dengan kertas atau lainnya).
Kombinasi tersebut dinamakan aminasi. Dengan demikian, kombinasi dari berbagai
janis plastik dapat menghasilkan ratusan jenis kemasan (Siwi, 2007).

2.1.1. Plastik Konvensional
Plastik yang biasa digunakan saat ini adalah plastik sintetis berbasis
petrokimia yang sangat sulit diuraikan secara hayati ketika dibuang ke lingkungan.
Limbah plastik tergolong sampah yang tidak mudah didegradasi dihancurkan oleh
mikroorganisme sehingga berpeluang “abadi” mengendap di tanah. Limbah sampah
plastik menjadi masalah serius yang dihadapi dunia, tidak hanya pada negara-negara
maju tetapi juga negara berkembang seperti Indonesia

Pada awalnya plastik dibuat dari minyak bumi (nonrenewable resources).
Plastik dari minyak bumi sering dijumpai sebagai kemasan karena plastik sintetis
mempunyai kestabilan fisikokimia yang sangat kuat sehingga plastik sangat sukar
terdegradasi secara alami (Suyatma, 2006 dalam siwi, 2007). Oleh karena itu,
plastik ini dianggap tidak ramah lingkungan karena tidak mengalami biodegradasi
di tanah. Jika plastik ini dihancurkan dengan cara insenerasi (pembakaran) maka
akan menghasilkan gas CO2 yang akan semakin meningkatkan pemanasan global.

2.1.2. Plastik Mudah Ter urai (Biodegradable)
Plastik mudah terurai (biodegradable) adalah plastik yang dapat
digunakan layaknya seperti plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh
aktivitas mikroorganisme menjadi hasil akhir air dan gas karbondioksida setelah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6

habis terpakai dan dibuang ke lingkungan, karena sifatnya yang dapat kembali ke
alam, plastik biodegradable merupakan bahan plastik yang ramah terhadap
lingkungan.
Berdasarkan

bahan

baku

yang

dipakai,

plastik

biodegradable

dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu kelompok dengan bahan baku
petrokimia dan kelompok dengan bahan baku produk tanaman seperti pati dan
selulosa, yang pertama adalah penggunaan sumberdaya alam yang tidak terbarui
(non-renewable resources), sedangkan yang kedua adalah sumberdaya alam
terbarui (renewable resources), saat ini polimer plastik biodegradble yang telah
diproduksi adalah kebanyakan dari polimer jenis poliester alifatik (Siwi, 2007).
Edible film adalah lapisan tipis yang dibuat dari bahan yang bias dimakan,
dibentuk diatas komponen makanan yang berfungsi sebagai penghambat transfer
massa seperti kelembaban, oksigen, lemak dan zat terlarut dan atau sebagai bahan
makanan. Keuntungan penggunaan edible film untuk kemasan bahan pangan
adalah untuk memperpanjang umur simpan produk serta tidak mencemari
lingkungan karena edible film ini dapat dimakan bersama produk yag
dikemasnya(Pradita, 2011).

2.2.

Plastik dar i Tumbuhan
Polimer ini dirancang oleh Cargill Dow Polymers. Perusahaan gabungan

antara Cargill inc. Dan Dow Chemical Company ini telah mengembangkan
sebuah teknologi yang disebut Nature Works (Pekerjaan Alam) untuk
mengahsilkan plastik dari tumbuhan seperti jagung atau gandum, polimer

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

7

tersebut, yaitu polylactide (PLA), menggabungkan sifat terbaik dari bahan alami
dan bahan buatan, karena bahan ini dibuat dari gula tumbuhan, maka bahan ini
menggunkan sumber yang dapat diperbaharui dan dapat diuraikan kembali
sepenuhnya, selain itu bahan ini juga mempunyai sifat-sifat yang sama dengan
plastik biasa yang terbuat dari hidrokarbon, yaitu kuat, lentur dan murah harganya
.
Teknologi Nature works mengambil zat tepung dari tumbuhan dan
memecahkanya menjadi gula-gula yang lebih sederhana, yang selanjutnya diubah
menjadi PLA, proses pembuatanya adalah zat tepung dipisahkan dari bahan
mentahnya seperti jagung, dan diproses menjadi dekstrosa mentah, dekstrosa ini
mengalami fermentasi, menghasilkan asam laktat, sebuah proses pengentalan
khusus menghasilkan produk sementara yang disebut lactide, kemudian lactide ini
dimurnikan dan dicairkan sehingga dapat menjalani polimerisasi dan membentuk
polylactide, hasil akhir dari proses ini terdiri dari butiran-butiran kecil yang bisa
berbeda-beda beratnya dan kekristalanya tergantung bagaimana hasil akhir ini
akan digunakan. Sifat-sifat fisik PLA membuatnya sangat sesuai khususnya untuk
kemasan film seperti membungkus makanan, kantung sampah dan plastik tembus
pandang pada amplop surat, dengan kemampuanya untuk memisahkan isolator
dan keefektifanya dalam menjaga rasa dan aroma, bahan ini juga dapat digunakan
untuk wadah makanan cepat saji dan kemasan makanan lainya.
Bahan baku untuk pembuatan plastik mudah terurai (biodegradable)
adalah pati tapioka, sagu, pati jagung, dan dari jenis umbi-umbian yang
mengandung pati yang banyak. Salah satu pati umbi-umbian yang memiliki

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

8

potensi besar untuk dikembangkan menjadi plastik mudah terurai adalah pati ubi
jalar (Siwi, 2007).
1. Padi
Bagian yang berharga dari tanaman padi adalah gabah. Bila gabah
kering paling (dikelupaskan kulit bijinya), diperoleh sekam yang berwarna
kuning sampai ungu kotor dengan jumlah sampai 20 % dari gabah kering
dan isi biji yang disebut dengan beras pecah kulit. Untuk perdagangan
beras pecah kulit disosoh untuk membuang kulit arinya. Beras yang sudah
disosoh yang mengandung pati sekitar 78 %, protein 8 % dan lemak 2 %.
2. Jagung
Kandungan utama jagung adalah karbohidrat (60 %). Dibandingkan
dengan beras, kandungan proteinnya lebih tinggi (8 %). Di antara bijibijian kandungan vitamin A jagung paling tinggi (440 SI). Biji jagung
terdiri dari kulit ari, lembaga, tip cap dan endosperma. Sebagian besar pati
(85 %) terdapat pada endosperma. Pati terdiri dari raksi amilopektin (73
%) dan amilosa (27 %). Serat kasar terutama terdapat pada kulit ari.
Komponen utama serat kasar adalah hemiselulosa (41,16 %). Gula
terdapat pada lembaga (57 %) dan endosperma (15 %). Protein sebagian
besar terdapat pada endosperma.
3. Sagu
Sagu terdiri dari dua jenis, yaitu Metroxylon sagus Rooth yang berduri,
dan M. rumphi yang berduri. Tanaman ini berasal dari Maluku kemudian
menyebar ke berbagai daerah rendah di Indonesia, seluas 5-6 juta Ha

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

9

berupa hutan sagu alami, dan hanya 0,2 juta Ha berareal budidaya. Batang
sagu mengandung pati yang dapat diekstrak secara mudah dengan cara
tradisional. Dibanding pati tanaman pati sagu relatif mudah dicerna.
Tanaman sagu dapat dipanen untuk diambil patinya pada umur 12 tahun
pada saat mulai mengeluarkan bakal buah. Jika panen dilakukan pada saat
tanaman telah membentuk buah, tanaman akan kurang mengandung pati
sehingga hasil ekstraksi pati lebih sedikit.
4. Ubi Kayu
Ubi kayu menghasilkan umbi yang mengandung pati. Pada umbi ubi
kayu terdapat racun asam sianida. Pada ubi kayu manis kandungan asam
sianida pada umbi sangat rendah sehingga tidak dapat menimbulkan efek
keracunan bagi yang mengkonsuminya. Sedangkan ubi kayu pahit
kandungan asam sianida sangat tinggi sehingga dapat meimbulkan
keracunan bagi yang mengkonsumsinya. Panjang ubi berkisar antara 30
sampai 50 cm dengan garis tengah 5-10 buah umbi.
5. Ubi Jalar
Ubi jalar adalah tanaman yang tumbuh baik di daerah berhawa panas
yang lembab, suhu optimum 27 0 C dan lama penyinaran 11-12 jam per
hari. Tanaman ini dapat tumbuh sampai ketinggian 1000 m dari
permukaan laut. Tanaman ini tidak membutuhkan tanah subur. Berat
kering umbi adalah 16-40 % berat basah. Sebanyak 75-90 % dari berat
kering adalah karbohidrat (pati, gula, selulosa, hemiselulosa, dan pektin).
Disamping karbohidrat, ubi jalar mengandung protein, lemak, dan mineral.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

10

2.3.

Ubi J alar
Ubijalar adalah tanaman yang tumbuh baik di daerah beriklim panas dan

lembab, dengan suhu optimum 27°C dan lama penyinaran 11-12 jam per hari.
Tanaman ini dapat tumbuh sampai ketinggian 1.000 meter dari permukaan laut.
Ubijalar tidak membutuhkan tanah subur untuk media tumbuhnya. Di Jepang,
ubijalar adalah salah satu sumber karbohidrat yang cukup populer. Beberapa
varietas ubi Jepang cukup dikenal hingga ke Indonesia. Selanjutnya beberapa
varietas yang diusahakan tersebar secara luas di Indonesia, diantaranya varietas
ibaraki, beniazuma, dan naruto (Rukmana, 2009).

Gambar 2.1 Ubi Jalar

Sistematika (taksonomi) tumbuhan, tanaman ubijalar diklasifikasikan sebagai
berikut (Rukmana, 2009):
Kingdom : Plantae
Divisi

: Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae
Kelas

: Dicotyledonae

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

11

Ordo

: Convolvulales

Famili

: Convolvulaceae

Genus

: Ipomoea

Spesies

: Ipomoea batatas
Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan glikosidik, pati

terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas, fraksi terlarut
disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin (winarno, 1984.
dalam wahyu, 2008). Struktur amilosa merupakan struktur lurus dengan ikatan –
(1,4)-D-glukosa. Amilopektin terdiri dari struktur bercabang dengan ikatan –
(1,4)-D-glukosa dan titik percabangan amilopektin merupakan ikatan -(1,6).
Berat molekul amilosa dari beberapa ribu hingga 500.000, begitupula dengan
amilopektin

Gambar 2.2. Struktur kimia amilopektin

Gambar 2.3. Struktur kimia amilosa

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

12

Pati dapat diekstrak dengan berbagai cara, berdasarkan bahan baku dan
penggunaan dari pati itu sendiri. Untuk pati dari ubi-ubian, proses utama dari
ektraksi terdiri dari perendaman, disintregasi, dan sentrifugasi. Perendaman
dilakukan dalam larutan natrium bisulfit pada pH yang diatur untuk
menghambat reaksi biokimia seperti perubahan warna dari ubi, disintregasi dan
sentrifugasi dilakukan untuk memisahkan pati dari komponen lainya. (liu, 2005.
dalam cui, oleh wahyu 2008).
Tabel 2.1. Kandungan Pati pada Beberapa Bahan Pangan
Bahan Pangan
Pati (% dalam basis ker ing)
Biji Gandum
67
Beras
89
Jagung
57
Biji sorghum
72
Kentang
75
Ubi jalar
90
Singkong
90
Sumber :(Liu 2005 dalam Cui 2005oleh wahyu 2008 )

a.

Ekologi Tanaman
Ubi jalar adalah tanaman tropis dan subtropis yang dapat beradaptasi

dengan daerah beriklim lebih memberikan suhu rata-rata tidak turun di bawah 20 °
C dan suhu minimum tinggal di atas 15 ° C. Dengan kata lain dapat
dibudidayakan pada garis lintang antara 30 dan 40°.
b.

Suhu
Untuk budidaya ubi jalar, kisaran temperatur antara 15 hingga 33 ° C

diperlukanselama siklus vegetatif, dengan suhu optimal yang antara 20 hingga 25
° C. Temperatur rendah pada malam mendukung pembentukan umbi-umbian, dan
temperatur tinggi pada siang hari mendukung perkembangan vegetatif . (Catatan:

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

13

perkembangan umbi-umbian hanya terjadi dalam kisaran suhu 20 hingga 30 ° C,
optimum 25 ° C dan umumnya berhenti di bawah 10 ° C).
c.

Cahaya
Ubi jalar adalah tanaman hari pendek, yang memerlukan cahaya untuk

pembangunan maksimum. Namun, pertumbuhan umbi tampaknya tidak hanya
dipengaruhi oleh photoperiode sendirian. Adalah mungkin bahwa temperatur dan
fluktuasi suhu, bersamasama dengan hari-hari pendek mendukung pertumbuhan
umbi-umbian dan membatasi pertumbuhan dedaunan.
d.

Ketinggian
Di daerah tropis adalah mungkin untuk membudidayakan ubi jalar 2500 m

dari permukaan laut. Di Bolivia, Peru dan Kolombia itu diusahakan 2300 m dari
permukaan laut.
e.

Kelembaban
Kelembaban memiliki pengaruh yang menentukan pertumbuhan ubi dan

produksi. Kadar air daun adalah (86%), batang (88,4%) dan umbi (70,6%).
Kelembaban penting untuk mencapai perkecambahan yang baik. Tanah juga harus
tetap basah selama masa pertumbuhan (60-120 hari), meskipun pada panen
kelembaban harus rendah untuk mencegah busuk umbi.(Carballo,1979 dalam
Dwi. P. 2010) Kondisi yang mendukung perkembangan bagian vegetatif tanaman
meliputi kelembaban relatif 80% dan tanah lembab.
f.

Tanah
Ubi jalar dapat dibudidayakan di berbagai tanah, dengan hasil terbaik yang

diperoleh pada ferralitic, calcimorphologic cokelat humik dan tanah. Idealnya

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

14

tanah harus gembur, mempunyai kedalaman lebih dari 25 cm dan mempunyai
drainase dangkal dan internal. Dalam memperoleh hasil yang baik, sifat-sifat
kimia tanah kurang membatasi daripada sifat struktural. Sebagai contoh, di tanah
berpasir miskin sangat baik dalam menghasilkan umbi sedangkan pada tanah yang
kaya tumbuh-tumbuhan subur dan sering menjadi akar besar dan tidak teratur
(dalam tanah berpasir dari Manacas Villa Clara, Kuba, hasil dari 28 t / ha. Telah
diperoleh). Masalah lain termasuk kesulitan menggunakan mesin di tanah berbukit
dan drainase di tanah datar. Ubi jalar juga yang lebih suka tanah sedikit asam atau
netral, dengan PH yang optimal antara 5,5 dan 6,5. Tanah yang terlalu asam atau
alkali sering mendorong infeksi bakteri dan menghasilkan pengaruh negatif .

2.4.

Nanas

Gambar 2.4. Buah Nanas
Nanas merupakan tanaman buah berupa semak yang memiliki nama
ilmiah Ananas comosus. Memiliki nama daerah danas Sunda dan neneh Sumatera.
Dalam bahasa Inggris disebut pineapple dan orang-orang Spanyol menyebutnya
pina. Nanas berasal dari Brasilia Amerika Selatan yang telah di domestikasi

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

15

disana sebelum masa Colombus. Pada abad ke-16 orang Spanyol membawa nanas
ini ke Filipina dan Semenanjung Malaysia, masuk ke Indonesia pada abad ke-15,
(1599). Di Indonesia pada mulanya hanya sebagai tanaman pekarangan, dan
meluas dikebunkan di lahan kering (tegalan) di seluruh wilayah nusantara.
Tanaman ini kini dipelihara di daerah tropik dan sub tropik (Dwi. P, 2010).
Klasifikasi tanaman nanas adalah:
Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisi : Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Kelas : Angiospermae (berbiji tertutup)
Ordo : Farinosae (Bromeliales)
Famili : Bromiliaceae
Genus : Ananas
Species : Ananas comosus (L) Merr
Kerabat dekat spesies nanas cukup banyak, terutama nanas liar yang biasa
dijadikan tanaman hias, misalnya A. braceteatus (Lindl) Schultes, A.
Fritzmuelleri, A. erectifolius L.B. Smith, dan A. ananassoides (Bak) L.B. Smith.
Berdasarkan habitus tanaman, terutama bentuk daun dan buah dikenal 4 jenis
golongan nanas, yaitu : Cayene (daun halus, tidak berduri, buah besar), Queen
(daun pendek berduri tajam, buah lonjong mirip kerucut), Spanyol/Spanish (daun
panjang kecil, berduri halus sampai kasar, buah bulat dengan mata datar) dan
Abacaxi (daun panjang berduri kasar, buah silindris atau seperti piramida).
Varietas cultivar nanas yang banyak ditanam di Indonesia adalah golongan
Cayene dan Queen. Golongan Spanish dikembangkan di kepulauan India Barat,

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

16

Puerte Rico, Mexico dan Malaysia. Golongan Abacaxi banyak ditanam di
Brazilia. Dewasa ini ragam varietas/cultivar nanas yang dikategorikan unggul
adalah nanas Bogor, Subang dan Palembang. Tumbuhan nanas memiliki
kandungan serat yang tinggi pada bagian daun (Dwi. P, 2010).
Kandungan serat dan sifat mekanik daun nanas dapat di tunjukkan pada
tabel 2.2
Tabel 2.2. Kandungan serat dan sifat mekanik daun nanas (Ananas comosus)
Kandungan serat dan sifat fisik

Jumlah

1) Berat jenis

1,44

2) Selulosa (%)

81

3) Lignin (%)

12

4) Elastik Modulus (GN/m2)

34 – 82

5) Pemanjangan (%)

0,8 – 1,6

Sumber : http://www.tifac.org.in/news/jute.htm
Selulosa merupakan salah satu dari komponen utama dinding sel yang
penting untuk kekuatan struktur tanaman (Arya, M, L, 2001). Selulosa
mempunyai rumus kimia (C6H10O5)n- dengan n derajat polimerisasi antara 500 –
10000. Polimer selulosa berbentuk linier dengan berat molekul bervariasi antara
50.000 sampai 2,5 juta. Selulosa merupakan homopolisakarida yang tersusun atas
unit – unit b – d –glukopiranosida yang terkait satu sama lain dengan ikatanikatan glikosida 1,4 seperti ditunjukkan oleh gambar 2.4.2. (Arya, M, L, 2001 ).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

17

Gambar 2.5 Selulosa
Pada rantai selulosa gugus hidroksi (-OH) dapat membentuk suatu ikatan
hidrogen intramolekuler maupun intermolekuler yaitu ikatan yang berbentuk
antara suatu atom dengan dua atom yang lebih elektronegatif. Ikatan hidrogen
intramolekuler hidrogen terjadi antara gugus-gugus –OH dari unit unit glukosa
dalam satu rangkai selulosa yang menyebabkan kekakuan pada selulosa. Ikatan
hidrogen intermolekuler terjadi antara gugus-gugus –OH dari molekul selulosa
yang berdampingan yang menyebabkan pembentukan supramolekul (Arya, M, L,
2001).
Morfologi

selulosa

mempunyai

pengaruh

yang

besar

terhadap

reaktifitasnya. Gugus hidroksi yang terdapat dalam daerah amorf sangat mudah
bereaksi karena strukturnya acak sehingga mudah bereaksi dan dicapai oleh
pelarut. Gugus hidroksi yang terdapat pada daerah kristalin memiliki berkas rapat
dan ikatan antar rantai yang kuat, sehingga

sangat kecil untuk bereaksi dan

dicapai oleh pelarut. Daerah kristalin adalah daerah yang terbentuk dengan
susunan rantai yang sangat teratur. Sedangkan daerah yang kurang teratur disebut
daerah amorf .
Selulosa mempunyai sifat fisik yang kuat dengan struktur kristal yang
stabil dan titik leleh yang tinggi. Adanya sifat tersebut menyebabkan selulosa

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

18

tidak mudah dilelehkan dan tidak larut dalam air. Selulosa hanya dapat larut
dengan pelarut yang mampu membentuk ikatan hidrogen selulosa. Adanya ikatan
hidrogen dengan pelarut tersebut menyebabkan

molekul selulosa mengalami

pengembungan. Kemampuan menggembung akan semakin meningkat jika ikatan
hidrogen yang terbentuk antara selulosa dengan pelarut semakin kuat (Aria, M, L,
2001).

2.5.

Gliser ol
Gliserol ialah suatu trihidroksi alkohol yang terdiri atas tiga atom karbon

jadi tiap atom yang empunyai gugus –OH. Satu molekul gliserol dapat mengikat
stau, dua, tiga molekul asam lemak dalam bentuk ester, yang disebut
monogliserida, digliserida dan trigliserida.
Adapun rumus molekul gliserol dapat ditunjukan pada gambar 2.5. :
CH2OH
|
CHOH
|
CH2 OH

Gambar 2.6. Rumus molekul Gliserol
Sifat fisik dari gliserol :
- Merupakan cairan tidak berwarna
- Tidak berbau
- Cairan kental dengan rasa yang manis
- Densitas 1,261

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

19

- Titik lebur 18,2° C
- Titik didih 290 ° C
Gliserol juga digunakan sebagai penghalus pada krim cukur, sabun, dalam
obat batuk dan syrup atau untuk pelembab (Hart, 1983 dalam Hasibuan, 2009 ).

2.6.

Pr insip Pembuatan Film Plastik
Kemampuan suatu bahan dasar dalam pembentukan film dapat

diterangkan melalui fenomena fase transisi gelas. Pada fase tertentu diantara fase
cair dengan padat, massa dapat dicetak atau dibentuk menjadi suatu bentuk
tertentu pada suhu dan kondisi lingkungan yang tertentu. Fase transisi gelas
biasanya terjadi pada bahan berupa polimer. Sedangkan suhu dimana fase transisi
gelas terjadi disebut sebagai titik fase gelas (glassy point). Pada suhu tersebut
bahan padat dapat dicetak menjadi suatu bentuk yang dikehendaki, misalnya
bentuk lembaran tipis (film) kemasan.
Madeka dan Kokini 1996 dalam Darni 2006, meneliti suhu transisi pada
keadaan antara glassy ke rubbery dari zein murni dengan kadar air 15 – 35 %.
Hasil penelitian menunjukkan terjadinya jalinan reaksi transisi pada suhu antara
65 – 160 o C untuk tepung zein dengan kadar air di atas 25 %. Dibawah suhu 65o
C zein terlihat seperti cairan polimer yang kusut (engtangled fluid polymer),
sedang di atas suhu 160o C ikatan silang agregat zein menjadi lemah. Kaitan
dengan gejala ini, polimer zein dari jagung yang dilarutkan dalam pelarut organik
dapa dicetak menjadi film kemasan plastik.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

20

Secara kimia kemampuan membentuk film dijelaskan oleh Argos, et al.,
1982 dalam Darni 2006, sebagai akibat terjadinya interaksi glutamin pada batangbatang (planes) molekul zein yang bertumpuk. Selanjutnya Gennadios, et. al.,
1994 dalam Darni

2006, bahwa film terbentuk melalui ikatan hidrofobik,

hidrogen dan sedikit ikatan disulfid diantara cabang-cabang molekul zein.
2.7.

Karakter istik Kemasan Plastik
Keberhasilan suatu proses pembuatan film kemasan plastik biodegradable

dapat dilihat dari karakteristik film yang dihasilkan. Karakteristik film yang dapat
diuji adalah karakteristik mekanik, Gugus fungsi, permeabilitas dan nilai
biodegradabilitasnya. (Darni, 2006).
1. Uji Mekanik (Kuat Tarik dan Elongasi)
Kebanyakan material mengalami tegangan beserta deformasinya selama
pemrosesan dan penggunaan. Suatu uji mekanis penting dilakukan untuk
mengetahui sejauh mana ketangguhan bahan material yang dibuat dapat
dialikasikan . kuat tarik (tensile strength) dan kemuluran (elongation) merupakan
parameter sifat-sifat mekanis suatu material. Prinsip kuat tarik (tensile strength)
adalah menghitung besarnya beban tarik maksimum persatuan luas sedangkan
kemuluran ( elongation) adalah besarnya pertambahan panjang yang diakibatkan
oleh beban tarikan pada saat putus. Kekuatan tarik merupakan kekuatan tegangan
maksimum bahan untuk menahan tegangan yang diberikan (Van Vlack 1991
dalam Pradita. 2011) . yaitu :

=

F
- ....... ………………..................................................................... (1)
A

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

21

adalah kuat tarik (transile strength), F adalah beban (Nm-2), dan A adalah luas
penampang (m2). Kecepatan penarikan yang digunakan pada semua sampel adalah
sama, sehingga tidak mempengaruhi nilai kuat tarik yang dihasilkan. Sedangkan
elongasi adalah regangan plastis linier yang menyertai perpatahan,(Van Vlack,
1991, dalam Pradita, 2011) yaitu :

L1 - Lo
X 100%
.....................................................................................(2)

=
L0
Dengan

adalah kemuluran (%) adalah panjang awal (cm) dan L1 adalah panjang

akhir (cm). Besarnya elongasi menentukan keelastisan atau keuletan (ductility)
suatu material. Bila nilainya mendekati nol maka material tersebut merupakan
material yang rapuh (Van Vlack, 1991 dalam Pradita, 2011)
Pengujian tarik adalah pengujian untuk menentukan sifat bahan. Pengujian
tarik biasanya dilakukan pada sepesimen atau batang uji dengan bentuk sesuai
dengan standart. Pengujian tarik bersifat merusak. Hal ini terjadi karena setelah
bahan dibentuk menjadi bahan uji kemudian pengujian tarik dilakukan akan
menimbulkan kerusakan atau patah dalam proses. Bila batang uji telah dipilih dan
disiapkan maka hasil pengujian mewakili sifat keseluruhan bahan (Paul A. T,
1991). Secara umum perpatahan digolongkan menjadi dua macam yaitu
perpatahan rapuh dan perpatahan ulet. Perpatahan rapuh melibatkan sedikit atau
tanpa deformasi plastis sehingga memerlukan sedikit energi untuk mematahkan
material tersebut misalnya gelas, polistirena dan beberapa besi tuang (Van Vlack,
1991 dalam Pradita, 2011). Besarnya energi yang dibutuhkan sama dengan luasan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

22

di bawah kurva s – e sebaliknya material yang tangguh seperti karet atau baja
memerlukan energi yang besar dalam proses perpatahan karena membutuhkan
banyak energi tambahan untuk mendeformasi material secara plastis di sekitar
garis patahan.
2. Spektrometer FT-IR (Fourier Transform Infra Red)
Spektrometer Infra Red merupakan salah satu teknik analisis yang handal
untuk mengidentifikasi senyawa-senyawa organik maupun anorganik antara suatu
pita dan gugus fungsional spesifik tak dapat ditarik dengan cermat, daerah
spektum ini disebut daerah sidik jari (Fingerprint region) (Fessenden &
Fessenden, 1968) Spektrum senyawa sifatnya karakteristik sehingga meskipun
perbedaan struktur dan konstituen molekul kecil dapat memberikan spektrum
sidik jari yang cukup besar perbedaanya sdikit dalam struktur dan gugus
fungsional akan memberikan perubahan yang mencolok pada distribusi puncakpuncak serapan. Bila dua spektrum mempunyai persesuaian yang tepat merupakan
bukti bahwa senyawa tersebut identik cara yang sering dilakukan yaitu
membandingkan spektrum beberapa senyawa yang kemungkinan telah dikenal.
Frekuensi gelombang inframerah berada di daaerah antara 13000 cm-1 sampai
10 cm-1, atau pada panjang gelombang 0,78 sampai 1000 μ m, di mana daerahnya
dikelompokkan seperti pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Frekuensi gelombang inframerah
DaerahIR
Daerah IR
dekat
tengah
Bilangan
13000–4000
4000-200
gelombang
(cm-1)
Panjang
0,78–2,5
2,5–50
gelombang

Daerah IR
jauh
200–10

50–1000

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

23

(μ m)

Untuk identifikasi gugus fungsi, dapat dilakukan pengamatan frekuensi vibrasi di
daerah bilangan gelombang antara 4000 sampai 1300 cm-1. Atom hidrogen dan
atom-atom yang memiliki berat 19 amu atau kurang mengalami vibrasi pada
daerah bilangan gelombang 4000 sampai 2500 cm-1, sedangkan frekuensi
regangan O-H dan N-H berada pada daerah 3700 sampai 2500 cm-1.
Vibrasi regangan C-H terlihat pada daerah bilangan gelombang 3300-2800
cm-1. Sebagai contoh, regangan alkena dan C-H aromatik terlihat di daerah
bilangan gelombang 3100 sampai 3000 cm-1, sedangkan regangan C-H alifatik
jenuh berada pada daerah 3000 sampai 2850 cm-1. C-H aldehida terlihat pada
bilangan gelombang 2900 sampai 2700 cm-1.
Gugus fungsi yang memiliki ikatan rangkap tiga berada pada bilangan
gelombang 2700 sampai 1850 cm-1, di mana C≡C terlihat pada bilangan
gelombang 2260 sampai 2100 cm-1, C≡N pada bilangan gelombang 2260 sampai
2220 cm-1, alena C=C=C pada 2000 sampai 1900 cm-1, S-H pada 2600 sampai
2550 cm-1, P-H di daerah 2440 sampai 2275 cm-1, dan Si-H pada 2250 sampai
2100 cm-1. Pita regangan gugus karbonil C=O terjadi cukup kuat pada daerah
bilangan gelombang 1870-1550 cm-1, sedangkan gugus keton, aldehida, asam
karboksilat, amida, dan ester menunjukkan pita serapan di daerah bilangan
gelombang 1750-1650 cm-1. Ion-ion karboksilat menunjukkan pita serapan pada
bilangan gelombang 1610 sampai 1550 cm-1 dan 1420 sampai 1300 cm-1

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

24

Gambar 2.7. Daerah Gugus Fungsi (Pradita, 2011)
Tabel 2.4. Gugus Fungsi Untuk Pati
No
1

Range Frekuensi
3492,86

Ragam Vibrasi
O–H

2

2980 – 2850

C–H

3

1650 – 1540

Asimetris CO2

4

1445 – 1465

C – CH2 Scissors

5

1160 – 1030

C – OH

6

1020 – 850

C – H bending
Planar dalam ring 1,2,4

7

690 – 500

Deformasi ring aromatik

Sumber : (Pradita, 2011)
Tabel 2.5. Range Frekuensi FT-IR
Gugus fungsi
Frekuensi (cm -1)
Alkil
C-H (stretching)
Isopropil-CH (CH3)2
Tert-Butil-C(CH3)3
-CH3 (Bending)
-CH2 (Bending)

2853-2962
1380-1385
1365-1370
1385-1395 dan
1365
1375-1450
1465

Intensitas

Sedang-tajam
Tajam
Tajam
Sedang
Tajam
Sedang
Sedang

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

25

Alkenil
C-H (Stretching)
C=C (Stretching)
R-CH=CH2
(C-H bending keluar
bidang)
R2C=CH2
Cis-RCH=CHR
Trans-RCH-CHR
Alkunil
=C-H (stretching)
C=C (stretching)
Aromatik
C=C Ar-H (stretching)
Substitusi aromatikkk
(C-H bending keluar
bidang)
Mono
Orto
Meta
Para
Alkohol, Fenol, Asam
Karboksilat
OH (alkohol, fenol)
alkohol, fenol, ikatan hidrogen)
asam karboksi