PENGARUH PENAMBAHAN FILLER BENTONITE

TERHADAP KARAKTER BIOPLASTIK

BERBASIS PATI SAGU

REZKI AMALIA SYAMSUDDIN

1603410016

FAKULTAS SAINS

UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO

2020

ii

PENGARUH PENAMBAHAN FILLER BENTONITE

TERHADAP KARAKTER BIOPLASTIK

BERBASIS PATI SAGU

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Program Studi Kimia Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto Palopo

REZKI AMALIA SYAMSUDDIN

1603410016

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS

UNIVERSITAS COKROAMINOTO PALOPO

2020

iii

iv

v

vi

ABSTRAK

Rezki Amalia Syamsuddin. 2020. Pengaruh Penambahan Filler Bentonite

Terhadap Karakter Bioplastik Berbasis Pati Sagu (dibimbing oleh Nurmalasari

dan Muhammad Nur Alam).

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan filler

bentonite terhadap ketahanan air dan biodegradasi bioplastik berbasis pati sagu

memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI). Pembuatan bioplastik dilakukan

dengan penambahan filler bentonite yaitu 3%, 6%, 9%, dan 12% pada masing-

masing perlakuan P1, P2, P3, dan P4 serta 25% sorbitol. Formula kemudian

dicetak pada plat kaca dengan ukuran 13x13 cm lalu dikeringkan selama 3 hari

pada suhu ruang dan selanjutnya direndam dalam H2SO4 1 M. Hasil yang

diperoleh yaitu ketahanan air pada masing-masing sampel P1, P2, P3, dan P4

adalah 93,96%, 89,95%, 88,76%, dan 84,62% dan kehilangan massa pada masing-

masing sampel P1, P2, P3, dan P4pada hari ke-15 berturut-turut adalah 36,55%,

33,45%, 26,82%, dan 37,09%. Dari hasil tersebut, ketahanan air bioplastik yang

dihasilkan sudah mendekati Standar Nasional Indonesia (SNI) yaitu 99%

sedangkan pada degradasi bioplastik belum memenuhi standar bioplastik untuk

biodegradasi yaitu 100%.

Kata kunci: bentonite, bioplastik, pati sagu, sorbitol

iii

vii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. Tiada

daya dan kekuatan dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Pengaruh

Penambahan Filler Bentonite Terhadap Karakter Bioplastik Berbasis Pati Sagu”

ini kecuali izin dari yang Maha Kuasa.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam

menyelesaikan pendidikan Strata satu (S1) pada Program Studi Kimia Fakultas

Sains Universitas Cokroaminoto Palopo. Namun segala kesulitan dan hambatan

dalam tugas akhir ini dapat diatasi dengan bantuan beberapa pihak. Maka dari itu,

penulis juga mengucapkan terima kasih khususnya kepada:

1. Bapak Prof. Drs. Hanafie Mahtika, MS, selaku Rektor Universitas

Cokroaminoto Palopo.

2. Ibu Pauline Destinugrainy Kasi, S.Si., M.Sc, selaku Dekan Fakultas Sains

Universitas Cokroaminoto Palopo.

3. Ibu Ilmiati Illing, S.Si., M.Pd, selaku Wakil Dekan Fakultas Sains Universitas

Cokroaminoto Palopo. Terima kasih atas ilmu, masukan, dan saran yang telah

diberikan kepada penulis.

4. Ibu Nurmalasari S, S.Si., M.Sc, selaku pembimbing I. Terima kasih atas ilmu,

saran, dan masukan yang telah diberikan kepada penulis.

5. Bapak Muhammad Nur Alam, S.Si., M.Si, selaku pembimbing II dan

sekaligus Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains Universitas

Cokroaminoto Palopo. Terima kasih atas masukan dan kritikan yang telah

diberikan kepada penulis.

6. Ibu Fitri Jusmi, S.Si., M.Sc, selaku kepala Laboratorium Fakultas Sains

Universitas Cokroaminoto Palopo.

7. Bapak Irwan Ramli, Ph.D, selaku Dosen Fisika Fakultas Sains Universitas

Cokroaminoto Palopo. Terima kasih atas ilmu dan masukan kepada penulis

mengenai pengujian kuat tarik pada bioplastik.

8. Seluruh dosen dan staf Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto Palopo atas

arahan dan bimbingan serta ilmu pengetahuan yang telah diberikan kepada

penulis.

iv

viii

9. Laboratorium Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto Palopo, sebagai

tempat pembuatan bioplastik, pengujian ketahanan air, dan pengujian

beiodegradasi.

10. Pengawai Laboratorium Kimia Terpadu Universitas Hasanuddin atas

ketersediaanya dalam membantu pengujian FTIR dan pengawai Laboratorium

Forensik POLRI Cabang Makassar yang telah memberikan arahan dan

masukan mengenai pengujian FTIR bioplastik.

11. Perpustakaan kampus dua Universitas Cokroaminoto Palopo sebagai salah

satu sumber referensi bagi penulis.

12. Syamsuddin dan Harisa sebagai kedua orang tua yang telah memberikan

motivasi, mendoakan, dan menyemangati penulis.

13. Satriawan MB. dan Setiawati yang telah memberikan masukan dan motivasi

kepada penulis serta Ruskiah Syamsuddin yang telah membantu dalam

pengambilan sampel.

14. Rekan-rekan mahasiswa seperjuangan angkatan 2016 Program Studi Kimia

yang telah memberikan bantuan, masukan selama menyelesaikan tugas ini,

semangat, dan motivasi dalam penyusunan skripsi.

Penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada semua pihak yang telah

memberikan arahan, dukungan, dan motivasi. Semoga mendapatkan balasan dari

Allah SWT. Oleh karena itu, penulis senantiasa mengharapkan kritik dan saran

dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini dan dapat memberikan manfaat

bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Palopo, 20 Januari 2020

Rezki Amalia Syamsuddin

v

ix

RIWAYAT HIDUP

Rezki Amalia Syamssuddin, lahir di Waituo Kecamatan

Kamanre pada tanggal 14 September 1998 dari pasangan

Syamsuddin dan Harisa, sebagai anak pertama dari empat

bersaudara. Penulis mulai memasuki jenjang pendidikan di

SDN 31 Sampeang tahun 2006 dan lulus tahun 2010. Pada

tahun yang sama, penulis melanjutkan pendidikan di SMPN

Satap Sampeang tahun 2010 dan lulus pada tahun 2013. Kemudian melanjutkan

pendidikan di SMAN 1 Bajo tahun 2013 dan lulus tahun 2016. Selanjutnya

penulis melanjutkan pendidikan di Universitas Cokroaminoto Palopo S1 Program

Studi Kimia Fakultas Sains tahun 2016. Selama menjadi mahasiswa di Universitas

Cokroaminoto Palopo, penulis pernah menjadi peserta Olimpiade Nasional-MIPA

di Makassar tahun 2017 dan 2018, pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah

Biokimia Dasar dan Kimia Analitik Dasar tahun 2018, penulis pernah melakukan

praktek kerja lapang (PKL) di Laboratorium Forensik POLRI Cabang Makassar

tahun 2019, dan pernah menjadi penulis terpilih dalam lomba event Indonesia

berkreasi tahun 2020. Penulis juga merupakan penerima beasiswa USS

(University Scolarship Science) yang merupakan beasiswa gratis SPP selama IV

tahun di universitas Cokroaminoto Palopo. Selain kuliah, penulis juga aktif di

dunia pergerakan dan kelembagaanintra kampus yaitu pernah menjabat sebagai

pengurus HMK UNCP periode 2017-2018 pada bidang kaderisasi dan periode

2018-2019 dibidang dana dan usaha serta pernah menjabat sebagai pengurus

UKM LDK MPM UNCP pada periode 2017-2018 pada bidang kaderisasi dan

2018-2019 dibidang dakwah.

vi

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii

ABSTRAK .......................................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv

RIWAYAT HIDUP ............................................................................................. vi

DAFTAR ISI ....................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii

DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN ........................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 4

1.3 Tujuan Penelitian............................................................................. 4

1.4 Manfaat Penelitian........................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Teori ..................................................................................... 5

2.2 Hasil Penelitian yang Relevan ......................................................... 17

2.3 Kerangka Pikir ................................................................................. 19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian ................................................................................ 20

3.2 Definisi Operasional Variabel ......................................................... 20

3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian ........................................................... 20

3.4 Prosedur Penelitian .......................................................................... 20

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil ................................................................................................ 26

4.2 Pembahasan ..................................................................................... 30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 43

5.2 Saran ................................................................................................ 43

Halaman

vii

xi

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

LAMPIRAN ........................................................................................................ 53

viii

xii

DAFTAR TABEL

1. Standar SNI plastik ...................................................................................... 6

2. Nilai kandungan kalori dan gizi sagu 100 gram .......................................... 10

3. Komposisi kimia tepung dan ampas sagu genus Metroxylon sp. ................. 11

4. Komposisi kimia bentonite .......................................................................... 14

5. Perkiraan serapan gugus bioplastik .............................................................. 17

6. Hasil pengamatan pembuatan bioplastik...................................................... 25

7. Pengaruh penambahan filler bentonite

terhadap kuat tarik bioplastik ....................................................................... 27

8. Pengaruh penambahan filler bentonite

terhadap ketahanan air bioplastik ................................................................. 27

9. Pengaruh penambahan filler bentonite

terhadap degradasi bioplastik ....................................................................... 28

10. Analisis spektra FTIR plastik biodegradable perlakuan (P4)

sebelum dan sesudah penimbunan (5 hari, 10 hari, dan 15 hari) ................. 41

11. Pengujian kuat tarik .................................................................................... 56

12. Pengujian ketahanan air .............................................................................. 60

13. Pengujian biodegradasi ............................................................................... 62

Halaman

ix

xiii

DAFTAR GAMBAR

1. Struktur molekul kandungan pati ................................................................. 8

2. Tanaman sagu .............................................................................................. 9

3. Pati sagu ....................................................................................................... 10

4. Struktur sorbitol ........................................................................................... 11

5. Sorbitol ......................................................................................................... 12

6. Bentonite ...................................................................................................... 13

7. Struktur bentonite ......................................................................................... 14

8. Komponen dasar FTIR (fourier transform infrared) ................................... 15

9. Alat instrument FTIR (fourier transform infrared) ..................................... 16

10. Bagan kerangka pikir ................................................................................... 19

11. Bagan diagram alir penelitian ...................................................................... 23

12. Hasil pengujian FTIR (fourier-transform infrared spectroscopy)

sebelum penimbunan ................................................................................... 28

13. Hasil pengujian FTIR (fourier-transform infrared spectroscopy)

sesudah penimbunan .................................................................................... 30

14. Pengaruh penambahan filler bentonite terhadap

penyerapan air bioplastik ............................................................................. 34

15. Pengaruh penambahan filler bentonite terhadap

ketahanan air bioplastik ............................................................................... 34

16. Struktur bentonite ......................................................................................... 35

17. Pengaruh penambahan filler bentonite terhadap

degradasi bioplastik ..................................................................................... 37

18. (a) Bioplastik sebelum terdegradasi dan (b) Bioplastik sesudah

terdegradasi pada hari ke-15 ........................................................................ 38

19. Preparasi sampel pati sagu .......................................................................... 68

20. Pencampuran bahan dan pembuatan larutan bioplastik .............................. 68

21. Proses pencetakan dan pengeringan ............................................................ 69

22. Pengukuran ketebalan ................................................................................. 69

23. Uji kuat tarik ............................................................................................... 69

24. Uji ketahanan air ......................................................................................... 70

Halaman

x

xiv

25. Tahap penimbunan ...................................................................................... 70

26. Uji biodegradasi hari ke-5 (P1, P2, P3, dan P4) ......................................... 70

27. Uji biodegradasi hari ke-10 (P1, P2, P3, dan P4) ....................................... 70

28. Uji biodegradasi hari ke-15 (P1, P2, P3, dan P4) ........................................ 71

29. Proses penimbangan ..................................................................................... 71

30. Uji FTIR ....................................................................................................... 71

xi

xv

DAFTAR LAMPIRAN

1. Perhitungan hasil pengujian bioplastik ........................................................ 54

2. Dokumentasi kegiatan penelitian ................................................................. 68

3. Hasil pengujian FTIR ................................................................................... 72

4. Surat permohonan izin melakukan penelitian .............................................. 76

5. Surat keterangan pelaksanaan penelitian ..................................................... 78

6. Laporan hasil pengujian ............................................................................... 80

7. Keterangan hasil similarity check skripsi .................................................... 83

8. Surat pernyataan keaslian naskah skripsi ..................................................... 84

Halaman

xii

xvi

DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN

Lambang/Singkatan Arti dan Keterangan

ABS

b/b

cm

cm-1

oC

dkk

EM4

FTIR

gram

Inaplas

kg

kj

L

%

M

m

mg

mL

mm

Mpa

PC

PE

PET

PLA

POM

PP

PS

SAN

SNI

ton

wt

Acrylonitrile-butadiene-styrene

Berat per berat

Sentimeter

Satuan bilangan gelombang

Derajat celcius, satuan suhu

Dan kawan-kawan

Effective microorganisme

Fourier transform infra-red spectroscopy

Satuan bobot gram

Asosiasi, olefin, aromatik, dan plastik

Kilogram

Kilo joule

Liter

Perseratus

Molaritas

Meter

Milligram

Milliliter

Millimeter

Mega pascal

Policarbonate

Polietilena

Polyethylene terephthalate

Polylactic acid

Polyoxymethylene

Polipropilena

Polistirena

Styrene-acryonitile copolymer

Standar Nasional Indonesia

Satuan 1000 kilogram

Persentase massa

xiii

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan Negara yang memiliki kecenderungan terhadap

kebutuhan makanan yang tinggi. Makanan dapat memenuhi kebutuhan

metabolisme tubuh, namun disamping itu juga diperhatikan aspek kemasannya

karena mengakibatkan dampak pada ekosistem dan lingkungan. Akan tetapi,

kemasan makanan pada dasarnya berasal dari plastik yang telah dibuat sedemikian

rupa sehingga dapat menarik konsumen untuk membeli makanan tersebut. Plastik

memiliki kemampuan dalam melindungi makanan, namun memiliki sifat yang

sulit terurai dengan cepat dialam (Nugraha dan Widya, 2017).

Penggunaan plastik sebagai kemasan semakin meningkat, sehingga

menyebabkan pencemaran lingkungan dikarenakan sulit terurai oleh

mikroorganisme. Berdasarkan data Inaplas tahun 2017, total konsumsi plastik di

Indonesia secara total adalah 5,76 juta ton per tahun dengan rata-rata konsumsi

per kapita sebesar 19,8 kg/kapita. Menurut Sahwan dkk (2005), jumlah plastik

yang sangat besar apabila tidak diolah dengan baik akan berpotensi memperburuk

kualitas lingkungan.

Berdasarkan penelitian Jambeck dkk (2015), Indonesia adalah Negara

dengan penghasil sampah ke laut yang kedua setelah Cina yaitu sebesar 187,2 juta

ton. Menurut Purwaningrum (2016), banyaknya jumlah sampah plastik yang

dihasilkan sehingga diperlukan penanganan dengan menggunakan konsep 3R

(reuse, reduce, dan recycle). Reuse adalah penanganan sampah plastik dengan cara

menggunakan kembali barang yang terbuat dari bahan plastik. Reduce adalah

konsep penanganan sampah plastik untuk mengurangi pembelian barang-barang

yang terbuat dari plastik khususnya plastik yang sekali pakai. Recycle adalah

teknik penanganan sampah plastik yang dilakukan dengan cara mendaur ulang

plastik.

Selain itu, upaya pemerintah dalam mengurangi sampah plastik yaitu

dengan menerapkan kantong plastik berbayar yang dapat memberikan

pengetahuan dan meningkatkan kesadaran masyarakat tentang pentingnya

perlindungan pada lingkungan (Novianti dan Kartika, 2017). Hal ini dikarenakan

2

untuk mendaur-ulang sampah plastik membutuhkan biaya yang lebih tinggi

dibandingkan dengan memproduksinya (Avella dkk., 2009). Plastik pada

umumnya menimbulkan dampak negatif jika dibuang kelingkungan sehingga

diperlukan solusi untuk menanggulangi hal tersebut.

Salah satu solusi untuk memecahkan permasalahan adalah dengan

membuat plastik ramah lingkungan yang berasal dari bahan alami, tersedia dalam

jumlah besar di alam, dapat menghasilkan produk yang memiliki sifat seperti

plastik konvensional, dan menghasilkan hasil akhir atau produk yang sama seperti

plastik konvensional. Keunggulan bioplastik yaitu dapat terurai dengan baik

dilingkungan sehingga menyebabkan permintaan produk ini meningkat setiap

tahunnya. Pada tahun 2018 kapasitas produksi global bioplastik meningkat dari

885 ton meningkat menjadi 912 ton pada tahun 2019 (European Bioplastics,

2018). Berdasarkan data Freedonia Group 2013, permintaan global untuk

bioplastik akan meningkat 19% per tahun meningkat menjadi 960.000 ton pada

tahun 2017 serta permintaan bioplastik oleh pasar juga meningkat dari 8,3 ribu

metrik ton pada tahun 2002 menjadi 77,0 ribu metrik ton pada tahun 2017.

Bioplastik adalah plastik yang dapat digunakan seperti plastik

konvensional, namun plastik tersebut akan terurai oleh aktivitas mikroorganisme

ketika dibuang ke tanah. Hasil akhir dari dekomposisi tersebut adalah air dan

karbon dioksida (Pranamuda, 2001). Bahan dasar pembuatan bioplastik yaitu

tanaman yang memiliki kandungan pati, selulosa, lignin, protein, dan lipid pada

hewani (Selpiana dkk., 2016).

Peneliti sebelumnya telah menggunakan pati sebagai bahan utama dalam

pembuatan bioplastik seperti pembuatan plastik biodegradable pati sagu dengan

penambahan kitosan dan gelatin (Pulungan dkk., 2015) dan pengaruh penambahan

kitosan dan plasticizer gliserol pada karakteristik plastik biodegradable dari pati

limbah kulit singkong (Sanjaya dan Puspita, 2010). Salah satu sumber pati yang

potensial dijadikan bioplastik berasal dari pati sagu (Metroxylon sp.). Pati sagu

mengandung 87,25% pati, 0,018% serat kasar, 0,26% protein, 0,12% kadar abu,

0,06% kadar lemak, dan 14,09 kadar air (Maherawati dkk., 2011).

Pembuatan plastik dengan penambahan pati dapat mempermudah proses

degradasi oleh bakteri dengan cara memutus rantai polimer menjadi monomer-

3

monomernya (Vilpoux dan Averous, 2006). Selain itu, meningkatkan

degradabilitas bahan dan berdampak pada menurunnya kekuatan mekanis bahan

(Widyaningsih dkk., 2012). Pati adalah polimer alami yang dihasilkan dari proses

ekstraksi tanaman yang mempunyai sifat ramah lingkungan, dapat terdegradasi

dengan cepat di alam, ketersediaannya yang besar di alam atau terjangkau

sehingga pati tersebut dapat digunakan untuk bahan utama yang dapat digunakan

untuk memproduksi material biodegradable (Sandra, 2004).

Penelitian yang dilakukan Melani dkk (2017), melaporkan bahwa

bioplastik pati umbi talas melalui proses melt intercalation dengan penambahan

jenis filler dan plasticizer menghasilkan karakteristik seperti, uji tarik sebesar

89,327801 MPa, uji degradasi sebesar 52% berat residual, uji logam timbal (Pb)

sebesar 0,0057 mg/L dan kadmium (Cd) sebesar 0,127 mg/L. Penelitian ini

memiliki keunggulan yaitu bioplastik yang dihasilkan sudah memenuhi Standar

Nasional Indonesia (SNI). Kelemahannya terletak pada variasi konsentrasi clay

sebagai pengisi/komposit mengakibatkan pori-pori pada lembaran bioplastik

mengalami kelebihan filler yang mengakibatkan hasil bioplastik menjadi tidak

baik.

Berdasarkan hal tersebut, peneliti berinisiatif untuk menggunakan pati

sagu sebagai bahan baku pembuatan bioplastik dengan penambahan filler

bentonite yang berfungsi untuk menguatkan dan lebih mudah terdegradasi serta

plasticizer sorbitol untuk meningkatkan fleksibilitas dan ketahanan film.

Penelitian yang dilakukanMelani dkk (2017), melaporkan bahwa plasticizer

sorbitol merupakan plasticizer yang lebih efektif dibandingkan gliserol karena

memiliki beberapa kelebihan seperti mengurangi ikatan hidrogen internal pada

suatu ikatan intermolekuler sehingga baik dalam menghambat penguapan air dari

suatu produk, dapat larut pada tiap-tiap rantai polimer sehingga dapat

mempermudah gerakan molekul pada polimer, dan mempunyai sifat permeabilitas

O2 yang lebih rendah sehingga menyebabkan bioplastik dengan mudah terurai

(terdegredasi).

Hasil penelitian Illing dan Satriawan (2017), melaporkan bahwa ketahanan

air tertinggi diperoleh pada konsentrasi gelatin 0% dengan penyerapan air sebesar

44,3% sedangkan penyerapan air tertinggi terdapat pada gelatin 10% sebesar 59%

4

dari berat awal 0,105 gram. Edible film yang dihasilkan memiliki sifat ketahan air

yang rendah. Berdasarkan latar belakang tersebut, peneliti berinisiatif untuk

mengetahui pengaruh penambahan filler bentonite terhadap karakter bioplastik

berbasis pati sagu untuk memperbaiki sifat mekanik dan ketahanan air dari

bioplastik sebelumnya sehingga diperoleh bioplastik yang lebih baik yang dapat

mengurangi jumlah sampah plastik setiap tahun, seiring dengan peningkatan

populasi dan kebutuhan hidup masyarakat.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, penulis merumuskan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh penambahan filler bentonite terhadap karakter

bioplastik berbasis pati sagu? .

2. Apakah ketahanan air dan biodegradasi bioplastik berbasis pati sagu dengan

penambahan filler bentonite memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI)? .

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah, tujuan penelitian yaitu

sebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh penambahan filler bentonite terhadap karakter

bioplastik berbasis pati sagu.

2. Mengetahui ketahanan air dan biodegradasi bioplastik berbasis pati sagu

dengan penambahan filler bentonite memenuhi Standar Nasional Indonesia

(SNI).

1.4 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian yaitu sebagai berikut:

1. Meningkatkan kesadaran masyarakat untuk melestarikan lingkungan dengan

pemanfaatan bioplastik sehingga membantu menyelamatkan lingkungan dari

sampah plastik.

2. Menambah wawasan masyarakat mengenai pati sagu yang dapat digunakan

sebagai pengganti plastik yang ramah lingkungan.

3. Memberikan informasi kepada masyarakat tentang pemanfaatan pati sagu

yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioplastik.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Teori

1. Plastik

Plastik merupakan kemasan yang banyak digunakan dalam kehidupan

sehari-hari baik sebagai kemasan pangan, bahan pelindung, pewadahan produk

elektronika, dan pewadahan zat kimia industri. Disamping itu, plastik memiliki

kelebihan seperti fleksibel (tidak mengikuti bentuk suatu produk), transparan

(tembus pandang), tidak mudah pecah sehingga aman dalam melindungi produk,

bentuk lanimasi (tidak dapat dikombinasikan dengan bahan kemasan lain), tidak

korosif, dan harganya relatif murah sehingga masyarakat banyak menggunakan

plastik dalam berbagai aspek sehari-hari. Adapun kelemahan dari plastik yaitu

tidak tahan panas, dapat mencemari produk (migrasi komponen monomer)

sehingga menyebabkan resiko keamanan maupun kesehatan konsumen, dan

termasuk bahan yang tidak dapat dihancurkan dengan cepat atau non-

biodegradable (Puspita dan Taufik, 2014).

Plastik adalah salah satu jenis makromolekul yang terbentuk dari proses

polimerisasi. Polimerisasi adalah suatu proses penggabungan dari beberapa

monomer (molekul sederhana) yang melalui proses kimia sehingga menjadi

makromolekul (molekul besar) (Surono, 2013). Apabila monomernya sejenis

disebut homopolimer dan jika berbeda disebut kopolimer (Mujiarto, 2005). Plastik

memiliki istilah yang mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik,

namun terdapat beberapa polimer alami yang termasuk plastik. Plastik terbentuk

dari proses kondensasi organik atau penambahan polimer dan juga terdiri dari zat

lain yang bertujuan untuk meningkatkan performa atau keekonomian. Plastik yang

memiliki suatu ikatan karbon rantai panjang akan menghasilkan tingkat kestabilan

yang tinggi dan sulit diuraikan oleh mikroorganisme (Wardani, 2009).

Adapun klasifikasi plastik berdasarkan struktur kimianya terdiri atas dua

yaitu:

a. Linear yaitu polimer yang terbentuk dari monomer sehingga membentuk rantai

polimer lurus (linear) maka terbentuk plastik thermoplastic dengan sifat meleleh

6

pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu, dan sifatnya dapat balik

(reversibel) yaitu kembali mengeras apabila didinginkan.

b. Jaringan tiga dimensi yaitu jika monomer berbentuk tiga dimensi yang

diakibatkan polimerisasi berantai, maka terbentuk plastik thermosetting dengan

sifat tidak mengikuti perubahan suhu dan sifatnya tidak dapat balik (irreversibel)

yaitu apabila telah terjadi pengerasan maka bahan tersebut tidak dapat dilunakkan

kembali (Nurminah, 2002).

Berdasarkan penggolongannya, plastik terbagi menjadi dua yaitu plastik

thermoplast merupakan plastik yang dapat diproses secara berulang-ulang dengan

bantuan panas seperti PE, PP, PS, ABS, SAN, nylon, PET, POM, dan PC,

sedangkan plastik thermosetting merupakan plastik yang sekalicetak dalam hal ini

tidak bisa berulang-ulang dikarenakan bangun polimernya sudah berbentuk

jaringan tiga dimensi. Adapun yang termasuk plastik thermosetting yaitu PU (poli

ureten), UF (urea formaldehida), MF (melamine formaldehida), polyester, epoksi,

dan lain-lain (Halid, 2017).

Plastik yang dibuat harus diperhatikan bahan baku yang dipilih agar

diperoleh plastik yang memiliki sifat seperti yang diinginkan. Selain itu,

diperlukan bahan tambahan untuk memperkuat plastik yang dihasilkan.

Berdasarkan fungsinya, bahan tambahan antara lain yaitu bahan pelunak

(plasticiezer), bahan penstabil (stabilizer), bahan pelumas (lubricant), bahan

pengisi (filler), pewarna (colorant), antistatic agen, blowing agin, flame

retardant, dan sebagainya (Mujiarto, 2005).

Sifat-sifat plastik sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI)

Tabel 1. Standar SNI plastik No. Karakteristik Nilai

1. Kuat tarik (Mpa)

2. Persen elongation (%)

3. Hidrofobisitas (%)

24,7-302

21-220

99

Sumber: Darni dan Herti (2010)

2. Bioplastik

Bioplastik adalah salah satu bahan dalam waktu tertentu mengalami

perubahan dalam struktur kimia yang mempengaruhi sifat-sifat plastik karena

adanya pengaruh mikroorganisme (bakteri, jamur, dan alga) (Firdaus, 2008).

7

Bioplastik merupakan plastik yang cepat terurai dialam yang diakibatkan oleh

mikroorganisme ketika dibuang kelingkungan sehingga menjadi hasil akhir air

dan gas karbon dioksida. Disamping sifatnya yang dapat kembali ke alam, maka

bioplastik termasuk ramah lingkungan (Sinaga dkk., 2014). Bioplastik dibuat

dengan menggabungkan plastik dengan bahan yang bersumber dari alam. Bahan

dasar pembuatan plastik adalah senyawa-senyawa tanaman seperti pati, selulosa,

dan lignin serta bahan-bahan dari hewan seperti protein dan lipid (Setiawan dkk.,

2015).

Depolimerisasi atau mineralisasi meyebabkan bioplastik dapat berubah

menjadi biomassa, H2O, CO2, dan CH4. Depolimerisasi terjadi karena enzim

ekstraseluler yang terdiri atas endo (bekerja dengan cara memutus ikatan internal

pada rantai utama polimer secara acak) dan ekso enzim (bekerja dengan cara

memutus unit monomer pada rantai utama secara berurutan). Akibat dari proses

depolimerisasi tersebut maka akan membentuk CO2, H2O, CH4, O2, garam-garam

mineral, dan biomassa (Ardiansyah, 2011).

Bioplastik yang dibuang kelingkungan cepat terdegradasi dengan bantuan

bakteri yaitu pseudomonas, aspergillus niger, dan bacillus. Bakteri tersebut dapat

memutus rantai polimer menjadi monomer-monomernya. Senyawa-senyawa hasil

degradasi polimer yaitu karbon dioksida dan air. Selain itu, juga menghasilkan

senyawa organik lain seperti asam organik dan aldehida yang tidak berbahaya

bagi lingkungan. Sebagai perbandingan, plastik sintetik membutuhkan waktu

sekitar 50 tahun agar dapat terdekomposisi sedangkan, bioplastik dapat

terdekomposisi sekitar 10 hingga 20 kali lebih cepat. Hasil dari degradasi plastik

dapat digunakan sebagai makanan hewan ternak atau pupuk kompos (Ummah,

2013).

Bahan pertanian yang mempunyai potensi untuk pembuatan film kemasan

bioplastik adalah polisakarida. Polisakarida dari hasil pertanian bernilai lebih

murah dan ketersedian sumber patinya cukup melimpah. Pati memiliki polimer

yang potensial karena murah dan mudah tergedradasi oleh mikroorganisme tanah.

Salah satu pati dapat yang tersedia melimpah adalah pati sagu. Berdasarkan

penelitian Yuniarti dkk (2014), bioplastik berbasis pati sagu dengan bahan asam

8

asetat dan gliserol dapat terdegradasi secara alami dengan media pasir dan

mikroba EM4.

Film pati terbentuk dengan menggunakan prinsif gelatinasi yaitu

penambahan sejumlah air yang dipanaskan dengan suhu tinggi sehingga

mengakibatkan ikatan amilosa cenderung saling berdekatan. Hal ini dikarenakan

adanya ikatan hidrogen. Proses pengeringan mengakibatkan penyusutan dari film

sebagai akibat lepasnya air sehingga membentuk gel dengan film yang stabil

(Anita dkk., 2013).

3. Pati

Pati dapat diperoleh dari beberapa tanaman seperti singkong, beras,

kentang, sorgum, pisang, dan sebagainya. Pati dapat diperoleh dengan cepat

karena tersedia di alam dan harganya relatif murah. Hal ini membuat pati

digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan bioplastik dan dengan cepat

didegradasi oleh mikroorganisme menjadi senyawa-senyawa yang ramah

lingkungan (Darni dan Herti, 2010).

Pada pati terdapat campuran kandungan amilosa dan amilopektin sehingga

mengakibatkan perbedaan pada setiap tumbuhan. Amilosa memberikan sifat keras

dan membentuk kompleks berwarna biru sedangkan, amilopektin memberikan

sifat lengket dan membentuk kompleks berwarna ungu-coklat apabila

ditambahkan dengan iodin (Hee Joung An, 2005). Amilosa dan amilopektin terdiri

atas D-glukosa yang terikat dengan ikatan -1,4 glikosidik, namun amisola

menyebabkan molekulnya merupakan rantai terbuka dan amilopektin terdapat

ikatan -1,6 glikosidik (Ariani, 2009).

(a) (b)

Gambar 1. Struktur molekul kandungan pati (a) amilosa dan (b) amilopektin

(Sumber: Zulaidah, 2012)

9

Pati memiliki kandungan amilopektin lebih besar daripada amilosa. Hal ini

mempengaruhi sifat kelarutan dan derajat gelatinisasi pati. Semakin besar

kandungan amilosa, maka pati akan bersifat kering dan kurang lengket (Nisah,

2017). Kandungan amilopektin mempengaruhi kestabilan plastik biodegradable

sedangkan, amilosa berpengaruh terhadap kekompakannya. Pati dengan kadar

amilosa yang tinggi menghasilkan biodegradable yang lentur dan kuat. Hal ini

dikarenakan struktur amilosa dapat menyebabkan terjadinya pembentukan ikatan

hidrogen antarmolekul glukosa penyusunnya dan selama pemanasan mampu

membentuk jaringan tiga dimensi sehingga dapat memerangkap gel yang kuat.

Penelitian banyak mengkaji tentang bioplastik menggunakan pati sebagai

matriksnya. Penggunaan pati pada pembuatan bioplastik sangat berpotensi

dikarenakan keberadaan pati yang melimpah, mudah terdegradasi, dan murah.

Namun perlu penambahan bahan plasticizer untuk mengubah sifat dan

karakteristik plastik yang dihasilkan (Radhiyatullah dkk., 2015).

a. Tanaman sagu

Di Indonesia tanaman sagu umumnya tumbuh secara liar seperti ditempat

rawa air tawar, bergambut, dan air payau. Tanaman sagu terdapat dibeberapa

daerah seperti kepulauan Riau, Mentawai, Bengkulu, Jawa Barat, Kalimantan

Selatan, Sulawesi, Maluku, Nusa Tenggara Barat, dan Papua Barat. Tanaman sagu

(Metroxylon sagu Rottb) merupakan tumbuhan yang dapat menghasilkan pati dan

dikelompokkan dalam suku palma.

Gambar 2. Tanaman sagu

(Sumber: Dokumentasi pribadi, 2020)

Divisi : Spermatophyta

Kelas : Angiospermae

Ordo : Spadicifflorae

Famili : Palmae

10

Genus : Metroxylon

Spesies : Metroxylon sagus Rottb (Ruddle dkk., 1978)

Tabel 2. Nilai kandungan kalori dan gizi sagu per 100 gram Komponen Sagu (gram)

Kalori

Protein

Lemak

Karbohidrat

Ca

Fe

357

1,4

0,2

85,9

15

1,4

Sumber : Novarianti dan Mahmud (1989)

b. Pati sagu

Pati sagu dapat diperoleh dari pohon sagu sehingga keberadaannya sangat

penting bagi masyarakat yang berada di pedesaan karena keragaman

penggunaannya (Louhenapessy, 1992). Pohon sagu mempunyai empelur dengan

berat 270-360 kg dan menghasilkan 90-180 kg pati sagu atau rata-rata 40% dari

berat total (Corbishley dan Miller, 1984). Salah satu cara untuk memperoleh pati

yang terkandung pada pohon sagu adalah menggunakan prinsif ekstraksi dengan

proses batang sagu yang sudah terpisah dari kulit serat kasar setebal 2-4 cm

dibersihkan, lalu dibelah menjadi beberapa bagian dengan panjang 4-7cm,

selanjutnya dilakukan pemarutan, pemisahan pati sagu dari seratnya, dan

kemudian pengeringan pati sagu (Flack, 1983).

Gambar 3. Pati sagu

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2020)

Pati sagu adalah polimer karbohidrat yang merupakan homopolimer

glukosa dengan ikatan glikosidik (Thomas dan Atwell, 1999). Mempunyai sifat

yang berbeda dibandingkan pati lainnya karena adanya perbedaan panjang rantai

karbon, sehingga menyebabkan perbedaan sifat pati yang bersangkutan

(Pomeranz, 1991).

11

Tabel 3. Komposisi kimia pati sagu Komponen Jumlah (%)

Protein

Abu

Serat

Pati

Amilosa

Amilopektin

0,62

0,32

0,15

75,88

23,94

76,06

Sumber: Richana dan Titi (2000)

4. Sorbitol

Pada pembuatan edible film, sorbitol banyak digunakan sebagai plasticizer

(Megawati dan Machsunah, 2016). Sorbitol memiliki rumus kimia C6H14O6dan

merupakan senyawa monosakarida polyhydric alcohol. Struktur molekul sorbitol

hampir menyerupai (mirif) dengan struktur molekul glukosa, yang berbeda yaitu

gugus aldehid pada glukosa diganti menjadi gugus alkohol.

Gambar 4. Struktur sorbitol

(Putra dkk., 2017)

Sorbitol memiliki sifat fisika antara lain yaitu specific gravity yaitu 1.472

(-5 oC), titik lebur yaitu 93

oC (metasable form), titik didih yaitu 296

oC, kelarutan

dalam air yaitu 235 gram/100 gram H2O, panas pelarutan dalam air yaitu 20.2

kj/mol, dan panas pembakaran yaitu -3025.5 kj/mol. Selain memiliki sifat fisika

juga memiliki sifat kimia yaitumemiliki wujud kristal pada suhu kamar, berwarna

putih, tidak berbau, berasa manis, dapat larut (air, gliycerol, dan propylene

glycol), sedikit larut (dalam metanol, etanol, asam asetat, dan phenol), dan tidak

larut dalam sebagian besar pelarut organik (Perry, 1950).

Sorbitol mempunyai tingkat kelarutan yang tinggi dalam air sehingga

semakin tinggi konsentrasi sorbitol maka tingkat kelarutannya juga semakin

tinggi. Penambahan sorbitol ke dalam film akan meningkatkan kelarutan di dalam

air. Hal ini dikarenakan sorbitol memiliki sifat hidrofilik (Hidayati dkk., 2015).

12

Kemampuan sorbitol untuk mengurangi ikatan hidrogen internal dan

meningkatkan jarak intermolekul menjadikan sorbitol digunakan sebagai

plasticizer dalam pembuatan edible film yang dapat mengatasi sifat rapuh film

(Putri, 2018).

Gambar 5. Sorbitol

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2020)

5. Bentonite

Bentonite meruapakn jenisclay yang mengandung monmorillonite (80%)

dengan rumus kimia [All.67Mg0.33(Na0.33)]Si4O10(OH)2. Kandungan pengotor dari

bentonite yaitu kwarsa, illit, kalsit, mika, dan klorit. Biasanya terdapat pada air

tawar (misalnya danau alkali) dan cekungan laut (fosil laut yang melimpah dan

batu kapur) yang ditandai dengan energi pengendapan yang rendah oleh

lingkungan dan kondisi iklim yang sedang.

Bentonite memiliki sifat hidrofilik (suka air) (Syuhada dkk., 2009).

Dijumpai pada beberapa kegiatan seperti pengecoran pasir dan logam, lumpur bor,

absorben, campuran berbagai komposit, kosmetik, obat-obatan, dan penjernihan

cairan (terutama anggur putih dan jus). Selain itu, juga merupakan adsorben yang

banyak digunakan sebagai zat pemutih (bleaching) dan katalis (Utracki, 2004).

Adapun sifat fisika bentoniteyaitu, berkilap lilin, lunak, plastis, berwarna

pucat dengan kenampakan (putih, hijau muda, kelabu hingga merah muda) dalam

keaadaan segar sedangkan, lapuk (berwarna kream lalu menjadi kuning, merah

coklat hingga menjadi hitam), diraba seperti licin (sabun), saat dimasukkan ke

dalam air akan menyerap air (sedikit atau banyak), apabila terkena air hujan maka

akan berubah menjadi bubur, dan pada keadaan kering menimbulkan rekahan

yang nyata. Selain itu, mempunyai massa jenis 2,2-2,8 g/L, indeks bias 1,547-

1,557, dan titik lebur 1330-1430 oC (Johnstone, 1961).

13

Gambar 6.Bentonite

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2020)

Aplikasi bentonite yaitu pemanfaatannya sebagai filler yang berukuran

nano, dikenal sebagai nanofiller yang dapat diaplikasikan ke dalam material

polimer sehingga menghasilkan material nanocomposite. Nanocomposite dapat

menyebabkan beberapa peningkatan sifat dasar polimer yaitu sifat ketahanan

termal, sifat mekanik, ketahanan terhadap bahan kimia, dan sifat bakar

(flammability) (Syuhada dkk., 2009).

Berdasarkan kandungan aluminium silikat hydrous, bentonite dibagi

menjadi dua golongan, yaitu:

a. Activated clay adalah lempung yang memiliki daya pemucatkurang, namun

daya pemucatnya dapat ditingkatkan melalui pengolahan tertentu.

b. Fuller's earth digunakan pada fulling atau pembersih bahan wool dari lemak.

Adapun berdasarkan tipenya, bentonite dibagi menjadi duayaitu :

a. Tipe wyoming (Na-bentonite-swelling bentonite). Tipe jenis inimemiliki ciri–

ciri seperti kemampuan daya mengembang (delapan kali) ketika dicelupkan ke

dalam air, tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air, berwarna putih atau

kream pada keadaan kering, serta berwarna mengkilap dalam keadaan basah dan

terkena sinar matahari.

b. Mg, (Ca-bentonite-nonswelling bentonite). Bentonite ini mempunyai ciri-ciri

seperti kemampuan mengembang yang kurang ketika dicelupkan ke dalam air,

tetap terdispersidi dalam air (setelah diaktifkan sehingga mempunyai sifat

menghisap yang baik), pada keadaan kering bersifat rapid slaking, dan berwarna

(abu-abu, biru, kuning, merah, dan coklat) (Panjaitan, 2010).

14

Tabel 4. Komposisi kimia bentonite Senyawa Na-bentonite (%) Ca-bentonite (%)

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Na2O

K2O

H2O

61,3-61,4

19,8

3,9

0,6

1,3

2,2

0,4

7,2

62,12

17,33

5,30

3,68

3,30

0,50

0,55

7,22

Sumber: Puslitbang (2005)

Bentonite memiliki struktur bermuatan negatif, walaupun pada lapisan

oktahedral terdapat kelebihan muatan positif dan kemudian dikompensasi oleh

kekurangan muatan positif pada lapisan oktahedral. Hal ini terjadi karena

substitusi isomorfik ion-ion pada lapisan tetrahedral yaitu terjadi substitusi ion

Si4+

oleh Al3+

, sedangkan pada lapisan oktahedral yaitu terjadi substitusi ion Al3+

oleh Mg2+

dan Fe2+

. Ruang yang terdapat pada lapisan bentonite dapat

mengembang dan diisi oleh molekul-molekul air serta kation-kation lain

(Alexander dan Dubois, 2000).

Gambar 7. Struktur bentonite

(Sumber: Syuhada dkk., 2009)

6. Karakterisasi Bioplastik

a. Ketahanan Terhadap Air

Karakterisasi ketahanan air dilakukan untuk mengetahui terjadinya ikatan

dalam polimer, tingkatan, dan keteraturan yang dapat ditentukan dengan adanya

perubahan atau penambahan berat pada bioplastik ketika terjadi penyerapan air

(Darni, 2009). Selain itu, pengujian ini dapat dilihat kemampuannya dalam

melindungi produk dari air (Pandu dkk., 2013).Polimer dengan polaritas tinggi

(polisakarida dan protein) menghasilkan nilai permeabilitas oksigen yang rendah

dikarenakan polimer mempunyai ikatan hidrogen yang besar. Polimer yang

15

bersifat non polar (lipida) mengandung gugus hidroksil, nilai permeabilitas air

rendah, dan permeabilitas oksigen yang tinggi sehingga mampu menjadi penahan

air yang baik (Fadli, 2016).

b. Uji Biodegradasi

Biodegradasi merupakan salah satu parameter pengamatan yang dapat

menunjukkan bahwa bioplastik ramah lingkungan atau tidak. Menurut Wypich

(2003), pada uji biodegradabilitas air dapat masuk untuk menetrasi struktur

material dan membantu aktivitas biologi (mikroba) pada material tersebut. Upaya

yang dilakukan agar plastik menjadi berkurang adalah membuat kemasan yang

terbuat dari bioplastik dengan bahan utama yang dapat diperoleh dari hasil

pertanian sehingga ramah lingkungan dan tidak berbahaya bagi kesehatan

manusia, ekosistem, dan mahkluk hidup yang lain.

Uji biodegradasi dilakukan pada kondisi aerobik (tanpa oksigen) dengan

bantuan bakteri dan jamur yang berada di dalam tanah sehingga mempercepat

proses degradasi dengan reaksi sebagai berikut:

C plastik + O2 bakteri CO2 +H2O + Humus

Biodegradasi bioplastik pada setiap perlakuan, diuji dengan menggunakan

metode soil burial test (metode uji penguburan dalam tanah). Hal ini bertujuan

untuk melihat laju degradasi bioplastik yang terurai oleh mikroorganisme dalam

tanah dengan waktu yang cepat. Selain itu, merupakan metode yang sederhana

karena dilakukan dengan cara mengubur bioplastik dalam tanah kemudian

dikontrol sifat fisik dan kimiawinya dan selanjutnya dihitung fraksi berat dari

residual sampel pada tiap satuan waktu (gram/day) (Ardiansyah, 2011).

c. Karakterisasi FTIR (fourier transform infrared)

Spektroskopi FTIR (fourier transform infrared) dapat menganalisis gugus

fungsi suatu senyawa. Adapun komponen dasar instrumen spektroskopi FTIR

(fourier transform infrared) ditunjukkan secara skemati sebagai berikut:

Gambar 8. Komponen dasar FTIR (fourier transform infrared)

(Sumber: Anggraini, 2013)

Sumber

inframerah Interferometer Sampel Detektor

Pemanasan

data dari

sinyal

16

Prinsif kerja spektroskopi FTIR (fourier transform infrared) yaitu adanya

interaksi energi dengan materi. Pada spektroskopi inframerah, radiasi inframerah

dilewatkan pada sampel. Sebagian radiasi inframerah diserap oleh sampel dan

sebagian lagi dilewatkan. Hasil dari spektrum merupakan besarnya absorpsi

molekul dan transmisi yang membentuk sidik jari molekul dari suatu sampel.

Struktur sidik jari dari spektrum yang dihasilkan tidak ada yang sama. Hal

ini, membuat spektroskopi inframerah berguna untuk beberapa analisa. Terdapat

dua jenis instrumen yang biasa digunakan untuk memperoleh spektrum

inframerah yaitu instrumen disperse dimana menggunakan suatu monokromator

untuk memilih masing-masing bilangan gelombang secara berurutan untuk

memantau intensitasnya setelah radiasi telah melewati sampel dan instrument

transform fourier yang menggunakan suatu interferometer (Fadli, 2016). Manfaat

informasi yang dapat diketahui dari spektroskopi FTIR (fourier transform

infrared) adalah dapat mengidentifikasi suatu senyawa yang tidak diketahui,

menentukan kualitas sampel, dan menentukan banyaknya komponen dalam suatu

campuran (Corporation, 2001).

Gambar 9. Alat instrument FTIR (fourier transform infrared)

(Sumber: Nugroho, 2012)

Hasil pengujian gugus fungsi yang diperoleh menggunakan spektroskopi

FTIR (fourier transform infrared) adalah apabila terdapat gugus fungsi C=O

karbonil dan C-O ester mengidentifikasi adanya kemampuan degrabilitas plastik

yang disintesis. Hal ini dikarenakan gugus fungsi O-H, C=O karbonil dan C-O

ester merupakan gugus yang bersifat hidrofilik sehingga molekul air dapat

mengakibatkan mikroorganisme pada lingkungan memasuki matriks plastik

tersebut. Gugus-gugus dalam setiap molekul umumnya mempunyai karakteristik

tersendiri, sehingga spektroskopi ini dapat digunakan untuk mendeteksi gugus

yang spesifik pada senyawa organik maupun polimer. Intensitas pita serapan

17

merupakan ukuran konsentrasi gugus khas yang dimiliki oleh polimer (Creswell,

2005). Gugus fungsi yang dapat mendegradasi plastik dapat dilihat pada tabel

berikut:

Tabel 5. Perkiraan serapan gugus bioplastik Gugus fungsi Bilangan gelombang (cm

-1)

C=O keton

C=O aldehida

C=O asam karboksilat

C=O ester

C=O amina

C=C aromatik

C=N amina

N-H amina

O-H alkohol

O-H asam karboksilat

C-H alkana

C-H alkena

C-N amina

C-O eter

C-O ester

1700-1725

1720-1740

1700-1725

1735-1750

1630-1690

1650-1450

1480-1690

3300-3500

3200-3600

3600-2000

3000-2850

3020-3000

1180-1360

1120-1140

1300-1000

Sumber: Dachriyanus (2004 )

2.2 Hasil Penelitian yang Relevan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan Melani dkk (2017), tentang

bioplastik pati umbi talas melalui proses melt intercalation (kajian pengaruh jenis

filler, konsentrasi filler, dan jenis plasticizer) dengan penambahan plasticizer 25%

dan variasi filler (ZnO, kitosan, dan clay) yaitu 3% wt, 6% wt, 9% wt, dan 12%

wt. Berdasarkan hasil analisa yang didapatkan bahwa bioplastik dari pati umbi

talas melalui proses melt intercalation pada konsentrasi filler clay 4%, plasticizer

sorbitol 25% dengan pengadukan selama 40 menit dan pengovenan pada

temperatur 45 selama 5 jam menghasilkan uji tarik 89,327801 MPa, uji degradasi

52% berat residual, uji logam timbal (Pb) 0,0057 mg/L dan kadmium (Cd) 0,127

mg/L. Bioplastik ini memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI).

Penelitian yang telah dilakukan Satriawan (2017), tentang pemanfaatan

limbah ampas sagu sebagai bahan dasar pembuatan plastik biodegradable dengan

variasi konsentrasi gelatin (0%w/v, 5%w/v, 10%w/v, dan 15% w/v) dan

plasticizer gliserol. Hasil uji ketahanan air tertinggi terdapat pada konsentrasi

gelatin 0% dengan penyerapan sebesar 44,3%, penyerapan air tertinggi dengan

gelatin 10% sebesar 59% dari berat awal 0,105 gram. Hasil uji biodegradasi

18

menunjukan semakin lama waktu penguburan maka semakin tinggi tingkat

degradasi, degradasi tertinggi sebesar 77,4% dengan konsentrasi gelatin 10%,

waktu degradasi terbaik yaitu pada hari ke 20.

Penelitian Nugroho (2012), tentang sintesis bioplastik dari pati ubi jalar

menggunakan penguat ZnO dan penguat alami clay. Metode yang digunakan pada

penelitian ini adalah metode melt intercalation sedangkan untuk menganalisis

penelitian dilakukan pengujian morfologi yaitu FTIR, XRD, dan SEM. Pengujian

biodegradable dan pengujian mekanik tensile strength, elongation, dan analisis

WTR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa apabila ZnO divariasikan dari 1-9%

kekuatan tarik meningkat dari 24,80 kgf/cm2 menjadi 64,19 kgf/cm

2. Begitu juga

dengan clay yang mengalami kenaikan dari 13,05 kgf/cm2 mmenjadi 40,22

kgf/cm2. Derajat elongasi ZnO mengalami penurunan dari 26,96% menjadi

6,00%. Begitu pula dengan clay dengan penurunan dari 27,00% hingga 5,17%.

Nilai WTR bioplastik/clay 6% sebesar 7,89 (g/m2 jam).

Berdasarkan penelitian Rifaldi dkk (2017),tentang sifat dan morfologi

bioplastik berbasis pati sagu dengan variasi penambahan filler clay ( 3% wt, 6%

wt, 9% wt, dan 12% wt) dan plasticizer gliserol (10% wt, 14% wt, 18% wt, dan

22%wt). Hasil bioplastik dengan karakteristik terbaik diperoleh pada bioplastik

dengan kadar filler clay 3% dan komposisi gliserol 14% dimana diperoleh nilai kuat

tarik 2,891 MPa, 30,98%. Hidrofobisitas tertinggi terdapat pada bioplastik dengan

komposisi filler 3%wt dan gliserol 10% dengan nilai 85,71%, % residual bioplastik

yaitu 60% sampai 80% per 8 hari. Penelitian Putra dkk (2017), tentang penambahan

sorbitol sebagai plasticizer dalam pembuatan edible film pati sukun. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa edible film dengan konsentrasi sorbitol 0,4%

(perlakuan S1) dipilih sebagai konsentrasi terbaik, karena menghasilkan edible

film yang hampir memenuhi standar sehingga baik digunakan untuk mengemas

produk pangan.

Penelitian Ratnaningtyas (2019), tentang pengaruh plasticizer sorbitol dan

gliserol terhadap kualitas plastik biodegradable dari singkong sebagai pelapis

kertas pembungkus makanan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada

penampilan fisik warna dan tekstur permukaan plastik biodegradable dengan

plasticizer sorbitol dan gliserol sama, yaitu bening dan halus. Namun, pada

19

variabel gliserol lebih lembab daripada sorbitol. Pada uji kuat tarik diperoleh hasil

terbaik pada variabel sorbitol 12 mL sebesar 32 g/cm2 sedangkan pada uji

elongasi diperoleh nilai terbaik sebesar 13% pada variabel sorbitol 14 mL.

2.3 Kerangka Pikir

Sagu merupakan salah satu tanaman penghasil karbohidrat yang memiliki

kandungan pati sebesar 87,25%. Pada proses pengolahan sagu mennggunakan

metode ekstraksi sehingga diperoleh pati sagu. Pati sagu biasanya dimanfaatkan

masyarakat hanya sebagai bahan pokok. Namun dalam bidang kajian ilmu bisa

digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan bioplastik.

Bioplastik merupakan salah satu alternatif pengganti plastik konvensional

yang membahayakan bagi lingkungan seperti sampah plastik. Sampah plastik

merupakan salah satu permasalahan yang dapat menyebabkan pencemaran

lingkungan. Hal ini dikarenakan, tidak dapat terurai oleh mikroorganisme tanah.

Maka dari hal tersebut, peneliti memanfaatkan pati sagu untuk membuat

bioplastik yang ramah lingkungan. Ketika ingin menentukan tingkat keberhasilan

dari bioplastik yang dihasilkan, maka perlu dilakukan uji kelayakan dengan

melihat hasil karakteristik seperti sifat ketahanan air dan biodegradasi. Maka

dalam penelitian ini, dilakukan penambahan konsentrasi filler bentonite yang

berbeda agar dapat memberikan pengaruh terhadap karakteristik tersebut.

Gambar 10. Bagan kerangka pikir

Pati sagu

Uji ketahanan air

Uji biodegradasi

Uji FTIR

Pembuatan plastik

biodegradable

Sorbitol

Bioplastik

Bentonite

20

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimen,

yaitu membuat bioplastik dari pati sagu dengan penambahan bentonite dan

sorbitol.

3.2 Definisi Operasional Variabel

1. Pati sagu yang digunakan dalam penelitian ini merupakan pati sagu yang

sudah melalui beberapa tahap sehingga dihasilkan pati sagu yang siap pakai.

2. Bentonite yang digunakan dalam penelitian ini adalah bentonite yang sudah

siap pakai dalam bentuk bubuk yang berfungsi sebagai pemplastis sehingga

bioplastik dapat dengan mudah dibentuk.

3. Bioplastik merupakan plastik yang dapat digunakan layaknya seperti plastik

konvensional, namun akan hancur terurai oleh mikroorganisme menjadi air

dan karbon dioksida setelah habis terpakai dan dibuang kelingkungan.

3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Sel dan Jaringan,

Laboratorium Bahan Alam Fakultas Sains Universitas Cokroaminoto Palopo dan

pengujian FTIR (fourier transform infrared) dilakukan di Laboratorium Kimia

Terpadu Universitas Hasanuddin, serta pengambilan sampel pati sagu dilakukan

di Kecamatan Wara Kota Palopo. Waktu penelitian ini dilaksanakan pada tanggal

17 Januari 2020 sampai 26 Februari 2020.

3.4 Prosedur Penelitian

1. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu hotplate magnetic stirrer,

neraca analitik, gelas kimia, gelas ukur, batang pengaduk, spatula, pipet tetes,

pipet volume, corong kaca, erlenmeyer, cawan petri, botol selai, plat kaca ukuran

13 x 13 cm, termometer, pisau, gunting, gegep, kawat kasa, kompor, sendok,

toples, ember, spektrofotometer FTIR (fourier transform infrared), mikrometer

sekrup, dan alat tulis menulis.

21

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu pati sagu,aquades, air,

bentonite, asam asetat glasial, sorbitol, asam sulfat 1 M, kertas label, aluminium

foil, tisu, dan tanah.

2. Prosedur Kerja

a. Tahap Preparasi

1) Pengeringan Pati Sagu

Sagu yang telah diolah melalui beberapa proses kemudian dikeringkan dan

selanjutnya diayak menggunakan ayakan 80 mesh sehingga didapatkan pati sagu.

2) Pembuatan Bioplastik

Pembuatan bioplastik berbasis pati sagu dilakukan dengan memasukkan

aquades 100 mL ke dalam gelas kimia kemudian asam asetat glasial 3 mL lalu

dilakukan penambahan sorbitol dengan konsentrasi 25% sebagai plasticizer.

Selanjutnya, larutan diaduk menggunakan magnetic stirrer sehingga terbentuk

campuran homongen.

Setelah itu, dilakukan penambahan bentonite dengan variasi konsentrasi

perlakuan (P1=3%, P2=6%, P3=9%, dan P4=12%) kemudian pati sagu sebanyak

10 gram (Melani dkk., 2017) lalu campuran tersebut kemudian dipanaskan pada

suhu 70oC selama 5-6 menit. Larutan homogen kemudian dituang pada plat kaca

dan dikeringkan selama 1 hari dalam suhu ruang (Adityo, 2009).

Selanjutnya, bioplastik yang telah kering kemudian direndam dalam

larutan H2SO4 1 M selama 1 hari untuk lebih memperkuat ikatan silang bioplastik.

Lembaran bioplastik dikeringkan kembali pada suhu kamar (Alam dkk., 2018).

Sampel yang telah kering dianalisis dan dikarakterisasi dengan pengujian antara

lain yaitu, uji kuat tarik uji ketahanan, uji biodegradasi, dan uji FTIR (fourier

transform infrared).

Berikut pembuatan bioplastik dengan menggunakan variasi konsentrasi

bentonite:

P1 = 3 mL asam asetat + 25 % sorbitol + 3% bentonite + 10 gram pati sagu

P2 = 3 mL asam asetat + 25 % sorbitol + 6% bentonite + 10 gram pati sagu

P3 = 3 mL asam asetat + 25 % sorbitol + 9% bentonite + 10 gram pati sagu

P4 = 3 mL asam asetat + 25 % sorbitol + 12% bentonite + 10 gram pati sagu

22

b. Tahap Pengujian

1) Uji Kuat Tarik

Pengujian ini dilakukan dengan cara menjepit bioplastik pada perangkat

alat kuat tarik yang digunakan. Selanjutnya bagian bawah bioplastik dihubungkan

dengan perangkat beban sehingga dapat diketahui massa untuk menarik bioplastik

sampai putus (Jabbar, 2017).

2) Uji Ketahanan Air

Prosedur uji ketahanan air yaitu dengan menimbang berat awal sampel

yang akan diuji (W0) kemudian dimasukkan ke dalam wadah yang berisi aquades

30 mL selama 3 menit. Sampel yang telah direndam kemudian diangkat dari

wadah yang berisi aquades. Air yang terdapat pada permukaan dihilangkan

dengan tissu, setelah itu dilakukan penimbangan berat akhir sampel (W) sehingga

diperoleh persentase air yang diserap (Ban dkk., 2005).

3) Uji Biodegradasi

Pengujian degradasi sampel dilakukan dengan mengacu pada penelitian

Ardiansyah (2011), yaitu untuk mengetahui laju degradasi sampel dengan

berbagai variasi sehingga akan bisa diramalkan beberapa lama sampel tersebut

akan terurai oleh mikroorganisme dalam tanah.

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode soil burialtest

yaitu mengendalikan mikroorganisme tanah sebagai pembantu proses degradasi

dengan cara penanaman sampel dalam tanah. Sampel plastik biodegradable yang

dikeringkan kemudian ditimbang sampai diperoleh berat konstan sebagai berat

awal (W0) masing-masing ditanam pada tanah yang ditempatkan dalam toples dan

diamati setiap lima hari sekali (selama 15 hari). Tanah yang digunakan adalah

tanah yang berada dilokasi Kampus II Universitas Cokroaminoto Palopo.

Kemudian membersihkan sampel dari tanah lalu mengeringkannya sampai kering

dan ditimbang sehingga didapatkan berat konstan (W).

4) Uji FTIR (fourier transform infrared)

Pengujian dilakukan dengan cara memotong sampel plastik biodegradable

kemudian disesuaikan dengan spektrum yang ada. Spektrum FTIR (fourier

transform infrared) direkam menggunakan spektrofotometer pada suhu ruang,

data yang diperoleh berupa gambar spektrum antara bilangan gelombang dan

23

tranmitasi sehingga dapat diketahui gugus fungsi yang terdapat pada plastik

biodegrable. Pengujian FTIR (fourier transform infrared) bertujuan untuk

mengetahui gugus fungsi senyawa yang terkandung dalam plastik biodegradable

(Mardianah, 2018).

5) Diagram Alir Penelitian

Gambar 11. Bagan diagram alir penelitian

6) Teknik Analisis Data

a) Uji Kuat Tarik

Uji kuat tarik dilakukan untuk mengetahui gaya tarik maksimum yang

dapat ditahan oleh lembaran bioplastik selama pengukuran (Jabbar, 2017). Kuat

Tahap

pendahuluan

- Identifikasi masalah

- Studi pustaka

Tahap

persiapan

Tahap

preparasi

Tahap

pengujian

Analisis data

Kesimpulan

Uji biodegradasi

Uji FTIR

Uji ketahanan air

- Persiapan alat

dan bahan

- Pengambilan

sampel

- Pembuatan pati sagu

- Pembuatan bioplastik

24

tarik dari bioplastikdapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai

berikut:

Keterangan:

= kuat tarik (MPa)

= beban maksimum (N)

A = luas penampang (mm2)

b) Uji Ketahanan Air

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui ketahanan air dalam bioplastik

yang didapatkan melalui penimbangan berat awal sampel dan berat akhir sampel

setelah penimbangan. Persentase air yang diserap oleh sampel dihitung

menggunakan persamaan:

Keterangan:

W = Berat setelah perendaman (gram)

W0 = Berat awal (gram)

Setelah diperoleh % penyerapan air maka ketahanan air dapat dihitung yaitu:

Ketahanan air plastik = 100% - persen penyerapan air (Anggraini dkk.,2013).

c) Uji Biodegradasi

Uji biodegradasi dilakukan untuk mengetahui nilai degradasi dari

bioplastik yang dibuat maka dilakukan pengujian dengan metode soil burial test

residual dalam sampel (Ardiansyah, 2011). Pada pengujian biodegradasi

dilakukan proses perhitungan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Keterangan:

W1 = Berat awal film bioplastik sebelum ditanam (gram)

W2 = Berat film bioplastik setelah ditanam (gram)

25

Menurut Anggraini dkk (2013), setelah didapatkan persentase kehilangan

berat maka dihitung perkiraan lamanya terdegradasi secara keseluruhan dengan

rumus sebagai berikut:

Selanjutnya laju degradabilitas juga dapat dihitung dengan rumus:

⁄

Keterangan:

W1 = Berat sampel sebelum dikubur (mg)

W2 = Berat sampel setelah dikubur (mg)

d) Uji FTIR (fourier transform infrared)

Pengujian FTIR (fourier transform infrared) dilakukan dengan tujuan

untuk mengetahui gugus fungsi senyawa yang terkandung dalam plastik

biodegradable (Satriawan dan Ilmiati, 2017). Pengujian FTIR (fourier transform

infrared) dilakukan pada sampel sebelum dan sesudah penimbunan yang

kemudian hasil spektrum dibandingkan dengan tabel korelasi gugus fungsi untuk

mengetahui gugus-gugus yang terdapat dalam bioplastik.

26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

1. Hasil Pembuatan Bioplastik

Pembuatan bioplastik dengan menggunakan pati sagu telah berhasil dibuat

dan dikarakterisasi. Bahan dalam pembuatan bioplastik pada penelitian ini adalah

pati sagu, sorbitol sebagai plasticizer, bentonite sebagai filler, dan asam asetat

glasial sebagai pelarut.Bentonite dan sorbitol yang digunakan berbentuk bubuk

yang kemudian dilarutkan dalam larutan aquades dan asam asetat glasial. Adapun

film bioplastik yang terbentuk masing-masing perlakuan dapat dilihat pada tabel 6.

Tabel 6. Hasil pengamatan pembuatan bioplastik Variasi Warna Bentuk Hasil

P1 (3%) Coklat muda,

jernih

Bagian atas permukaan

kasar sedangkan bagian

bawah permukaan halus

Kurang elastis

Terdapat gelembung

Ketebalan 0,06 mm

P2 (6%) Coklat muda,

jernih

Bagian atas permukaan

kasar sedangkan bagian

bawah permukaan halus

Kurang elastis

Terdapat gelembung

Ketebalan 0,05 mm

P3 (9%) Coklat sedikit

pekat

Bagian atas permukaan

kasar sedangkan bagian

bawah permukaan halus

Kurang elastis

Terdapat gelembung

Ketebalan 0,09 mm

P4 (12%) Coklat pekat

Bagian atas permukaan

kasar sedangkan bagian

bawah permukaan halus

Kurang elastis

Terdapat gelembung

Ketebalan 0,08 mm

Sumber: Data primer setelah diolah (2020)

27

2. Hasil Uji Kuat Tarik

Uji kuat tarik dilakukan untuk mengetahui bagaimana bahan tersebut

bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material bertambah

panjang.Berikut hasil pengujian kuat tarik yang dapat dilihat pada tabel 7.

Tabel 7. Pengaruh penambahan filler bentonite terhadap kuat tarik bioplastik

sebelum dan sesudah perendaman dengan larutan H2SO4

Variasi

Kuat tarik (Mpa)

Sebelum perendaman dengan

larutan H2SO4

Sesudah perendaman dengan

larutan H2SO4

P1 (3%) 2,76x10-3

2,33x10-3

P2 (6%) 3,72 x10-3

2,07x10-3

P3 (9%) 5,08x10-3

1,60x10-3

P4 (12%) 7,62x10-3

1,70x10-3

Sumber: Data primer setelah diolah (2020)

3. Hasil Uji Ketahanan Air

Bioplastik yang telah dibuat kemudian dianalisis dan selanjutnya

dilakukan uji ketahanan air. Uji ini dilakukan untuk mengetahui persen

penyerapan air setelah terjadi pengembungan. Berikut hasil pengujian ketahanan

air pada tabel 8.

Tabel 8. Pengaruh penambahan filler bentonite terhadap ketahanan air bioplastik

Variasi W0 (gram) W (gram) Penyerapan

air (%)

Ketahanan

air (%)

Hidrofobisitas

SNI (%)

P1 (3%) 0,397 0,421 6,04 93,96 99

P2 (6%) 0,358 0,394 10,05 89,95 99

P3 (9%) 0,436 0,485 11,24 88,76 99

P4 (12%) 0,403 0,465 15,38 84,62 99

Sumber: Data primer setelah diolah (2020)

4. Hasil Uji Biodegradasi

Uji biodegradasi dilakukan untuk mengetahui biodegradabilitas dari

bioplastik yang dibuat menggunakan metode soil burial test dengan tujuan

mengetahui laju degradasi sampel bioplastik dengan berbagai konsentrasi filler

bentonite sehingga dapat disimpulkan berapa lama sampel bioplastik tersebut

terurai oleh mikroorganisme di dalam tanah. Hasil pengamatan berupa massa

sampel bioplastik sebelum dan sesudah mengalami degradasi sehingga dapat

diketahui persen kehilangan massa yang dapat dilihat pada tabel 9.

28

o-h

Tabel 9. Pengaruh penambahan filler bentonite terhadap degradasi bioplastik

Sumber: Data primer setelah diolah (2020)

5. Hasil Pengujian FTIR

Berdasarkan hasil pengujian gugus fungsi sampel bioplastik pada berbagai

variasi bentonite, diperoleh informasi beberapa puncak yang muncul.Kemunculan

puncak ini menunjukkan bahwa dalam sampel bioplastik terdapat banyak jenis

gugus fungsi.Hasil analisa gugus fungsi bioplastik dengan FTIR (fourier-

transform infrared spectroscopy)dapat dilihat pada gambar 12.

P4 12%

Gambar 12. Hasil pengujian FTIR (fourier-transform infrared spectroscopy)

sebelum penimbunan (Sumber: Data primer setelah diolah, 2020)

Variasi

Hari

W1

(gram)

W2

(gram)

Kehilangan

massa (%)

Massa

total

(%)

Degradabilitas

(mg/hari)

Perkiraan

waktu

degradasi

P1

(3%)

5 0,307 0,288 6,19

36,55

7,07 10 0,325 0,286 12 41 hari

1 jam 15 0,290 0,184 36,55

P2

(6%)

5 0,367 0,307 16,35

33,45

6,27

44 hari

8 jam 10 0,320 0,256 20

15 0,281 0,187 33,45

P3

(9%)

5 0,325 0,310 4,62

26,82

7,13 10 0,351 0,304 13,39 55 hari

9 jam 15 0,399 0,292 26,82

P4

(12%)

5 0,388 0,267 31,19

37,09

7,47 10 0,329 0,213 35,26 40 hari

5 jam 15 0,302 0,190 37,09

34

12

,08

O-H

29

27

,94 24

95

,89

23

60

,67

20

69

,62

18

67

,09

16

43

,35

15

14

,12

14

56,2

6

14

25

,40

1

36

1,7

4

1

34

2,4

6

12

28

,66

11

55

,36

10

16

,49

9

20

,05

8

62

,18

7

67

,67

7

09

,80

58

4,4

3

53

2,3

5 46

4,8

4

42

6,2

7 37

2,2

6 C-H

Si-O C-O

dar

i C

-O-H

Si-

O-S

i

Si-

O-A

l

CH

2

C=O

29

a. P4 12% (5 hari)

b. P4 12% (10 hari)

34

17

,86

29

26

,01

26

61

,77

23

58

,94

20

88

,91

18

67

,09

17

64

,87

16

45

,28

15

06

,41

14

56

,26

13

71

,39

11

55

,36

10

78

,21

10

26

,13

91

6,1

9

85

6,3

9

7

65,7

4

7

05,9

5

67

1,2

3

57

4,7

9

52

8,5

0 4

68,7

0

4

24

,34

35

2,9

7

O-H C

-H

CH

2

Si-O

C-O

dar

i C

-O-H

Si-

O-A

l

Si-

O-S

i

29

26

,01

26

48

,26

24

59

,24

34

46

,79

23

62

,80

194

4,2

5

16

49

,14

10

24

,20

11

55

,36

10

78

,21

21

44

,84

20

90

,84

14

58

,18

14

23

,47 13

73

,32

9

16

,19

7

65

,74 7

07

,74

57

4,7

9

52

8,5

0

46

6,7

7

42

2,4

1

35

4,9

0

O-H

CH

2

C-O

dar

i C

-O-H

Si-

O-A

l

C-H

Si-

O-S

i

12

44

,09

C-O dari C-O-C

C=O

C=O

Si-O

8

56

,39

14

21

,54

C-O dari C-O-C

12

42

,16

30

c. P4 12% (15 hari)

Gambar 13. Hasil pengujian FTIR (fourier-transform infrared spectroscopy)

sesudah penimbunan (Sumber: Data primer setelah diolah, 2020)

4.2 Pembahasan

1. Hasil Pembuatan Bioplastik

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka didapatkan lembaran

bioplastik dengan cara pemanasan pada suhu 70 oC dan kecepatan 1500 rpm.

Lelehan formula yang berasal pati sagu, aquades, asam asetat glasial, bentonite,

dan sorbitol kemudian dicetak pada plat kaca dan dikeringkan pada suhu ruang

selama 3 hari yang berfungsi untuk menguapkan bahan yang terdapat pada sampel

bioplastik kemudian diangkat dari cetakan. Cetakan yang digunakan berasal dari

plat kaca dengan tujuan agar bioplastik yang dihasilkan mudah untuk diangkat.

Menurut Dow (2002), cetakan yang digunakan untuk canting film plastik harus

mempunyai permukaan yang rata dan mempunyai sifat non-adesif. Sifat non-

adesif dimasukkan agar film plastik yang dihasilkan tidak melekat pada cetakan.

Pada penelitian ini dilakukan penambahan filler bentonite dengan variasi

konsentrasi perlakuan (P1=3%, P2=6%, P3=9%, dan P4=12%) yang berfungsi

untuk menguatkan material dari suatu komposit (Melani dkk., 2017). Hasil kuat

tarik yang diperoleh pada masing-masing perlakuan (P1, P2, P3, dan P4) yaitu

sebesar 2,76x10-3 Mpa, 3,72x10

-3 Mpa, 5,08x10-3 Mpa, dan 7,62x10

-3 Mpa. Hasil

29

26

,01

34

14

,00

27

29

,27

23

60

,87

21

46

,77

16

45

,28

18

67

,09

10

26

,13

10

80

,14

11

55

,36

12

42

,16

16

39

,20

14

60

,11

14

23

,47

91

6,1

9 76

5,7

4

70

7,8

8

424,3

4

46

8,7

0

52

8,5

0

37

0,3

3

25

55

,68

13

71

,39

57

2,8

6

O-H C

-H

CH

2

Si-

O-A

l

Si-

O-S

i

Si-O

C-O

dar

i C

-O-H

C=O

67

5,0

9

85

8,3

2

C-O dari C-O-C

31

kuat tarik yang dihasilkan mengalami kenaikan seiring dengan penambahan

konsentrasi bentonite. Sesuai dengan Nugroho (2012), melaporkan bahwa

penambahan konsentrasi clay berbanding lurus dengan peningkatan kuat tarik. Hal

ini juga dikatakan oleh Hasanah dan Haryanto (2017), prosentase clay terhadap

tensile strength (kuat tarik) yang dihasilkan berbanding lurus, yang artinya

semakin besar prosentase clay maka nilai tensile strength (kuat tarik) juga

semakin besar. Hal ini dikarenakan semakin banyak ikatan hidrogen yang terdapat

dalam bioplastik sehingga ikatan kimianya akan semakin kuat dan sulit diputus

karena memerlukan energi yang besar untuk memutuskan ikatan tersebut dan

Melani dkk (2017), mengatakan bahwa jumlah komposisi filler mampu mengisi

ruang pori-pori pada bioplastik sehingga didapatkan bioplastik yang memiliki

kuat tarik yang baik.

Pada lembaran bioplastik yang direndam dalam larutan H2SO41 M

bertujuan untuk memperkuat ikatan silang bioplastik, hasil uji kuat tarik yang

dihasilkan pada perlakuan (P1) sebesar 2,33x10-3 Mpa, perlakuan (P2) sebesar

2,07x10-3Mpa, perlakuan (P3) sebesar 1,60x10

-3 Mpa, dan perlakuan (P4) sebesar

1,70x10-3 Mpa. Jika dibandingkan dengan hasil kuat tarik sebelum perendaman

dengan larutan H2SO41 M terdapat perbedaan hasil kuat tarik yang

dihasikan.Menurut Moghadamzadeh dkk (2013), bentonite teraktivasi dengan

asam sulfat sehingga menyebabkan adanya penyerangan lapisan alumina silikat

oleh ion hidrogen (proton) di daerah interlayer yang dapat meningkatkan

keasaman permukaan, merubah komposisi kimia, dan sifat fisik. Nugrahaningtyas

dkk (2016), aktivasi akan membuka pori dengan melarutkan pengotor-pengotor

organik, anorganik, dan menghomogenkan kation pada bentonite. Adanya

kenaikan luas permukaan dan volume pori setelah aktivasi disebabkan

membukanya pori bentonite dikarenakan larutnya pengotor-pengotor yang

menempel pada pori bentonite.

Selain itu, proton dari asam sulfat akan menggantikan kation Na+ dan Ca

2+

di daerah interlayer. Proton berkontribusi untuk keasaman permukaan sehingga

terjadi perubahan struktural oktahedral yang mengakibatkan terbawanya kation

Al3+

dan Mg2+

saat aktivasi kemudian menyebabkan kekosongan pada pusat

oktahedral dalam kisi kristal (octahedral vacancies). Kation Al3+

dan Mg2+

yang

32

menduduki pusat oktahedral keluar dan terbawa saat proses aktivasi sehingga

menyebabkan terjadi kekosongan pusat oktahedral dan proton dari asam sulfat

tidak dapat menduduki ruang kosong pusat oktahedral sehingga ruang pada pusat

tersebut tetap kosong. Hal ini menyebabkan gugus hidroksil di sudut-sudut pusat

oktahedral labil. Ruang kosong dalam kisi oktahedral yang ditinggalkan oleh ion

Al3+

dan Mg2+

selama aktivasi bertidak seperti mikropori dan mesopori

(Alemdaroglu dkk., 2003).

Pada hasil penelitian ini, bioplastik yang dihasilkan memiliki permukaan

bagian atas kasar sedangkan permukaan bagian bawah halus, kurang elastis, dan

terdapat gelembung. Permukaan bagian atas yang kasar pada bioplastik terjadi

karena pencetakan yang dilakukan mengadopsi metode injection moulding (PIM).

Hal ini dikarenakan tidak adanya alat pendukung untuk mencetak plastik,

sehingga pencetakan dilakukan secara manual dengan metode sederhana

menggunakan spatula sehingga dihasilkan permukaan bioplastik yang tidak halus

(kasar) dan bahan-bahan belum larut sempurna yang diakibatkan pengadukan

yang kurang maksimal, sedangkan permukaan yang halus dikarenakan bahan-

bahan yang digunakan dapat tercampur dengan baik sehingga menghasilkan

permukaan rata.

Penyebab kurang elastisnya bioplastik yang dihasilkan yaitu kurangnya

penambahan sorbitol yang digunakan. Sesuai pernyataan Sirikhajornnam (2004),

semakin besar konsentrasi plasticizer maka semakin elastis bahan tersebut.Kurang

elastisnya bioplastik yang dihasilkan juga disebabkan oleh penambahan bentonite

yang berfungsi untuk menguatkan bioplastik, sesuai dengan pernyataan Nugroho

(2012), bahwa material bentonite memiliki sifat kaku dan kuat.Relevan dengan

Nurhanifa dkk (2017), penambahan bentonite ke dalam polimer bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat bahan polimer agar lebih stabil, lebih kuat

secara mekanik dan kimia serta lebih tahan terhadap panas. Kemudian adanya

gelembung disebabkan oleh tidak seimbangnya proses pemanasan dalam hal ini

proses pengadukannya. Hal ini sesuai dengan pernyataan Coniwanti dkk (2014),

larutanyang dihasilkan terdapat gelembung-gelembung udara akibat pengadukan.

Hasil lembaran bioplastik pada perlakuan (P1 dan P2) berwarna coklat

muda, jernih dengan ketebalan masing-masing yaitu 0,06 mm dan 0,05 mm,

33

perlakuan (P3) berwarna coklat sedikit pekat dengan ketebalan 0,09, dan

perlakuan (P4) berwarna coklat pekat dengan ketebalan 0,08 mm. Warna coklat

yang terbentuk pada bioplastik disebabkan oleh warna dari bentonite yang

digunakan, dimana warna dasar dari bentonite adalah coklat. Penampakan

bioplastik yang jernih disebabkan karena penambahan sorbitol dan kurangnya

penambahan bentonite. Hidayati dkk (2015), penampakan visual dari

biodegradable film yang dihasilkan menunjukkan bahwa semakin tinggi

konsentrasi sorbitol yang ditambahkan maka biodegradable film yang dihasilkan

semakin transparan. Mochtar (2001), adanya penambahan sorbitol pada

pembuatan biodegradable film akan mengurangi ikatan hidrogen pada pati

sehingga warna yang dihasilkan akan terlihat semakin transparan.Pengukuran

ketebalan dilakukan dengan menggunakan mikrometer sekrup.

2. Hasil Uji Ketahanan Air

Uji ketahanan terhadap air dilakukan untuk mengetahui terjadinya ikatan

dalam polimer serta tingkatan atau keteraturan ikatan dalam polimer yang

ditentukan melalui persentase penambahan berat polimer setelah mengalami

penggembungan (Sanjaya dan Puspita, 2010). Pada sampel bioplastik diharapkan

air yang terserap sangat sedikit atau daya serap bahan tersebut terhadap air sangat

rendah. Sifat ketahanan air suatu molekul dipengaruhi sifat dasar komponen-

komponen penyusun bioplastik seperti pati dan plasticizer (Septiosari dkk., 2014).

Semakin besar daya serap airnya maka plastik kurang mampu melindungi produk

air yang dapat menyebabkan produk cepat rusak atau berkurang kualitasnya

(Elisusanti, 2019). Nilai penyerapan air dapat dilihat pada tabel 7. Berdasarkan

data tersebut penyerapan air tertinggi terjadi pada perlakuan (P4) dan

digambarkan dalam bentuk grafik yang ditampilkan pada gambar 14.

34

Gambar 14. Pengaruh penambahan filler bentonite

terhadap penyerapan air bioplastik

(Sumber: Data primer setelah diolah, 2020)

Hasil pengujian ketahanan air dari film bioplastik dapat dilihat pada tabel

8. Nilai ketahanan air pada perlakuan (P1) sebesar 91,36% dengan penyerapan air

sebesar 6,04%, ketahanan air pada perlakuan (P2) sebesar 89,95% dan penyerapan

air sebesar 10,05%, perlakuan (P3) dengan ketahanan air sebesar 88,76 dan

penyerapan air sebesar 11,24%, dan ketahanan air perlakuan (P4) sebesar 84,62%

dengan penyerapan air sebesar. Berdasarkan data hasil pengujian ketahanan air

tersebut, maka ketahanan air tertinggi terdapat pada perlakuan (P1) dan

digambarkan dalam bentuk grafik sebagai berikut.

Dari grafik pada gambar 15 dapat diketahui bahwa ketahanan air terbaik

tedapat pada perlakuan (P1) dengan ketahanan air sebesar 93,96%, hal ini

dikarenakan penyerapan air yang rendah yaitu sebesar 6,04%. Darni (2009),

P1, 6.04

P2, 10.05 P3, 11.24

P4, 15.38

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 1 2 3 4 5

Pen

yer

apan

air

(%

)

Konsentrasi bentonite (%)

Penyerapan air

3 6 9 12

P1, 93.96

P2, 89.95

P3, 88.76

P4; 84,62 84

86

88

90

92

94

96

0 1 2 3 4 5

Ket

ahan

an a

ir (

%)

Konsentrasi bentonite (%)

Ketahanan air

3

6

9

12 0 Gambar 15. Pengaruh penambahan filler bentonite

terhadap ketahanan air bioplastik

(Sumber: Data primer setelah diolah, 2020)

35

mengatakan bahwa bioplastik dengan ketahanan air yang baik adalah bioplastik

yang dapat menyerap air lebih sedikit sedangkan ketahanan airnya tinggi. Pada

perlakuan (P4) bioplastik memiliki ketahanan air yang rendah yaitu sebesar

84,62%, hal ini dikarenakan penyerapan air yang tinggi yaitu sebesar 15,38%.

Semakin tinggi konsentrasi bentonite maka semakin tinggi penyerapan airnya.

Relevan dengan Alvian dkk (2016), melaporkan bahwa penyerapan air suatu

komposit akan bertambah seiring dengan meningkatnya jumlah pengisi bentonite

dalam komposit.

Struktur utama bentonite yaitu selalu bermuatan negatif walaupun pada

lapisan oktahedral ada kelebihan muatan positif yang akan dikompensasi oleh

kekurangan muatan positif pada lapisan oktahedral. Hal ini terjadi karena

terjadinya substitusi isomorfik ion-ion yaitu, pada lapisan tetrahedral terjadi

substitusi ion Si4+

oleh Al3+

, sedangkan lapisan oktahedral terjadi substitusi ion

Al3+

oleh Mg2+

dan Fe2+

. Ruang dalam lapisan bentonite dapat mengembang dan

diisi oleh molekul-molekul air dan kation-kation lain (Alexander dan Dubois,

2000).

Gambar 16. Struktur bentonite

(Sumber: Syuhada dkk., 2009)

Selvin dkk (2004), mengatakan bahwa sifat hidrofilik dari bentonite yang

dapat mempengaruhi meningkatnya penyerapan air pada komposit dengan

peningkatan kandungan bentonite sehingga menyebabkan penyerapan air pada

komposit dengan komposisi pengisi bentonite yang lebih besar mengalami

peningkatan sifat penyerapan air.

Selain itu, ketebalan dari bioplastik yang dihasilkan mempengaruhi

penyerapan air. Park dkk (1996), menyatakan bahwa ketebalan bioplastik dapat

berpengaruh pada penyerapan air dan didukung oleh penyataan Mardianah (2018),

36

menyatakan bahwa semakin tebal film yang dihasilkan maka penyerapan air

semakin besar. Darni dkk (2014), faktor kecepatan pengadukan juga

mempengaruhi tingkat penyerapan air.Hal ini disebabkan oleh ikatan antar

komponen-komponen penyusun dipengaruhi oleh kecepatan pengadukan.

Semakin cepat pengadukan maka semakin homongen dan semakin kuat ikatan

antar komponen-komponen penyusun tersebut. Jika ikatan antar komponen itu

semakin kuat maka akan sulit untuk air memutuskan ikatan tersebut.

Jika dibandingkan dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk plastik

konvensional yang memiliki hidrofobisitas 99% (Anggraini dkk., 2013), maka

bioplastik yang dihasilkan memiliki ketahanan air tertinggi pada perlakuan (P1)

sebesar 93,96%. Hal ini menunjukkan bahwa ketahanan terhadap airnya

mendekati Standar Nasional Indonesia (SNI). Bioplastik yang dihasilkan memiliki

ketahanan air yang lebih baik dikarenakan adanya perbedaan jenis plasticizer dan

filler sehingga diperoleh ketahanan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan

penelitian yang dilakukan oleh Illing dan Satriawan (2017), mengenai bioplastik

dari limbah ampas sagu dengan penambahan variasi konsentrasi gelatin yang

memiliki ketahanan air yang optimum sebesar 44,3%.

3. Hasil Uji Biodegradasi

Uji biodegradasi dilakukan untuk mengetahui apakah suatu bahan dapat

terdegradasi dengan baik dilingkungan (Harnist dan Darni, 2011). Peristiwa

degradasi akan mengakibatkan polimer terurai menjadi molekul-molekul yang

lebih kecil yang disebabkan oleh keadaan seperti cuaca, termal, dan mikrobiologi.

Secara ilmiah degradasi merupakan perubahan struktur dari polimer yang

menimbulkan perubahan kimia dan fisika sehingga menimbulkan gangguan

kestabilan polimer yaitu pada penurunan kualitas sifat tertentu bergantung pada

jenis polimer dan degradasinya. Apabila untuk mengetahui biodegradabilitas dari

bioplastik yang dibuat, maka dilakukan pengujian soil burial test dengan tujuan

untuk mengetahui laju degradasi sampel dengan berbagai variasi sehingga bisa

diramalkan berapa lama sampel tersebut akan terurai oleh mikroorganisme dalam

tanah (Ardiansyah, 2011).

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, persen kehilangan

massa untuk bioplastik perlakuan (P1) pada hari ke-5 sebesar 6,19%, pada hari ke-

37

10 sebesar 12%, dan pada hari ke-15 sebesar 36,55%, % massa total pada hari ke-

15 sebesar 36,55%, degradabilitas 7,07 mg/hari dengan perkiraan waktu degradasi

41 hari 1 jam. Perlakuan (P2) persen kehilangan massa pada hari ke-5 sebesar

16,35%, pada hari ke-10 sebesar 20%, dan pada hari ke-15 sebesar 33,45%, %

massa total pada hari ke-15 sebesar 33,45%, degradabilitas 6,27 mg/hari dengan

perkiraan waktu degradasi 44 hari 8 jam. Persen kehilangan massa untuk

bioplastik perlakuan (P3) pada hari ke-5 sebesar 4,62%, pada hari ke-10 sebesar

13,39%, dan pada hari ke-15 sebesar 26,82%, % massa total pada hari ke-15

sebesar 26,82%, degradabilitas 7,13 mg/hari dengan perkiraan waktu degradasi 55

hari 9 jam. Bioplastik perlakuan (P4) persen kehilangan massa pada hari ke-5

sebesar 31,19%, pada hari ke-10 sebesar 35,26%, dan pada hari ke-15 sebesar

37,09%, % massa total pada hari ke-15 sebesar 37,01%, degradabilitas 7,47

mg/hari dengan perkiraan waktu degradasi 40 hari 5 jam. Berdasarkan hasil

pengujian biodegradasi tersebut dapat digambarkan dalam bentuk grafik pada

gambar 17.

Gambar 17. Pengaruh penambahan filler bentonite terhadap degradasi bioplastik

(Sumber: Data primer setelah diolah, 2020)

Berdasarkan grafik pada gambar 17 tersebut dapat diketahui bahwa sampel

bioplastik setelah penguburan mengalami perubahan berat dengan persentase yang

berbeda-beda pada setiap sampel, dimana semakin lama waktu penguburan

masing-masing sampel bioplastik juga memberikan peningkatan degradasi.

Degradasi terbaik terjadi pada bioplastik perlakuan (P4) dengan degradasi

tertinggi pada hari ke-5 sebesar 31,2% kemudian mengalami peningkatan pada

6.19

12

36.55

16.35

20

33.45

4.62

13.39

26.82

31.19

35.26 37.09

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Hari ke-5 Hari ke-10 Hari ke-15

P1 P2 P3 P4

Waktu penguburan

38

hari ke-10 sebesar 35,3% dan meningkat pada hari ke-15 sebesar 37,1%. Hal ini

menunjukkan bahwa filler bentonite memiliki sifat lebih mudah terdegradasi.

Selain itu, pati juga mengandung gugus hidroksil OH yang akan terdekomposisi

menjadi potongan-potongan kecil hingga menghilang dalam tanah (Marhamah,

2008).

Relevan dengan Hasanah dan Haryanto (2017), degradasi bioplastik

berbahan dasar pati onggok singkong dengan penambahan clay menunjukkan

pada hari ke-1 sudah mengalami penurunan berat film bioplastik dan peningkatan

persentase penurunan berat film bioplastik terbesar yaitu setelah penguburan pada

hari ke-3. Hal ini dikarenakan dengan adanya penambahan clay maka waktu yang

dibutuhkan plastik untuk terdegradasi juga semakin cepat jika dibandingkan tanpa

penambahan filler. Selain itu, penelitian Melani dkk (2017), clay ditambah

dengan plasticizer yang diperoleh kondisi paling cepat terdegredasi adalah clay

4% ditambah plasticizer sorbitol 25% dengan berat residu 52% dalam waktu

terdegredasi 8 hari. Hal ini dikarenakan clay merupakan filler berbahan baku

organik yaitu tanah liat yang mudah terurai.

Berikut gambar sampel bioplastik sebelum dan sesudah terdegradasi

selama 15 hari sebagai berikut:

Gambar 18. (a) Bioplastik sebelum terdegradasi dan (b) Bioplastik sesudah

terdegradasi pada hari ke-15

(Sumber: Data primer setelah diolah, 2020)

P1 (3%) P2 (6%) P4 (12%)bentonit

e

6% bentonite P3 (9%)

P1 (3%) P2

(6%)bentonite P3

(9%)bentoni

te

P4 (12%)

(a)

(b)

39

Proses degradasi pada perlakuan (P1), (P2), (P3), dan (P4) sampai hari ke-

15 seperti pada gambar 18 (b) menunjukkan kerusakan degradasi yang belum

sempurna. Didukung oleh penelitian Sinha dan Suprakas (2015), yang

mencampurkan antara PLA (polylactic acid) dan bentonite dengan konsentrasi

2%wt, 4%wt, dan 8%wt dimana menghasilkan tingkat degradasi yang lebih cepat

dengan adanya penambahan filler. Namun, tingkat degradasi yang diperoleh

mencapai dua bulan hingga terdegradasi secara keseluruhan dan perubahan

sampel baru dapat terlihat dalam waktu satu bulan.

Akan tetapi dari segi bentuk atau fisik pada bioplastik sudah mengalami

perubahan seperti retak, kasar, ditumbuhi jamur dilihat dari warna yang berbeda

seperti pada gambar 18 (a) dan (b), dan tampak tanah yang masuk ke dalam

rongga-rongga bioplastik. Semakin tinggi konsentrasi bentonite maka

memberikan pengaruh pada bentuk atau fisik sehingga dapat disimpulkan bahwa

semakin tinggi konsentrasi bentonite akan berbanding lurus dengan lamanya

waktu penguburan. Khoramnejadian (2011), menyatakan bahwa setelah uji

biodegradabilitas maka bioplastik berlubang yang akan berpengaruh pada matriks

polimer dan mengakibatkan bioplastik menjadi rapuh. Hal ini juga sesuai dengan

penelitian Setiawan dkk (2015), bahwa secara umum proses degradasi akan

menyebabkan perubahan warna dan kerusakan fisik pada bioplastik. Latief (2001),

besarnya pengurangan massa ini dikarenakan komposisi bioplastik adalah bahan

alam yang mudah dicerna oleh mikroba.

Laju degradasi pada bioplastik yang cepat juga disebabkan karena adanya

bantuan aktivitas mikroorganisme (bakteri) yang terdapat dalam media tanah.

Menurut Aripin dkk (2017), pada tanah terdapat banyak jenis mikroorganisme

(seperti jamur, bakteri, maupun alga) sehingga menunjang proses degradasi.

Selain itu, di dalam tanah terdapat mikroorganisme seperti pseudomonas, bacillus,

dan aspergillus niger yang berperan dalam proses degradasi plastik.

Pseudomonas, aspergillus niger, dan bacillus mengandung enzim α-amilase yang

dapat memecah ikatan glikosidik pada pati menjadi polimer yang lebih pendek

(glukosa). Shakina dkk (2012) menyatakan bahwa kemampuan degradasi plastik

melalui metode soil burial test menyimpulkan bahwa kemampuan degradasi

40

plastik yang disintesis dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jenis tanah,

jenis mikroba, dan kelembapan.

Berdasarkan standar mutu bioplastik untuk biodegradasi yaitu 100% dalam

waktu 60 hari (Haryati dkk., 2017). Maka nilai persen kehilangan massa dari

bioplastik yang memiliki nilai tertinggi terdapat pada perlakuan (P4) sebesar

37,09% pada hari ke-15. Hal ini menunjukkan bahwa bioplastik yang dihasilkan

belum mendekati standar mutu bioplastik. Sehingga persen kehilangan massa dari

bioplastik yang diperoleh lebih rendah dibandingkan penelitian Mardianah (2018),

menghasilkan tingkat degradasi yang tinggi pada hari ke 15. Sesuai pernyataan

Sari dkk (2013), kemampuan degradasi suatu plastik berkaitan dengan

kemampuan menyerap air. Dimana semakin banyak kandungan air suatu material

maka semakin mudah terdegradasi. Air merupakan media bagi sebagian besar

mikroba terutama yang berada di dalam tanah. Menurut Wypich (2003), uji

biodegradabilitas dimana air dapat masuk untuk menetrasi struktur material dan

membantu aktivitas biologi (mikroba) pada material tersebut.

4. Hasil Uji FTIR

FTIR (fourier transform infrared) adalah salah satu instrumen yang

digunakan untuk mengindentifikasi gugus fungsi dalam suatu senyawa. Analisis

terhadap spektroskopi FTIR (fourier transform infrared) sampel bioplastik perlu

dilakukan untuk mengetahui jenis gugus fungsi yang ada berdasarkan bilangan

gelombang dimana suatu peak muncul. Gugus-gugus dalam setiap molekul

umumnya mempunyai karakteristik tersendiri sehingga dapat digunakan untuk

mendeteksi gugus spesifik pada senyawa organik maupun polimer(Fadli, 2016).

Hasil analisa gugus fungsi bioplastik dengan menggunakan FTIR (fourier

transform infrared) sebelum dan sesudah penimbunan terdapat adanya spektrum.

Seperti data yang terdapat pada gambar 12 dan 13 menunjukkan beberapa

peak yang muncul sehinggapada bioplastik terdapat lebih dari satu jenis gugus

fungsi. Adapun hasil identifikasi jenis-jenis gugus fungsi terkait dengan

pitaspektrum FTIR (fourier transform infrared) yang terbaca pada bilangan

gelombang tertentu seperti pada tabel 10.

41

Tabel 10. Analisis spektra FTIR plastik biodegradable perlakuan (P4) sebelum

dan sesudah penimbunan (5 hari, 10 hari, dan 15 hari) Gugus

fungsi

Bentonite

(Zain, 2017)

Sebelum

penimbunan

Setelah penimbunan

5 hari 10 hari 15 hari

C-H

aromatik

3626,17 cm-1

(medium)

- - - -

O-H

alkohol

3425,58 cm-1

(medium, lebar)

3412,08 cm-1

(tajam, kuat)

3417,86 cm-1

(tajam, kuat)

3446,79 cm-1

(tajam, kuat)

3414,00

(tajam, kuat)

C-H

alifatik

- 2927,94 cm-1

(medium)

2926,01 cm-1

(medium)

2926,01 cm-1

(medium)

2926,01 cm-1

(medium)

C=C 1635,64 cm-1

(medium)

- - - -

C=O - 1643,35 cm-1

(tajam, kuat)

1645,28 cm-1

(tajam kuat)

1649,14 cm-1

(tajam, kuat)

1645,28 cm-1

(tajam, kuat)

CH2 - 1425,40-

1456,26 cm1

(medium)

1421,54-

1456,26 cm-1

(medium)

1423,47-

1458,18 cm-1

(medium)

1423,47-

1460,11 cm-1

(medium)

C-O dari

C-O-H

- 1155,36 cm-1

(medium)

1155,36 cm-1

(medium)

115,36 cm-1

(medium)

115,36 cm-1

(medium)

C-O dari

C-O-C

- - 1078,21 cm-1

(bahu)

1078,21 cm-1

(bahu)

1080,14 cm-1

(bahu)

Si-O 1033,85 cm-1

(tajam, kuat)

1016,49 cm-1

(tajam, kuat)

1026,13 cm-1

(tajam, kuat)

1024,20 cm-1

(tajam, kuat)

1026,13 cm-1

(tajam, kuat)

Si-O-Al 524,64 cm-1

(medium)

584,43 cm-1

(tajam, kuat)

528,50 cm-1

(tajam, kuat)

528,50 cm-1

(tajam, kuat)

528,50 cm-1

(tajam, kuat)

Si-O-Si 470,63 cm-1

(medium)

464,84 cm-1

(medium)

468,70 cm-1

(medium)

466,77 cm-1

(medium)

468,70 cm-1

(medium)

Sumber: Data primer setelah diolah (2020)

Berdasarkan gambar 12 dan 13, pada spektrum terdapat beberapa puncak

yang menujukkan adanya gugus fungsi dalam sampel yaitu pada bilangan

gelombang yang ditampilkan pada tabel 10. Pada tabel 10 dapat dilihat

perbandingan gugus fungsi yang terdapat pada bentonite murni dan bentonite

yang ditambahkan ke dalam bioplastik. Gugus fungsi O-H pada bentonite murni

terdapat pada bilangan gelombang 3425,58 cm-1

dengan pita serapan medium dan

lebar sedangkan pada bilangan gelombang 3412,08 cm-1

,3414,00 cm-1

3417,86

cm-1

,dan 3446,79 cm-1

merupakan gugus fungsi O-H dari bentonite yang

ditambahkan ke dalam bioplastik dengan pita serapan lebar dan kuat.

Gugus fungsi C-H alifatik dengan pita serapan medium pada bilangan

gelombang 2926,01 cm-1

dan 2974,79 cm-1

merupakan daerah ulur gugus fungsi

C-H yang menunjukkan adanya pati, asam asetat, dan sorbitol. Relevan dengan

Ma, Chang, Yang, dan Yu (2009), bahwa pita serapan yang mendekati 2930 cm-1

merupakan karakteristik dari gugus fungsi C-H. Pada bilangan gelombang 1155,36

cm-1terdapat gugus fungsi C-O dari C-O-H degan pita serapan medium dan pada

42

bilangan gelombang 1078,21 cm-1

dan 1080,14 cm-1

terdapat gugus fungsi C-O

dari C-O-C dimana keduanya menunjukan adanya gugus fungsi pati.

Pada bilangan gelombang 3412,08 cm-1

,3414,00 cm-1

3417,86 cm-1

,dan

3446,79 cm-1

menunjukkan adanya gugus O-H dari bentonite. Gugus fungsi

tersebutmenunjukkan bahwa puncaknya berubah-ubah seiring dengan lamanya

waktu degradasi. Hal ini menunjukkan intensitas O-H yang dilewatkan semakin

menurun.

Kemudian pada bilangan gelombang 1016,49 cm-1

, 1024,20 cm-1

, dan 1026,13

cm-1

menunjukkan adanya gugus fungsi Si-O diperkuat dengan gugus fungsi Si-O-Al

pada bilangan gelombang 528,50 cm-1 dan 584,43 cm

-1 dan gugus fungsi Si-O-Si

yang muncul pada bilangan gelombang 464,84 cm-1, 466,70 cm

-1, 467,77 cm

-1, dan

468,70 cm-1 dimana keduanya merupakan gugus fungsi dari Si-O dan diperkuat

dengan adanya gugus fungsi O-H pada daerah streaching. Sesuai dengan Zain

(2017), bentonite memiliki gugus Si-O-Si dan Si-O-Al seperti yang terlihat pada

tabel 9 yang merupakan kandungan dari bentonite yaitu terdapat gugus fungsi Si-

O. Relevan dengan Ardakani (2009), spektra hasil FTIR (fourier transform

infrared) dengan pengisi clay, gugus fungsi Si-O berada pada bilangan gelombang

466-520 cm-1

dan 1042 cm-1

.

Menurut Darni dan Herti (2010), adanya gugus fungsi C=O karbonil dan

ester (COOH) pada bioplastik yang disintesis mengindikasikan plastik tersebut

memiliki kemampuan degradabilitas. Hal ini disebabkan karena gugus fungsi

C=O karbonil dan C-O ester merupakan gugus yang bersifat hidrofilik.

Kemampuan kedua gugus tersebut dalam mengikat molekul-molekul air yang

berasal dari lingkungan mengakibatkan mikroorganisme yang dapat memasuki

matriks bioplastik juga semakin banyak seiring dengan semakin tingginya

intensitas gugus-gugus yang bersifat hidrofilik. Teo dkk (2005), adanya gugus

fungsi tersebut menunjukkan film plastik dapat terdegradasi dengan baik ditanah.

43

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan

bahwa

1. Penambahan filler bentonite berpengaruh terhadap ketahanan air dikarenakan

sifat hidrofilik dari bentonite yang dapat mempengaruhi meningkatnya

penyerapan air pada komposit. Degradasi bioplastik dengan penambahan

filler bentonite memberikan pengaruh pada bentuk fisik bioplastik

dikarenakan bentonite memiliki sifat lebih mudah terdegradasi.

2. Hasil uji ketahanan air pada bioplastik yang dihasilkan yaitu mendekati

Standar Nasional Indonesia (SNI) seperti plastik konvensional pada perlakuan

(P1) sebesar 93,96% dan berdasarkan standar mutu bioplastik untuk

biodegradasi yaitu 100% dalam waktu 60 hari, maka persen kehilangan massa

dari bioplastik yang memiliki nilai tertinggi terdapat pada perlakuan (P4)

sebesar 37,09% pada hari ke-15. Hal ini menunjukkan bahwa bioplastik yang

dihasilkan belum mendekati standar mutu bioplastik.

5.2 Saran

Mengacu pada hasil akhir karakteristik dan pembahasan yang telah

dilakukan, penelitian ini masih harus disempurnakan.

1. Perlu dilakukan sintesis edible film yang berbeda meliputi variasi filler dan

plasticizer agar dihasilkan karakter bioplastik yang lebih baik.

2. Perlu adanya penelitian lanjutan seperti mengubah sifat hidrofilik dari filler

bentonite menjadi hidrofobik dengan penambahan surfaktan sehingga

penyerapan air dari bioplastik yang dihasilkan rendah.

3. Perlu adanya penelitian lanjutan untuk menguji sifat mekanik dari bioplastik

seperti uji persen elongation dan uji modulus young sehingga dapat

dibandingkan dengan Standar Nasional Indonesia (SNI).

44

DAFTAR PUSTAKA

Adityo, 2009. Sintesis Bioplastik dari Pati Ubi Jalar dengan Penguat Alami ZnO

dan Clay. Jakarta. Jurusan Teknik Kimia Universitas Indonesia.

Alam Muhammad Nur, Kumalasari, Nurmalasari, dan Ilmiati Illing. 2018.

Pengaruh Komposisi Kitosan Terhadap Sifat Biodegradasi dan Water Uptake

Bioplastik dari Serbuk Tongkol Jagung. http://journal.uin-

alauddin.ac.id/index.php/al-kimia. Diakses pada tanggal 07 Oktober 2019.

Alemdaroglu Tulay, Gulcan Akkus, Muserref Onal, dan Yuksel Sarikaya. 2003.

Investigation of The Surface Acidity of A Bentonite Modified by Acid

Activation and Thermal Treatment. Turkey Journal Chemistry 27, Hal. 675-

681.

Alenxander Michael dan Dubois Philippe. 2000. Polymer-Layered Silicate

Nanocomposites: Preparation, Properties, and Uses of A New Class of

Materials. Materials Science and Engineering, Vol. 28, No. 2000, Hal. 1-63.

Anggraini Fetty, Latifah, dan Siti Sundari Miswadi. 2013. Aplikasi Plasticizer

Gliserol Pada Pembuatan Plastik Biodegradable dari Biji Nangka. J. Chem.

Sci, Vol. 2, No. 3, Hal. 173-178.

Anita Zulisma, Fauzi Akbar, dan Harmida Harahap. 2013. Pengaruh Penambahan

Gliserol Terhadap Sifat Mekanik Film Plastik Biodegradasi dari Pati Kulit

Singkong. Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 2, No. 2, Hal. 37-41.

Ardakani Kazem Majdzaedah, Amir H. Navarchian, dan Farhad Sadeghi. 2009.

Optimization of Mechanical Properties of Thermoplastic Starch/Clay

Nanocomposites. Carbohydrate Polymers, 79, Hal.547-554.

Ardiansyah, Ryan. 2011. Pemanfaatan Pati Umbi Garut untuk Pembuatan Plastik

Biodegradable. Depok. Departemen Teknik Kimia.

Ariani, Dorothea Wahyu. 2009. Manajemen Operasi Jasa. Yogyakarta. Graham

Ilmu. http://www.slideshare.net/k- tarou/bmp-ekma4369. Diakses pada

tanggal 29 Juli 2019.

Aripin, Samsul, Bungaran Saing, dan Elvi Kustiyah. 2017. Studi Pembuatan

Bahan Alternatif Plastik Biodegradable dari Pati Ubi Jalar Dengan

Plasticizer Gliserol Dengan Metode Melt Intercalaction. Jurnal Teknik Mesin

(JTM),Vol. 06, Hal. 79-84.

Alvian, Kenrick, dan Iriany. 2016. Pengaruh Penambahan Bentonit Termodifikasi

Sebagai Pengisi Terhadap Sifat Mekanik dan Penyerapan Air Komposit

Epoksi. Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 5, No. 4, Hal. 39-44.

45

Avella Maurizio, Aleksandra Buzarovska, Maria Emanuela Errico, Gennaro

Gentile, dan Anita Grozdanov. 2009. Eco-challenges of Bio Based Polymer

Composites Material. www.mdpi.com/journal.materials. Diakses pada

tanggal 25 Oktober 2019.

Ban Weiping, Jianguo Song, Dimitris S. Argyropoulos, dan Lucian A Lucia.

2005. Improving the Physical and Chemical Functionally of Starch-Derived

Films With Biopolymers. Journal of Applied Polymer Science 100, Hal.2542-

2548.

Coniwanti Pamilia, Linda Laila, dan Mardiyah Rizka Alfira. 2014. Pembuatan

Film Plastik Biodegradable dari Pati Jagung Dengan Penambahan Gliserol.

Jurnal Teknik Kimia, Vol. 20, No. 4, Hal. 22-30.

Corbishley, D.A. dan W. Miller, 1984.Tapioca, Arrowroot, and Sago Starches :

Production. In: Whistler R.L., J.N. Bemiller, E.F. Paschall, 1984. Starch :

Chemistry and Technology,Second Edition. Academic Press, Inc. Harcourt

Brace Jovanovich Publishers.

Corporation, Thermo Nicolet. 2001. Introduction To Fourier Transform Infrared

Spectrometry. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2062795. Diakses pada

tanggal 29 Juli 2019.

Dachriyanus. 2004. Analis Struktur Senyawa Organik Secara Spektroskopi.

Padang. Universitas Andalas.

Darni Y., Chici D., dan Ismiyanti S. d. 2008.Sintesa Bioplastik dari Pati Pisang

dan Gelatin Dengan Plasticiezer Gliserol. Lampung. Seminar Nasional Sains

dan Teknologi II.

Darni. 2009. Pembuatan Bioplastik dari Pati Ubi Jalar dengan Plasticiezer

Gliserol dan Penambahan Zat Aditif. Sumatera Utara. Jurnal Universitas

Sumatera Utara.

Darni Yuli dan Herti Utami. 2010. Pembuatan dan Karakterisasi Sifat Mekanik

dan Hidrofobisitas Bioplastik dari Pati Sorgum. Lampung.Jurnal Rekayasa

Kimia dan Lingkungan.Fakultas Teknik Universitas Lampung Bandar

Lampung, Vol. 7, No. 4, Hal 88-93. http://jurnal.unsyiah.ac.id. Diakses pada

tanggal 28 Juli 2019.

Darni dkk.2014. Produksi Bioplastik dari Sorgum dan Selulosa Secara

Termoplastik. Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan, Vol. 10, No. 2,

Hal.55-62.

Elisusanti. 2019. Pemanfaatan Kulit Pisang Kapok (Musa paradisiaca) Sebagai

Bahan Dasar Bioplastik Termodifikasi Selulosa Serbuk Kayu Gergaji.

Palopo. Universitas Cokroaminoto Palopo.

46

European Bioplastics. 2018. Market. http://european-bioplastics.org/market.

Diakses pada tanggal 25 Oktober 2019.

Fadli, Nahwi Naufal. 2016. Analisis Pengaruh Penambahan Gliserol Pada

Karakteristik Edible Film dari Pati Kulit Pisang Raja, Tongkol Jagung, dan

Bonggol Eceng Gondok. Malang. Universitas Islam Negeri Maulana Malik

Ibrahim Malang.

Firdaus, Feris. 2008. Sintesis Kemasan Ramah Lingkungan dari Komposisi Pati,

Kitosan, dan Asam Polilaktat dengan Pemplatis Gliserol. Yogyakarta. Pusat

Sains dan Teknologi DPPM Universitas Indonesia.

Flack, M. 1983. FAO Production and Protection

Paper.AGPC/MISC/PREPRINT.The Sago Palm Domestrication,

Exploitation, and Product. Food and Agriculture Organization of The Unieted

Nation.

Freedonia Group. 2013. World Bioplastics Market. Cleveland. The Freedonia

Group.

Halid, Taqwin. 2017. Analisis Karakteristik Bioplastik Berbahan Dasar Batang

Kelapa Sawit dengan Penambahan Kitosan. Palopo. Universitas

Cokroaminoto Palopo.

Harnist R. dan Darni Y. 2011.Penentuan Kondisi Optimum Konsentrasi

Plasticizer Pada Sintesa Plastik Biodegradable Berbahan Dasar Pati

Sorgum.Universitas Lampung. Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II.

Haryati Sri, Anggie Septia Rini, Yuni Safitri. 2017. Pemanfaatan Biji Durian

sebagai Bahan Baku Plastik Biodegradable dengan Plasticizer Giserol dan

Bahan Pengisi CaCO3. Jurnal Teknik Kimia, Vol. 23,No. 1.

Hasanah Yeti Rusmiati dan Haryanto. 2017. Pengaruh Penambahan Filler

Kalsium Karbonat (CaCO3) dan Clay Terhadap Sifat Mekanik dan

Biodegradable Plastik dari Limbah Tapioka. Techno, p-ISSN 1410-8607, E-

issn 2579-9096, Vol. 18, No. 12, Hal.96-107.

Hee-Joung An. 2005. Effect of Ozonation and Addition of Amino Acids on

Properties of Rice Starches.A Dissertation Submitted To The Gradute Faculty

of The Louisina State University and Agricultural and Mechanical College.

Hidayati Sri, Ahmad Sapta Zuidar dan Astri Ardiani. 2015. Aplikasi Sorbitol Pada

Produksi Biodegradable Film dari Nata De Cassava. Universitas Lampung.

Jurusan Teknologi Hasil Pertanian.

Illing Ilmiati dan Satriawan MB. 2017. Uji Ketahan Air Bioplastik Limbah Ampas

Sagu Dengan Penambahan Variasi Konsentrasi Gelatin. Prosiding Seminar

Nasional, Vol. 03, No. 1, Hal.182-352.

47

Jabbar Uhsnul Fatimah. 2017. Pengaruh Penambahan Kitosan Terhadap

KarakteristikBioplastik dari Pati Kulit Kentang (Solanum Tuberosum. L).

Skripsi. Fakultas Sains dan TeknologiUin Alauddin Makassar.

Jambeck Jenna, R. Roland Geyer, Chris Wilcox, Theodore R. Siegler, Miriam

Perryman, Anthony Andrady, Ramani Narayan, dan Kara Lavender Law.

2015. Plastic Waste Inputs from Land Into the Ocean. Science, Vol. 347

ISSUE 6223, Hal. 768-772.

Johnstone, Sydney J. 1961. Mineralfor Chemical and Allied Industries. John

Willey dan Sons inc: 69-71.

Khoramnejadian, Shahrzad. 2011. Converting Non-Biodegradable Plastic To

Biodegradable by Using Natural Polymer To Help Environment

Conservation. Journal Of Food Agriculture and Environment, Vol. 9, No. 2,

Hal. 477-479.

Latief, Rindam. 2001. Teknologi Kemasan Plastik Biodegradabel.

http://www.hayatiipb.com/userr/rudyct/i ndiv2001/htm. Diakses pada tanggal

17 Februari 2020.

Louhenapessy, J. E. 1992. Sagu di Maluku: Potensi, Kondisi Lahan dan

Permasalahannya. Prosiding Simposium Sagu Nasional, Hal. 135-149.

Ma X., Chang P. R., Yang J., dan Yu J. 2009. Preparation and Properties of

Glycerol Plastized-Pea Starch Zinc Oxide Bionanocomposite. Carbonhidrate

polymers. 75, 475-478.

Maherawati, Retno Budi Lestari, dan Haryadi. 2011. Karakteristik Pati dari

Batang Sagu Kalimantan Barat Pada Tahap Pertumbuhan yang Berbeda.

Agritech, Vol. 31, No. 1, Hal. 9-13.

Mardianah S. 2018. Pengaruh Penambahan SiO2 Mesopori Terhadap Sifat

Ketahanan Air dan Biodegradasibioplastik dari Pati Ampas Sagu

(Metroxylon sago rottb). Palopo. Universitas cokroaminoto palopo.

Marhamah. 2008. Biodegradasi Plasticizer Poligliserol Asetat (PGA) dan Dioktil

Ftalat (DOP) dalam Matriks Polivinil Klorida (PVC) dan Toksisitasnya

Terhadap Pertumbuhan Mikroba. Tesis. Sumatera Utara. USU.

Megawati dan Machsunah Elfi Lutfiyatul.2016. Ekstraksi Pektin dari Kulit Pisang

Kepok (Musa paradisiaca) Menggunakan Pelarut HCl sebagai Edible

Film.JBAT, Vol 5, No. 1, Hal. 14-21.

Melani Ani, Netty Herawati, dan Fajri Kurniawan. 2017. Bioplatik Pati Umbi

Talas Melalui Proses Melt Intercalation. Distilasi, Vol. 2, No. 2, Hal. 53-67.

48

Mochtar. 2001. Quality of Basic Oleochemicals Produced In Malaysia, Inform.

12, Hal.529-536.

Moghadamzadeh H. R, M. Naimi, H. Rahimzaedah, M. Ardjmand, V. M. Nansa,

A. M. Ghanadi. 2013. Experimental Study of Adsorption Properties of Acid

and Thermal Treated Bentonite from Tehran (Iran). International Journal of

Chemical and Molecular Engineering, Vo. 7, No. 6, Hal.426-429.

Mujiarto, Iman. 2005. Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif.

Tarksi, Vol. 3, No. 2, Hal 65-73.

Nisah, Khairun. 2017. Study Pengaruh Kandungan Amilosa dan Amilopektin

Umbi-Umbian Terhadap Karakteristik Fisik Plastik Biodegradable Dengan

Plastizicer Gliserol. Jurnal Biotik, Vol. 5, No. 2, Hal. 106-113.

Novarianto H. dan Mahmud Z. 1989.Sagu Sebagai Pendamping Beras Dimasa

Depan. Bulletin Balitka.

Novianti Ayi Indah dan Kartika Lindawati. 2017.Pengaruh Green Marketing

Kebijakan Kantong Plastik Berbayar Terhadap Green Behaviour Masyarakat

Kota Bogor. Jurnal Riset Manajemen dan Bisnis, Vol. 2, No.1, Hal. 81 – 94.

Nugraha Irwan dan Widya Tri Septi Saputri.2017. Pengaruh Penambahan

Montmorillonit Terhadap Interaksi Fisik dan Laju Transmisi Uap Air

Komposit Edible Film Xanthan Gum-Montmorillonit. Jurnal Penelitian dan

Pengembangan Ilmu Kimia, Vol. 3, No. 2, Hal.142-151.

Nugrahaningtyas Khoirina Dwi, Dian M Widjonarko, Daryani, dan Yunita

Haryanti.2016. Kajian Aktivasi H2SO4 Terhadap Proses Pemilaran Al2O3

Pada Lempung Alam Pacitan.Jurnal penelitian kimia, Vol. 12, No. 12,

Hal.190-203.

Nugroho, Adityo Fajar. 2012. Sintesis Bioplastik dari Pati Umbi Jalar

Menggunakan Logam Zno dan Penguat Alami Clay. Depok. Fakultas Teknik

Universitas Indonesia.

Nurhanifa, Suryani, Adriana, Pocut Nurul Alam, dan Teuku Rihayat. 2017.

Peningkatan Kualitas Biopolimer (Poly Lactid Acid) dengan Penambahan

Filler Bentonit. Prosiding Seminar Nasional Pascasarjana (SNP) Unsyiah.

Nurminah, Mimi. 2002. Penelitian Berbagai Bahan Kemasan Plastik dan Kertas

Serta Pengaruhnya Terhadap Bahan yang Dikemas.Sumatra Utara.Jurusan

Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian USU, Universitas Sumatra Utara.

Pandu Gilang, Luzuardi, dan Sari Edi Cahyaningrum. 2013. Pembuatan dan

Karakteristik Bioplastik Berbahan Dasar Kitosan dan Pati Singkong dengan

Plasticiezer Gliserol. Surabaya. Universitas Negeri Surabaya.

49

Panjaitan, Rumintang Ruslinda. 2010. Kajian Penggunaan Bentonit dalam

Industri, Vol. XLV, No. 3, Hal.22-28.

Park H. J., C. L. Weller, P. J. Vergano, dan R. F. Testin. 1996. Factor Affecting

Barrier and Mechanical Properties of Protein Edible Degradable Film. New

Orleans, LA.

Perry. 1950. Chemical Engineers Handbook 7th Edition. Mc. Graw-Hill

International Book Company.

Pomeranz, Yeshajahu. 1991. Functional Properties of Food Components. (2nd

ed.). Academic Press, Inc. Hal.24-78.

Pranamuda, Hardaning. 2001. Pengembangan Bahan Plastik Biodegradable

Berbahan Dasar Tropis. Jakarta. Bahan Pengkajian dan Penerapan

Teknologi.

Pulungan Maimunah Hindun,Vemy Suryo Qushayyi, dan Wignyanto. 2015.

Pembuatan Plastik Biodegradeble Pati Sagu (kajian penambahan kitosan dan

gelatin). Prosiding Seminar Agroindustri dan Lokakarya Nasional FKPT-TPI.

Program StudiTIP-UTM.

Purwaningrum, Pramiati. 2016. Upaya Mengurangi Timbulan Sampah Plastik di

Lingkungan. JTL, Vol. 8, No.2, Hal. 141-147.

Puslitbag, Tekmira. 2005. Bentonite. http://www.tekmira.esdm.go.id. Diakses

pada tanggal 25 September 2019.

Puspita Riana dan Taufik Muhammad. 2014. Pemanfaatan Batang Kayu Kelapa

Sawit Sebagai Bahan Pembuatan Plastik Kemasan Makanan Daur Ulang.

Medan. Prosiding Seminar Nasional Kimia 2014 ISSBN: 978-602-19421-0-9

HKI Institut Teknologi Medan.

Putra Anugerah Dwi, Vonny Setiaries Johan dan Raswen Efendi. 2017.

Penambahan Sorbitol Sebagai Plasticizer dalam Pembuatan Edible Film Pati

Sukun. JOM Fakultas Pertanian, Vol. 4 No. 2.Hal.2-3.

Putri, Sumaya Yulia. 2018. Pengaruh Konsentrasi Plasticizer Sorbitol Terhadap

Sifat Fisik dan Mekanik Edible Film Berbasis Protein Sorgum Manis. Bogor.

Institut Pertanian Bogor.

Radhiyatullah afifah, Novianty Indriani, dan M. Hendra.2015. Pengaruh Berat

Pati dan Volume Plasticizer Gliserol Terhadap Karakteristik Film Bioplastik

Pati Kentang. Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 4, No. 3, Hal. 35-39.

Ratnaningtyas, Febriyanti. 2019. Pengaruh Plasticizer Sorbitol dan Gliserol

Terhadap Kualitas Plastik Biodegradable dari Singkong Sebagai Pelapis

50

Kertas Pembungkus Makanan. Surakarta. Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Richana Nur dan Titi Chandra Sunarti.2000. Karakterisasi Sifat Fisikokimia

Tepung Umbi dan Tepung Pati dari Umbi Gayong, Suweg. Ubi, Kelapa, dan

Gembili. J. Pascapanen, Vo. 1, No. 1, Hal. 29-37.

Rifaldi Anugerah, Irdoni Hs, dan Bahruddin. 2017. Sifat dan Morfologi Bioplastik

Berbasis Pati Sagu dengan Penambahan Filler Clay dan Plasticezer Gliserol.

Jom FTEKNIK, Vol. 4, No. 1, Hal. 1-7.

Ruddle Kenneth, Dennis Johnson, Patricia K. Townsend, dan John D. Ress. 1978.

Palm Sago A Tropical Starch from Marginal Lands. Honolulu. University

Press of Hawaii USA.

Sahwan Firman L., Djoko Heru Martono, Sri Wahyono, dan Lies A.

Wisoyodharmo.2005. Sistem Pengolahan Limbah Plastik Di Indonesia.

Jurnal Teknologi Lingkungan. P3TI_BPPT, Vol. 6, No. 1, Hal. 311-318.

Sanjaya M.H I Gede dan Puspita Tyas.2010. Pengaruh Penambahan Khitosan

dan Plasticizer Gliserol Pada Karakteristik Plastik Biodegradable dari Pati

Limbah Kulit Singkong.Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS.

Sandra, Domenek. 2004. Biodegradability of Wheat Gluten Based Bioplastics.

Chemosphore, 54, Hal.551-559.

Sari, Payung. 2013. Pengaruh Suhu Pengadukan Terhadap Karakteristik Plastik

Biodegradable dari Umbi Suweg (Amorphophallus campanulatus) Dengan

Penambahan Gliserol dan CMC (Carboxy Methyl Cellulose).

Skripsi.Yogyakarta. Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga.

Satriawan MB dan Ilmiati Illing. 2017. Uji FTIR Bioplastik dari Limbah Ampas

Sagu Dengan PenambahanVariasi Konsentrasi Gelatin. Jurnal Dinamika,

Vol. 08, No. 2, Hal. 1-13.

Selpiana, Patricia, dan Cindy Putri Anggraeni. 2016. Pengaruh Penambahan

Kitosan dan Gliserol Pada Pembuatan Bioplastik dari Ampas Tebu dan

Ampas Tahu. Jurnal Teknik Kimia, Vol. 22, No. 1, Hal. 57-64.

Selvin, T. P., J. Kuruvilla, dan T. Sabu. 2004. Mechanical Properties of Titanium

Dioxide-Filled Polystyrene Microcomposites. Material Letters 58, Hal. 281-

289.

Septiosari. 2014. Pembuatan dan Karakterisasi Bioplastik Limbah Biji Mangga

Dengan Penambahan Selulosa dan Gliserol. Indonesian Journal of Chemical

Science Vol. 3.No. 2, Hal. 2252-6951.

51

Setiani Wini, Tety Sudiarti, dan Lena Rahmidar. 2013. Preparasi dan

Karakterisasi Edile Film dari Poliblend Pati Sukun-Kitosan. Jurnal Kimia

Valensi,Vol. 3, No. 2, Hal. 100-109.

Setiawan Heru, Reza Faizal, dan Aziz Amrullah. 2015. Penentuan Kondisi

Optimum Modifikasi Konsentrasi Plasticizer Sorbitol PVA Pada Sintesa

Plastik Biodegradable Berbahan Dasar Pati Sorgum dan Chitosan Limbah

Kulit Udang. Semarang. Jurusan Biologi dan Fisika, Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang.

Shakina J., Sathiya L. K., dan Allen G. R. G. 2012. Microbial Degradation of

Synthetic Polyesters from Renewable Resources. Indian Journal of Science,

Vol. 1, No. 1, Hal.21-28.

Sinaga Rinaldi Febrianto, Gita Minawarisa Ginting, M. Hendra S Ginting, dan

Rosdanelli Hisbuan, 2014. Pengaruh Penambahan Gliserol Terhadap Sifat

Kekuatan Tarik dan Pemanjangan Saat Putus Bioplastik dari Pati Umbi

Talas. Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 3, No. 2, Hal. 19-24.

Sinha Ray dan Suprakas. 2015. Multifunctional Nanobiocomposites of

Biodegradable Polylactide and Nanoclay. National Centre for Nanostructured

Materials, Council for Scientific and Industrial Research, Pretoria, South

Africa, Department ofApplied Chemistry, University of Johannesburg,

Doornforntein, Johannesburg, and South Africa.

Sirikhajornnam Pongchayont dan Panu Danwanichakul. 2006. A Preliminary

Study of Preparing Biodegradable Film from Starch. Thammasat University.

Thailand.

Surono, Untoro Budi. 2013. Berbagai Metode Sampah Plastik Menjadi Bahan

Bakar Minyak. Jurnal Teknik, Vol. 3, No. 1, Hal. 32-40.

Syuhada, Rahmad Wijaya, Jayatin, dan Saeful Rohman. 2009. Modifikasi

Bentonite (Clay) menjadi Organoclay dengan Penambahan Surfaktan. Jurnal

Nanosains dan Nanoteknologi, Vo1.2, No. 1.Hal.48-51.

Teo G,, Suzuki Y., Dejong TM., dan Dandekar AM. 2006. Silencing Leaf

Sorbitol Synthesis Alters Long-Distance Partitioning and Apple Fruit

Quality. Proceedings of the National Academyof Sciences of the United

States of America, Vol. 103, No. 49, Hal.18842–18847.

Thomas David J. and William. A. Atwell, 1999. Starches Handbook Series. Eagen

Press. St. Paul, Minessota, U.S.A.

Ummah, Nahiqoh. 2013. Uji Ketahanan Biodegradable Platik Berbasis Tepung

Biji Durian Terhadap Air dan Pengukuran Densitasnya. Semarang.

Universitas Negeri Malang.

52

Utracki, L. A. 2004. Clay-Containing Polymeric Nanocomposit. Vol. 1. Rapra

Technology Limited.

Vilpoux Olivier dan Averous Luc. 2006. Starch Based Plastic. Technology Use

and Potential, Use and Potentialities of Latin American Starchy Tubers.

Journal of Macro Molekuler Science, Vol. 3, Hal.521-533.

Wardani. 2009. Bahaya Penggunaan Plastik. Pendidikan MIPA. Universitas

Palangkaraya. http://pusdiklatmigas.esdm.go.id/file/t2-_bahaya_plastik_-

nurhenu_K.pdf. Diakses pada tanggal 15 Februari 2020.

Widyaningsih Senny, Dwi Kartika, dan Yuni Tri Nurhayati. 2012. Pengaruh

Penambahan Sorbitol dan Kalsium Karbonat Terhadap Karakteristik dan

Sifat Biodegradasi Film dari Pati Kulit Pisang. Purwokerto. Fakultas Sains

dan Teknik. Unsoed Purwokerto.

Wypich, George. 2003. Plasticiezer Use and Selection For Specific Polymer,

Toronto: Chem. Tee Labo-Ratories.

Yuniarti L. I., Gatot S. Hutomo, dan Abdul Rahim. Sintesis dan Karakterisasi

Bioplastik Berbasis Pati Sagu (Metroxylon sp). J. Agrotegbis, Vol. 2, No. 1,

Hal. 38-46.

Zain, Amdatul Khoiroh Prasastiningtyas. 2017. Sintesis dan Karakterisasi

Komposit Edible Film Isolat Protein Ampas Tahu-Monmorillonit. Skripsi.

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta.

Zulaidah, A. 2012.Peningkatan Nilai Guna Pati Alami Melalui Proses Modifikasi

Pati. Jurnal Dinamika Sains, Vol. 10, No. 22, Hal. 1-13.

53

L

A

M

P

I

R

A

N

54

Lampiran 1: Perhitungan hasil pengujian bioplastik

1. Pembuatan filler bentonite

a. Bentonite 3%

Diketahui:

Massa pati sagu = 10 gram

Ditanyakan:

Massa bentonite 3% ……?

Penyelesaian:

= x

=

x

= 3 x 10 gram

=

= 0,3 gram

b. Bentonite 6%

Diketahui:

Massa pati sagu = 10 gram

Ditanyakan:

Massa bentonite 6% ……?

Penyelesaian:

= x

=

x

= 6 x 10 gram

=

= 0,6 gram

c. Bentonite 9%

Diketahui:

Massa pati sagu = 10 gram

55

Ditanyakan:

Massa bentonite 9% ……?

Penyelesaian:

= x

=

x

= 9 x 10 gram

=

= 0,9 gram

d. Bentonite 12%

Diketahui:

Massa pati sagu = 10 gram

Ditanyakan:

Massa bentonite 12% ……?

Penyelesaian:

= x

=

x

= 12 x 10 gram

=

= 1,2 gram

2. Pembuatan sorbitol 25%

Diketahui:

Massa pati sagu = 10 gram

Ditanyakan:

Massa sorbitol 25% ……?

Penyelesaian:

= x

=

x

56

= 25 x 10 gram

=

= 2,5 gram

2. Pembuatan larutan asam asetat 2%

Rumus: V1.M1 = V2.M2

Keterangan: V1 = Volume sebelum pengenceran

V2 = Volume setelah pengenceran

M1 = Konsentrasi sebelum pengenceran

M2 = Konsentrasi setelah pengenceran

Diketahui: V2 = 100 mL

M2 = 2%

M1 = 25%

Ditanyakan: M2 =.......?

Penyelesaian:

V1.M1 = V2.M2

V1. 25% = 100 mL.2%

V1 =

= 8 mL

3. Pengujian Kuat Tarik

Tabel 11. Pengujian kuat tarik

Variasi

Kuat tarik (Mpa)

Sebelum perendaman dengan

larutan H2SO4

Sesudah perendaman dengan

larutan H2SO4

P1 (3%) 2,76x10-3

2,60x10-3

P2 (6%) 3,72 x10-3

2,31x10-3

P3 (9%) 5,08x10-3

1,79x10-3

P4 (12%) 7,62x10-3

1,89x10-3

Rumus kuat tarik yaitu:

57

Perhitungan:

Sebelum perendaman

a. 3% bentonite

Diketahui: F = 4,145694 ⁄

= 0,0015 m2

Ditanyakan: ….?

Penyelesaian:

= ⁄

=

=

= 0,0027638 Mpa

= 2,76x10-3

Mpa

b. 6% bentonite

Diketahui: F = 5,576004 ⁄

= 0,0015 m2

Ditanyakan: ….?

Penyelesaian:

= ⁄

=

=

= 0,00371734 Mpa

= 3,72x10-3

Mpa

c. 9% bentonite

Diketahui: F = 7,61509 ⁄

= 0,0015 m2

Ditanyakan: ….?

58

Penyelesaian:

= ⁄

=

=

= 0,00507673 Mpa

= 5,08x10-3

Mpa

d. 12% bentonite

Diketahui: F = 11,431798 ⁄

= 0,0015 m2

Ditanyakan: ….?

Penyelesaian:

= ⁄

=

=

= 0,0076212 Mpa

= 7,62x10-3

Mpa

Sesudah perendaman

a. 3% bentonite

Diketahui: F = 3,500854 ⁄

= 0,0015 m2

Ditanyakan: ….?

Penyelesaian:

= ⁄

59

=

=

= 0,0023339 Mpa

= 2,33x10-3

Mpa

b. 6% bentonite

Diketahui: F = 3,107776 ⁄

= 0,0015 m2

Ditanyakan: ….?

Penyelesaian:

= ⁄

= 2071,85

=

= 0,00207185 Mpa

= 2,07x10-3

Mpa

c. 9% bentonite

Diketahui: F = 2,401392 ⁄

= 0,0015 m2

Ditanyakan: ….?

Penyelesaian:

= ⁄

=

=

= 0,00160093 Mpa

= 1,60x10-3

Mpa

60

d. 12% bentonite

Diketahui: F = 2,54457 ⁄

= 0,0015 m2

Ditanyakan: ….?

Penyelesaian:

= ⁄

=

=

= 0,00169638 Mpa

= 1,70x10-3

Mpa

4. Pengujian Ketahanan Air

Tabel 12. Pengujian ketahanan air

Variasi W0 (gram) W (gram) Penyerapan

air (%)

Ketahanan

air (%)

Hidrofobisitas

SNI (%)

P1 (3%) 0,397 0,421 6,04 93,96 99

P2 (6%) 0,358 0,394 10,05 89,95 99

P3 (9%) 0,436 0,485 11,24 88,76 99

P4 (12%) 0,403 0,465 15,38 84,62 99

Keterangan:

W0 = Berat mula-mula (gram)

W = Berat uji setelah perendaman (gram)

Rumus persen air yang diserap:

Penyerapan air

100%

Perhitungan:

a. 3% bentonite

Penyerapan air (%) =

100%

=

100%

=

100%

61

= 0,0604 x 100%

= 6,04%

b. 6% bentonite

Penyerapan air (%) =

100%

=

100%

=

100%

= 0,1005 x 100%

= 10,05%

c. 9% bentonite

Penyerapan air (%) =

100%

=

100%

=

100%

= 0,1124 x 100%

= 11,24%

d. 12% bentonite

Penyerapan air (%) =

100%

=

100%

=

100%

= 0,1538 x 100%

= 15,38%

Rumus ketahanan air:

Ketahanan air (%) = 100%-persen air yang diserap

a. 3% bentonite

Ketahanan air (%) = 100% - persen air yang diserap

= 100% - 6,04%

= 93,46%

62

b. 6% bentonite

Ketahanan air (%) = 100% - persen air yang diserap

= 100% - 10,05%

= 89,95%

c. 9% bentonite

Ketahanan air (%) = 100% - persen air yang diserap

= 100% - 11,24%

= 88,76%

d. 12% bentonite

Ketahanan air (%) = 100% - persen air yang diserap

= 100% - 15,38%

= 84,62%

5. Pengujian Biodegradasi

Tabel 13. Pengujian biodegradasi

Keterangan:

W1 = Massa sampel sebelum biodegradasi (gram)

W2 = Massa sampel sesudah biodegradasi (gram)

Rumus persen kehilangan massa:

Variasi Hari W1

(gram)

W2

(gram)

Kehilangan

massa (%)

Massa

total

(%)

Degradabilitas

(mg/hari)

Perkiraan

waktu

degradasi

P1

(3%)

5 0,307 0,288 6,19

36,55

7,07 10 0,325 0,286 12 41 hari

1 jam 15 0,290 0,184 36,55

P2

(6%)

5 0,367 0,307 16,35

33,45

6,27

44 hari

8 jam 10 0,320 0,256 20

15 0,281 0,187 33,45

P3

(9%)

5 0,325 0,310 4,62

26,82

7,13 10 0,351 0,304 13,39 55 hari

9 jam 15 0,399 0,292 26,82

P4

(12%)

5 0,388 0,267 31,19

37,09

7,47 10 0,329 0,213 35,26 40 hari

5 jam 15 0,302 0,190 37,09

63

Perhitungan:

1. Penguburan hari ke-5

a. 3% bentonite

Kehilangan massa(%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

b. 6% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

c. 9% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

d. 12% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

64

2. Penguburan hari ke-10

a. 3% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

b. 6% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

c. 9% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

d. 12% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

65

3. Penguburan hari ke-15

a. 3% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

b. 6% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

c. 9% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

d. 12% bentonite

Kehilangan massa (%) =

100%

=

100%

=

100%

=

=

66

Rumus degradabilitas yaitu:

⁄

Keterangan:

W1 = Massa sampel sebelum biodegradasi (mg)

W2 = Massa sampel sesudah biodegradasi (mg)

a. 3% bentonite

⁄

= 7,04 mg/hari

b. 6% bentonite

⁄

= 6,27 mg/hari

c. 9% bentonite

⁄

= 7,13 mg/hari

d. 12% bentonite

⁄

67

= 7,47 mg/hari

Rumus perkiraan waktu degradasi

Perkiraan waktu degradasi =

a. 3% bentonite

Perkiraan waktu degradasi =

15 hari

= 2,74 15 hari

= 41,1 hari

= 41 hari 1 jam

b. 6% bentonite

Perkiraan waktu degradasi =

15 hari

= 2,99 15 hari

= 44,8 hari

= 44 hari 8 jam

c. 3% bentonite

Perkiraan waktu degradasi =

15 hari

= 3,73 15 hari

= 55,9 hari

= 55 hari 9 jam

d. 12% bentonite

Perkiraan waktu degradasi =

15 hari

= 2,70 15 hari

= 40,5 hari

= 40 hari 5 jam

68

Lampiran 2: Dokumentasi Kegiatan Penelitian

(a) (b)

Gambar 19. Preparasi sampel pati sagu

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 20. Pencampuran bahan dan pembuatan larutan bioplastik

69

(a) (b) (c)

Gambar 21. Proses pencetakan dan pengeringan

Gambar 22. Pengukuran ketebalan

(a) (b)

Gambar 23. Uji kuat tarik

70

(a) (b)

Gambar 24. Uji ketahanan air

(a) (b)

Gambar 25. Tahap penimbunan

(a) (b) (c) (d)

Gambar 26. Uji biodegradasi hari ke-5 (P1, P2, P3, dan P4)

(a) (b) (c) (d)

Gambar 27. Uji biodegradasi hari ke-10 (P1, P2, P3, dan P4)

71

(a) (b) (c) (d)

Gambar 28. Uji biodegradasi hari ke-15(P1, P2, P3, dan P4)

Gambar 29. Proses penimbangan

Gambar 30. Uji FTIR (fourier transform infrared)

72

Lampiran 3: Hasil pengujian FTIR

1. Konsentrasi bentonite perlakuan (P4 12%) sebelum penimbunan

Penimbunan hari ke-5

73

2. Konsentrasi bentonite perlakuan (P4 12%) sesudah penimbunan hari ke-5

74

3. Konsentrasi bentonite perlakuan (P4 12%) sesudah penimbunan hari ke-10

75

4. Konsentrasi bentonite perlakuan (P4 12%) sesudah penimbunan hari ke-15

76

Lampiran 4. Surat permohonan izin melakukan penelitian

77

78

Lampiran 5. Surat keterangan pelaksanaan penelitian

79

80

Lampiran 6. Laporan hasil pengujian

81

- Menambahankan

bentonite dengan

variasi konsentrasi

masing-

masing(P1=3%,

P2=6%, P3=9%,

dan P4=12%)

kemudian pati sagu

sebanyak 10 gram

- Dipanaskan pada

suhu 70oC selama 5-

6 menit

3. Mencetak larutan

bioplastik

4. Mengeringkan larutan

bioplastik pada suhu

ruang selama 3 hari

5. Merendam sampel

bioplastik dalam

larutan H2SO4 1 M

selama 1 hari

- Hasil yang

didapatkan

berupa lembaran

yang berwarna

coklat, kurang

elastis, bagian

permukaan atas

kasar sedangkan

permukaan bawah

halus, dan

terdapat

gelembung

82