Laporan Pembuatan Bioplastik Dari Pati Singkong Dan Kitosan Dengan Gliserol


A. LATAR BELAKANG


Permasalahan limbah dewasa ini banyak. terutama pada penumpukan limbah plastik yang sulit terurai. Menurut Inaplas (2011), konsumsi plastik per kapita Indonesia masih sekitar 10 kg/kapita/tahun. Dibandingkan dengan negara ASEAN lainnya, jumlah ini masih rendah. Malaysia, Singapura, dan Thailand mencapai angka di atas 40 kg/kapita/tahun. Meskipun rendah, potensi peningkatan permintaan masih cukup besar, yakni sekitar 4,6 juta ton/tahun. Pertumbuhannya sekitar 5% pertahun (Destry Damayanti, 2013).

Meningkatnya jumlah ini menimbulkan dampak pada lingkungan ketika sudah tidak terpakai. Plastik yang digunakan saat ini merupakan polimer sintetis dari bahan baku minyak bumi yang terbatas jumlahnya dan tidak dapat diperbaharui. Maka, dibutuhkan adanya alternatif bahan plastik yang diperoleh dari bahan yang mudah didapat dan tersedia di alam dalam jumlah besar dan murah tetapi mampu menghasilkan produk dengan kekuatan yang sama yaitu bioplastik (Martaningtiyas, 2004).

Sebenarnya, penanganan limbah plastik bisa diatasi dengan mendaur ulangnya. Hanya saja, dalam pengelolaannya  sering tercampur limbah plastik yang merupakan limbah anorganik dengan limbah organik, sehingga plastik menjadi tidak layak untuk didaurulang maupun dipakai kembali. Salah satu usaha untuk mengatasi permasalahan sampah plastik berbasis minyak bumi yakni dengan pengembangan plastik yang dapat terdegradasi oleh mikroorganisme yang disebut plastik biodegradable atau yang dikenal dengan bioplastik yaitu plastik yang dapat digunakan layaknya plastik konvensional, tetapi mudah terdegradasi secara alami. Plastik ini dikenal dengan sebutan plastik ramah lingkungan. Salah satu bahan utama dalam pembuatan plastik biodegradable adalah pati. Pati digunakan karena merupakan bahan yang dapat tedegradasi di alam, menjadi senyawa senyawa yang ramah lingkungan (Darni, 2009).

Plastik berbahan dasar pati aman bagi lingkungan. Plastik dengan bahan baku berupa polimer sintetis membutuhkan waktu sekitar 50 tahun agar dapat terdekomposisi secara alamiah, sementara plastik biodegradable dapat 3 terdekomposisi 10 hingga 20 kali lebih cepat (Huda, 2007). 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.

Tepung atau pati merupakan jenis polimer yang secara alami diproduksi oleh tumbuhan jenis umbi-umbian, jagung dan beras (umumnya, pati terdapat pada tanaman yang mengandung banyak karbohidrat) dalam bentuk butiran halus. Butiran halus dari pati berbeda untuk masing-masing jenis tanaman tetapi tetap memiliki komposisi umum yaitu amilosa, sebuah polimer linier (mencapai 20% berat butiran) dan amilopektin yaitu sebuah polimer bercabang (Briassoulis, 2004). 

Pati juga dikenal sebagai bahan kemasan paling efektif karena merupakan bahan alami yang murah serta dapat terdegradasi dengan sangat cepat (Park, 2003). Kemudian, tercetuslah sebuah ide untuk membuat plastik yang bisa terurai dan ramah lingkungan, yaitu bioplastik. Bioplastik ini bisa dibuat dengan bahan dasar tumbuhan yang memiliki selulosa. Salah satunya yaitu singkong. Singkong sendiri merupakan komoditi yang mudah dan melimpah di Indonesia. 

Bioplastik dari singkong ini memanfaatkan pati dari singkong yang diolah sesuai dengan prosedurnya menjadi lembaran-lembaran plastik. Mata kuliah Kimia Lingkungan Program Studi Kimia Jurusan Pendidikan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta, menugaskan kepada mahasiswa untuk membuat bioplastik sebagai pembelajaran nyata dan wujud kepedulian terhadap lingkungan.

B. RUMUSAN MASALAH


Berdasarkan latar belakang diatas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh presentase panambahan gliserol terhadap permukaan plastik biodegradable dari pati singkong ?

2. Bagaimana hasil uji biodegradasi plastik biodegradable dari pati singkong?

C. TUJUAN


Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan percobaan ini adalah :

1. Mengetahui presentase penambahan gliserol terhadap permukaan plastik biodegradable dari pati singkong.

2. Mengetahui hasil uji biodegradasi plastik biodegradable dari pati singkong.

D. MANFAAT


Hasil percobaan ini diharapkan dapat menjadi tambahan data penelitian tentang plastik biodegradable bagi praktikan maupun peneliti lainnya. Selain itu, percobaan ini diharapkan dapat menambah wawasan mengenai plastik biodegradable yang ramah bagi lingkungan.

E. ALAT DAN BAHAN


Alat:

Gelas Beaker
Batang Pengaduk
Gelas Arloji
Gelas Ukur
Kompor Pemanas
Neraca Analitik
Penggaris

Bahan:

4 gram kitosan
45 ml akuades
5 ml asam asetat
2 gram tepung tapioka
3 buah plastik mika 
Gliserol 10%, 15%, dan 20%


F METODE PERCOBAAN


Dalam percobaan ini kami menggunakan perbedaan perbandingan gliserol. Membuat tiga macam variasi gliserol yaitu 10%, 15%, dan 20%. Berikut merupakan langkah kerja yang dilakukan dalam percobaan membuat bioplastik :

Langkah Kerja

1. Menimbang dan mengukur bahan yang akan digunakan dengan menggunakan neraca analitik dan gelas ukur

2. Melarutkan 4 gram kitosan dengan 5 ml asam asetat sambil diaduk dalam gelas beaker disertai pemanasan menggunakan kompor listrik pemanas

3. Melarutkan 2 gram tepung tapioka dengan 45 ml akuades dalam gelas beaker lainnya

3. Mencampurkan campuran kitosan dan tepung tapioka dengan menambahkan variasi gliserol 10% sebanyak 5 ml sambil tetap diaduk dan dipanaskan

4. Mengulangi langkah 1-4 dengan penambahan variasi gliserol lainnya yaitu 15% (7,5 ml) dan 20% (10 ml)

5. Menuangkan hasil campuran kitosan dan tepung tapioka diatas plastik mika dan meratakannya menggunakan penggaris

6. Menjemur plastik yang telah dilapisi dan mengangkat nya ketika sudah kering


G. HASIL DAN PEMBAHASAN

Proses pembuatan bioplastik ini menggunakan metode solution casting dengan mencampurkan semua bahan. Adapun variasi perlakuan yang digunakan dalam pembuatan bioplastik ini adalah gliserol dengan persentase sebesar 10%, 15%, dan 20% dari total volume larutan yang digunakan sebesar 50 ml. Dalam pembuatan bioplastik ini juga dilakukan penambahan larutan asam asetat sebanyak 5 ml. Penambahan asam asetat pada pembuatan bioplastik ini berfungsi untuk melarutkan kitosan.

Bioplastik gliserol 10%, 15%, 20%
Bioplastik gliserol 10%, 15%, 20%

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, bioplastik dengan komposisi kitosan:pati (2:1) dengan gliserol 10%, 15%, dan 20% berbentuk seperti agar-agar, hal ini dikarenakan sampel bioplastik belum kering sempurna. Pada sampel bioplastik dengan penambahan gliserol 10% diperoleh bioplastik dengan ukuran lebih tipis dibanding sampel bioplastik dengan penambahan 15% dan 20% gliserol. Sampel bioplastik dengan penambahan gliserol 20% memiliki ketebalan yang paling tinggi. Berdasarkan pengamatan, permukaaan sampel bioplastik dengan penambahan gliserol 10% dan 15% lebih rata dibanding bioplastik dengan penambahan gliserol 20%.  Perlakuan ini berdasar atas jurnal yang didapatkan yaitu “The Journal of Chemistry Vol.2 No.3”.

Menurut Gilang dan Sari, 2013 didapatkan bahwa bioplastik kitosan-pati dengan komposisi 2:1 dengan variasi gliserol 0%, 20%, 40%, dan 60%, pada penambahan gliserol 20% mempunyai modulus young yang cukup besar. Sifat mekanik bioplastik baik pada komposisi 2:1 dengan strukturnya cukup rapat pada penambahan gliserol 20% yang terdispersi kedalam bioplastik menyebabkan jarak antara molekul dalam plastik rapat. Sebaliknya, penambahan pati dalam campuran dapat menyebabkan sifat mekanik bioplastik kitosan-pati menjadi berkurang.

Uji Biodegradasi Bioplastik
Uji Biodegradasi Bioplastik 

Selain itu, berdasarkan tabel persentase berat hasil uji biodegradasi diperoleh bahwa semakin banyak penambahan gliserol maka laju berat sisa akan semakin cepat berkurang. Dari tabel tersebut, penambahan gliserol 60% menyebabkan kemampuan daya serap air yang tinggi, mempengaruhi kekuatan rantai dan tingginya gaya antar rantai dari ikatan hidrogen antar gugus hidroksil pada rantai yang menyebabkan mudah berinteraksi dengan adanya aktivitas beberapa mikroba yang terdapat pada tanah uji biodegradasi.
Dengan demikian pembuatan bioplastik kitosan:pati singkong dengan komposisi 2:1 diharapkan dapat memiliki modulus young yang baik pada penambahan gliserol 15% dan memiliki sifat biodegradasi yang baik pada penambahan gliserol 20%. Sehingga diperlukan uji lebih lanjut agar diperoleh hasil yang terukur.


H. KESIMPULAN


Proses pembuatan bioplastik berbahan dasar tepung singkong dilakukan dengan metode solution casting dengan mencampur semua bahan. Variasi perlakuan yang digunakan dalam pembuatan bioplastik berbahan dasar tepung singkong, perbandingan kitosan dengan tepung singkong 2:1 dengan variasi penambahan gliserol 10%; 15%; dan 20%. Dari hasil percobaan didapat ketebalan sampel dari paling tebal ke tipis adalah variasi penambahan gliserol 20%; 15%; 10%. Permukaan bioplastik paling halus hingga kasar adalah variasi penambahan gliserol 10%; 15%; 20%. Menurut Gilang dan Sari (2013) bioplastik dengan Modulus Young terbesar adalah penambahan gliserol 15% dan bioplastik yang mudah terbiodegradasi adalah variasi penambahan gliserol 20%.


I. SARAN 


Parameter perlakuan seperti pengadukan, suhu, kuantitas bahan harus sama, sehingga diperoleh hasil yang sesuai dengan teori. 
Perlu dilakukan pengulangan supaya mendapat hasil yang akurat.

J. DAFTAR PUSTAKA


Asni1, N.,  Saleh, D., dan Rahmawati, N. Plastik Biodegradable Berbahan Ampas Singkong dan Polivinil Asetat. Seminar Nasional Fisika 2015. Seminar Nasional Fisika 2015. Oktober, 2015. Jakarta. Indonesia.

Briassoulis, D. 2004. An Overview on the Mechanical Behaviour of Biodegradable  

Agricultural Films. Journal of Thermal Analytic and Calorimetry, 12 : 65-81.

Damayanti, Destry. 2013. Optimasi pembuatan glukosamin hidroklorida dari kitosan. Universitas Sumatera Utara: Medan.

Darni, Yuli dan Herti Utami. 2010. Studi Pembuatan dan Karakteristik Siat Mekanik dan Hidrofobitas Bioplastik dari Pati Sorgum. Universitas Lampung: Bandar Lampung.

Huda, Thorikul. 2007. Karakteristik Fisiokimiawi Film Plastik Biodegradable. D3 Kimia Analisis Universitas Islam Indonesia. Vol. 7, No. 2

Martaningtyas. 2004. Potensi plastik “Biodegradable”. Bogor. Institut Pertanian Bogor.

Pandu Lazuardi, G. dan Edi Cahyaningrum, S. 2013. Pembuatan dan Karakterisasi  Bioplastik Berbahan Dasar Kitosan dan Pati Singkong dengan Plasticizer Gliserol. UNESA Journal of Chemistry Vol. 2, No 3.

Park, H.M dkk. 2003. Environmentally Friendly Polymer Hybrids Part I Mechanical, Thermal, and Barrier Properties of Thermoplastic Starch/Clay Nanocomposites. Jurnal Material Science, N0.38, Hal 909-915.

Belum ada Komentar untuk "Laporan Pembuatan Bioplastik Dari Pati Singkong Dan Kitosan Dengan Gliserol"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel