PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
PEMBUATAN PLASTIK BIODEGRADABLE DARI PATI BUAH BIJI PINANG SEBAGAI BAHAN PLASTIK
RAMAH LINGKUNGAN”
BIDANG KEGIATAN :
PKM PENELITIAN
PKM PENELITIAN
Diusulkan
oleh :
Doni
Damara Putra 155001
Mia
Rifa Oktapiyanti 155001099/2015 2015
Selli
Nur Three Mulyani 155001098/2015 2015
UNIVERSITAS SILIWANGI
TASIKMALAYA
2016
LEMBAR
PENGESAHAN
Tasikmalaya, 2016
|
|
Mengetahui
|
|
|
Ketua
Himpunan
Dani Hidayat____
NPM :
135001013
|
|
Pembimbing
Reza Nurseha____
NPM :
145001124
|
|
|
Menyetujui
|
|
|
Ketua
Pelaksana PKMP
Dzikri Fauzi_____
NPM :
135001011
|
|
Koordinator
Pendidikan PKMP
Ilham M. Miqdar_
NPM :
145001026
|
|
|
Mengesahkan,
Ketua
SEMA FAPERTA
M. Yusuf
Hanafiah
NPM :
125009044
|
|
LEMBAR
PENGUJI
Hari :
Tanggal :
Tempat :
|
Penguji
1
_____________________
|
Penguji
2
________________________
|
Penguji
3
______________________
|
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL .................................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................ ii
LEMBAR PENGUJI ....................................................................................................... iii
DAFTAR ISI .................................................................................................................... iv
RINGKASAN ................................................................................................................... v
BAB I : PENDAHULUAN .............................................................................................. 1
A.
Latar Belakang Masalah ................................................................................... 1
B.
Rumusan Masalah ............................................................................................. 1
C.
Tujuan Penulisan ............................................................................................... 2
D.
Luaran yang Diharapkan .................................................................................. 2
E.
Kegunaan Penelitian ......................................................................................... 2
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 3
A.
Kandungan Biji Pinang .................................................................................... 3
B.
Plastik Biodegredable ....................................................................................... 3
BAB III : METODE PENELITIAN .............................................................................. 6
A.
Metode Penelitian ............................................................................................. 6
B.
Variabel Penelitian ............................................................................................ 6
C.
Alat dan Bahan Penelitian ................................................................................ 6
D.
Prosedur Penelitian ........................................................................................... 7
BAB IV :BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN .......................................................... 9
A.
Rencana Biaya .................................................................................................. 9
B.
Jadwal Kegiatan ............................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 10
Ringkasan
Plastik
biodegredable artinya plastik yang dapat diuraikan kembali oleh mikroorganisme
secara alami dan ramah bagi lingkungan. Bahan dasar pembuatan plastik
bodegredable salah satunya adalah karbohidrat yang terdapat pada pati. Biji
pinang memiliki kandungan karbohidrat yang cukup tinggi. Oleh karena itu, biji
pinang dapat dimanfaatkan sebagai bahan utama pembuatan plastik biodegredable.
Bahan baku pembuatan plastik biodegredable adalah pati dari biji pinang.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan pemlastis
gliserol dan sorbitol dengan konsentrasi yang berbeda sehingga memperoleh
plastik dengan hasil yang optimal. Komposisi yang digunakan yaitu penambahan
variasi pada konsentrasi pemlastis larutan gliserol dan sorbitol dengan masing-masing
konsentrasinya 0%, 5%, 10% dengan variasi lama pemanasan dalam waktu 30, 40, 60
menit.
Kata kunci : pati biji pinang, pemlastis
gliserol dan sorbitol, plastik biodegredable
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang Masalah
Plastik
adalah bahan yang banyak digunakan dalam kehidupan manusia sebagai alat bantu
yang relatif kuat, ringan dan mempunyai nilai harga yang murah, selain itu juga
sebagai bahan pengemas untuk berbagai jenis produk termasuk makanan. Pengemasan
merupakan hal terpenting untuk mempertahankan kualitas bahan pangan. Plastik yang
berada dipasaran saat ini merupakan plastik sintetik dari minyak bumi yang
sulit untuk terurai di alam. Akibatnya semakin banyak yang menggunakan plastik,
akan semakin meningkat pencemaran lingkungan. Oleh karena itu untuk dapat
menyelamatkan lingkungan saat ini telah dikembangkan plastik biodegradable artinya plastik ini dapat
diuraikan kembali oleh mikroorganisme secara alami menjadi senyawa yang ramah
lingkungan.
Penggunaan
plastik biodegradable sangat
berpengaruh terhadap lingkungan, ini juga membantu mengurangi penggunaaan
minyak bumi, gas alam dan sumber mineral lain yang keberadaannya semakin
menipis dan tidak dapat diperbaharui. Biasanya plastik konvensional berbahan
dasar petroleum, gas alam, atau batu bara, sementara plastik biodegradable terbuat dari material yang
dapat diperbaharui dari senyawa-senyawa yang terdapat pada tanaman misalnya
selulosa, kolagen, kasein, protein atau lipid yang terdapat pada hewan. Plastik
biodegradable berbahan dasar tepung aman
bagi lingkungan. Senyawa-senyawa hasil degradasi polimer selain menghasilkan
senyawa organik lain yaitu asam organik aldehid yang tidak berbahaya bagi
lingkungan.
Hasil
degradasi plastik ini dapat digunakan sebagai makanan hewan ternak atau sebagai
pupuk kompos. Plastik biodegradable
yang terbakar tidak menghasilkan senyawa kimia yang berbahaya juga kualitas tanah akan meningkat dengan adanya
plastik biodegradable karena hasil
penguraian mikroorganisme meningkatkan unsur hara dalam tanah. Kedepannya
diharapkan Indonesia dapat mengembangkan plastik biodegradable yang berasal dari pati karena di Indonesia banyak
diperoleh sumber karbohidrat sebagai sumber pati.
Dari uraian diatas, maka tim peneliti tertarik untuk
melakukan penelitian dengan judul “PEMBUATAN
PLASTIK BIODEGRADABLE DARI PATI BIJI
BUAH PINANG SEBAGAI BAHAN PLASTIK RAMAH LINGKUNGAN”.
B. Rumusan Masalah
Untuk lebih memperjelas permasalahan diatas, maka
penulis merumuskan permasalahan sebagai berikut :
1. Apa yang di maksud dengan plastik biodegradable?.
2. Apa yang di maksud dengan pati?.
3. Bagaimana pembuatan plastik biodegradable dari pati buah biji pinang
sebagai bahan plastik ramah lingkungan?.
C. Tujuan Penelitian
Dalam pembahasan penelitian ini, tim peneliti
memiliki tujuan, adapun tujuan yang dimaksud adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui pengertian plastik biodegradable.
2. Untuk mengetahui pengertian pati.
3. Untuk mengetahui pembuatan plastik biodegradable dari pati buah biji pinang
sebagai bahan plastik ramah lingkungan.
D. Luaran Yang Diharapkan
Dengan
penelitian yang dilakukan dalam PKM ini, diharapkan meneruskan penelitian
tentang pembuatan plastik biodegradable dari sumber-sumber pati tanaman lainnya
karena di Negara Indonesia banyak
diperoleh sumber karbohidrat sebagai sumber pati, sehingga Indonesia diharapkan
dapat mengembangkan plastik biodegradable yang berasal dari pati.
E. Kegunaan Penelitian
1. Masyarakat dapat memanfaatkan biji
pinang sebagai bahan alternatif pembuatan plastik ramah lingkungan (plastik biodegradable).
2. Mengurangi pencemaran tanah yang
disebabkan plastik kimia yang sulit diurai.
3. Hasil penguraian dari plastik
biodegradable dapat menyuburkan tanah.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A.
Plastik Biodegradable
1.
Pengertian
Plastik
Plastik
mempunyai peranan besar dalam kehidupan sehari-hari biasanya digunakan sebagai
bahan pengemas makanan dan minuman karena sifatnya yang kuat, ringan dan
praktis. Menurut definisi dari (Apriyanto 2007 dan Aryanti 2013 dalam Agustina
Putri Serly ,2014) plastik sebagai material polimer atau bahan pengemas yang
dapat dicetak menjadi bentuk yang diinginkan dan mengeras setelah didinginkan
atau pelarutnya diuapkan. Polimer adalah molekul yang besar yang telah
mengambil peran yang penting dalam teknologi karena mudah dibentuk dari satu
bentuk ke bentuk lain dan mempunyai sifat, struktur yang rumit. Hal ini
disebabkan oleh jumlah atom pembentuk yang jauh lebih besar dibandingkan dengan
senyawa yang berat atomnya lebih rendah. Umumnya suatu polimer dibangun oleh
satuan struktur yang tersusun secara berulang dan diikat oleh gaya tarik
menarik kuat disebut ikatan kovalen (Steen, 2007 dalam Sari Permata Dian,
2014).
Plastik
adalah rantai panjang dari atom yang mengikat satu sama lain. Rantai ini
membentuk banyak unit molekul berulang atau “monomer”. Istilah plastik mencakup
produk polimerisasi sintetik, namun ada beberapa polimer alami yang termasuk
plastik. Plastik terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan
bisa juga terbentuk dengan menggunakan zat lain untuk mengahasilkan plastik
yang ekonomis (Azizah, 2009 dalam Ningsih SW, 2010).
Plastik
merupakan polimer yang dapat dicetak menjadi berbagai bentuk yang berbeda.
Plastik dapat digolongkan berdasarkan :
1. Sifat
Fisiknya terbagi menjadi 2 yaitu :
a.
Polimer Termoplastik
Polimer
termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan panas. Jika
polimer ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan mengeras.
Contoh
plastik termoplastik sebagai berikut :
·
Polietilena
(PE)
Contoh
: botol plastik, mainan, nahan cetakan, ember, drum, pipa saluran, isolasi
kawat dan kabel, kantong plastik dan jas hujan.
·
Poliviniklorida
(PVC)
Contoh
: pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, piringan hitam, bungkus makanan,
sol sepatu, sarung tangan dan botol detergen.
·
Polipropena
(PP)
Contoh
: karung, tali, botol minuman, serat, bak air, insulator, kursi plastik,
alat-alat rumah sakit, komponen mesin cuci, pembungkus tekstil dan permadani.
·
Polistirena
Contoh
: penggaris, gantungan baju, dll.
b.
Polimer Termosetting
Polimer termosetting adalah polmer yang mempunyai
sifat tahan terhadap panas. Polimer termosetting memiliki ikatan-ikatan silang
yang mudah dibentuk pada waktu dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku
dan keras.
2.
Pengertian Plastik Biodegradable
Biodegradable
dapat diartikan dari tiga kata yaitu bio yang berarti makhluk hidup, degra
yang berarti terurai dan able
berarti dapat. (Griffin, 1994 dalam Aryani Riski, 2014), Plastik biodegradable
adalah suatu bahan dalam kondisi tertentu, waktu tertentu mengalami perubahan
dalam struktur kimianya, yang mempengaruhi sifat-sifat yang dimilikinya karena
pengaruh mikroorganisme (bakteri, jamur, alga).
Plastik
biodegradable berbahan dasar pati/amilum dapat didegrasi oleh bakteri pseudomonas dan bacillus memutus rantai polimer menjadi monomer-monomernya.
Senyawa-senyawa hasil degradasi polimer selain menghasilkan karbon dioksida dan
air, juga menghasilkan senyawa organic lain yaitu asam organic dan aldehid yang
tidak berbahaya bagi lingkungan.
Plastik biodegradable dapat
dihasilkan melalui beberapa cara, salah satunya adalah biosintesis menggunakan
bahan berpati atau berselulosa. Cara
pembuatan plastik biodegradable yang berbasis pati antara lain :
1. Mencampur pati dengan plastik
konensional (PE atau PP) dalam jumlah kecil (10-20%).
2. Mencampur pati dengan turunan hasil
samping minyak bumi, seperti PCL, dalam komposisi yang sama 50%.
3. Menggunakan proses ekstraksi untuk
mencampur pati dengan bahan-bahan seperti protein kedelai, gliserol, alginate,
lignin dan sebagainya sebagai bahan pemlastis (plasticizer).
a.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pembuatan Plastik
Biodegrdable
Dalam
pembuatan plastik biodegradable ada beberapa faktor yang harus diperhatikan
seperti :
1.
Temperatur
Perlakuan
suhu diperlukan untuk membentuk plastik biodegradable yang utuh tanpa adanya
perlakuan panas kemungkinan terjadinya interaksi molekul sangatlah kecil
sehingga pada saat plastik dikeringkan akan menjadi retak dan berubah menjadi
potongan-potongan kecil. Perlakuan panas
diperlukan untuk membuat plastik tergelantinisasi, sehingga terbentuk pasta
pati yang merupakan bentuk awal dari plastik. Kisaran suhu gelantinisasi pati
rata-rata 64,5 derajat celcius sampai 70 derajat celcius (Mc Hugh dan Krochta,
1994).
2.
Konsentrasi
Polimer
Konsentrasi
pati ini sangat berpengaruh terutama pada sifat fisik plastik yang dihasilkan
juga menetukan sifat pasta yang dihasilkan. Menurut Krochta dan Johnson (1997),
“semakin besar konsentrasi pati maka jumlah polimer penyusun matrik plastik
semakin besar sehingga dihasilkan plastik yang tebal.
3.
Plasticizer
( pemlastis)
Plasticizer
ini merupakan bahan nonvolatile yang ditambah kedalam formula plastik akan
berpengaruh terhadap sifat mekanik dan fisik plastik yang terbentuk karena akan
mengurangi sifat intermolekul dan menurunkan ikatan hydrogen internal.
Plasticizer mempunyai titik didih tinggi dan penambahan plasticizer diperlukan
untuk mengatasi sifat rapuh plastik yang disebabkan oleh kekuatan intermolekul
ekstensif(Gotard et al., 1993). Menurut Krocht dan Johnson (1997), plasticizer
polyol yang sering digunakan yakni gliserol dan sorbitol.
B. Pati
Pati merupakan suatu senyawa
karbohidrat kompleks dengan ikatan α-glikosidik. Pati dihasilkan oleh tumbuhan
untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintetis) dalam jangka
panjang. Pati yang di produksi secara komersial biasanya di dapatkan dari
jagung, gandum, beras, dan tanaman-tanaman umbi seperti kentang, singkong, dan ubi jalar.
Jumlah produksi tahunan dunia pati adalah sekitar 60 juta MT dan di perkirakan
akan meningkat sekitar 10 juta MT pada tahun tambahan 2011 (FAO, 2006b; LMC
international, 2002;
patil SK dan Associates, 2007
dalam Wajira S. Ratnayake, 2009).
Pati terdiri dari dua fraksi yang
dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut di sebut amilosa dan fraksi
tidak larut di sebut amilopektin. Struktur amilosa merupakan struktur lurus
dengan ikatan α-(1,4)-D-glukosa.amilopektin terdiri dari struktur bercabang
dengan ikatan α-(1,4)-D-glukosa dan titik percabangan amilopektin merupakan
ikatan α-(1,6). Kadar kedua komponen ini nantinya akan mempengaruhi sifat
mekanik dari polimer alami yang terbentuk .
1. Penggunaan Pati sebagai Bahan Baku plastik
Biodegradable
Indonesia
kaya akan sumber daya alam plastik, Diantaranya
pati-patian yang dapat di manfaatkan sebagai bahan plastik biodegradable.
Pengkajain pemanfaatan sumber daya pati Indonesia untuk produksi plastik
biodegradable dapat
dilakukan melalui tiga cara yaitu:
a. Percampuran (blending) amtara polimer
plastik dengan pati
Pencampuran
dilakukan dengan menggunakan extruder atau dalam mixer berkecepatan tinggi
(high speed mixer) yang dilengkapi pemanas untuk
melelehkan polimer plastik. Plastik yang digunakan dapat berupa plastik
biodegradable (PCL,PBS, atau PLA) maupun plastik konvesional (polietilen).
Sedangankan pati yang digunakan dapat berupa pati mentah berbentuk glanular
maupun pati yang sudah tergelatinisasi. Sifat mekanik dari plastik
biodegradable yang dihasilkan tergantung dari keadaan penyebaran pati dalam
pase plastik, maka produk plastik biodegradable yang didapat akan mempunyai
sifat mekanik yang baik.
b. Modifikasi Kimiawi Pati
Untuk menambahkan sifat plastisitas pada pati,
metode grafting sering digunakan. Sifat biodegradabilitas dari produk plastik
yang dihasilkan tergantung pada jenis polimer yang dicangkokkan pada pati. Jika
polimer yang dicangkokkan adalah polimer yang bersifat biodegradable, maka
produk yang dihasilkan juga akan bersifat biodegradable. Namun demikian,
biasanya sifat biodegrabilitas pati akan berkurang atau bahkan hilang sama
sekali dengan proses modifikasi kimiawi.
c. Penggunaan Pati sebagai Bahan Baku
Fermentasi Menghasilkan Monomer atau Polimer Plastik Biodegradable
Pati dapat dipakai sebagai bahan baku fermentasi
untuk menghasilkan asam laktat (monomer dari PLA), 1,4-butanediol (monomer dari
PBS) atau Poliester Mikroba (PHB) atau biopolimer lainnya seperti
pullulan.
2. Gliselol sebagai plasticizer
Dalam
pembuatan plastik biodegradable, gliselol mempunyai peranan yang cukup penting.
Gliselol merupakan salah satu agen
pemlastis yang sering digunakan. Hal ini karna gliselol merupakan bahan yang
murah sumbernya mudah di peroleh, dapat diperbaharui, dan juga akrab dengan
lingkugan karena
mudah didegradasi oleh alam. Pati yang merupakan polimer alam yang tidak mahal
dan terbaharukan yang hadir dalam bentuk butiran tidak dapat diproses menjadi
material termoplastik karena
kuatnya ikatan hydrogen intermolecular dan intramolekular. Tetapi dengan adanya air dan
plasticizer dalam hal ini gliselol, pati dapat diolah menjadi polimer yang
biodegradable.
Gliselol
umumnya digunakan sebagai material plastisasi umumnya merupakan molekul kecil
yang larut dalam struktur yang amorf diantara molekul-molekul polimer yang
lebih besar. Material plastisasi memacu proses pencetakan, dan meningkatkan
fleksibilitas produk. Diperlukan pencampuran sempurna untuk memperoleh
distribusi homogeny (Zhong Lin, 2008).
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
1. Introduction
Pinang adalah sejenis palma yang tumbuh di daerah
Pasifik, Asia, dan Afrika bagian Timur. pohon pinang memiliki batang lurus
langsing, dapat mencapai
ketinggian 25 m dengan diameter 15 cm, meski adapula yang lebih besar. Pelepah
daun berbentuk tabung dengan panjang 80 cm, tangkai daum pendek, helaian daun
panjangnya sampai 80 cm, anak daun 85x5 cm , dengan ujung sobek dan bergerigi. Tongkol
bunga dengan seludang (spatha) yamg panjang dan mudah rontok, muncul dibawah
daun, panjang kurang lebih 75 cm, dengan tangkai pendek bercabang rangkap. Satu
bunga betina pada pangkal diatasnya dengan banyak bunga jantan tersusun dalam 2
baris yang tetancap dalam alur. Buah pinang berbentuk bulat telur terbalik
memanjang, berwarna merah orange, panjang
3,5-7 cm dengan dinding buah yang berselabut. biji buah pinang berbentuk telur
dan memiliki gambaran seperti jala.
Klasifikasi
pinang areca catechu
|
Kingdom
|
:
plantae
|
|
Divisi
|
:
magnoliophyta
|
|
Kelas
|
:
liliopsida
|
|
Ordo
|
:
arecalles
|
|
Famili
|
:
arecaceae
|
|
Genus
|
:
areca
|
|
Spesies
|
: areca catechu
|
2.
Alur
penelitian
Dalam proses pembuatan plastik biodegradable dari pati biji pinang
terdapat lima langkah proses utama. Tahapan tersebut :
A.
Ekstraksi Pati
Ditumbuk sampai halus kemudian tambahkan air diperas kemudian ambil
saripati dari pinang yang sudah di peras.
B.
Hidrolisis Pati
Glukosa
Hidrolisis adalah pemecahan kimiawi suatu molekul karena pengikatan air
sehingga menghasilkan molekul-molekul yang lebih kecil. (Gaman Dan
Serrington,1981).
C.
Fermentasi Asam
Laktat
Glukosa yang dihasilkan pada tahap hidrolisis digunakan sebagai
bahan fermentasi
asam laktat, yang dilakukan oleh bakteri asam laktat.
D.
Esterifikasi dan pembentukan polimer
Asam laktat yang terbentuk melalui fermentasi kemudian di esterifikasi kinetika reaksi dari pembuatan plastik biodegradable dapat ditingkatkan
dengan penggunaan zink oksida dan suhu tinggi 135oC, 6 jam (vink
etal,2003).
E.
pencetakan
dan pembentukan
Pembentukan dilakukan sebagai mana proses pencetakan plastik sintetik
karena
plastik biodegradable mempunyai sifat-sifat mekanis yang mirip dibandingkan
plastik sintetik. (sodegard, 2000; droumright et asl; 2000).
BAB
IV
BIAYA
DAN JADWAL KEGIATAN
A. Rencana Biaya
|
No
|
Jenis
Pembiayaan
|
Jumlah
(Rp)
|
|
1
|
Peralatan penunjang
|
|
|
2
|
Barang habis pakai
|
|
|
3
|
Perjalanan
|
|
|
4
|
Lain-lain
|
|
|
|
Total
|
|
B. Jadwal Kegiatan
|
No
|
Jenis
Kegiatan
|
Hari
|
|||||
|
1
|
2
|
3
|
5
|
6
|
7
|
||
|
|
Pembelian alat dan bahan
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pengupasan dan pencucian
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pengeringan
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Penumbukan
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pengekstrasian pati
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Proses pembuatan
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pencetakan
|
|
|
|
|
|
|
C. Tempat Kegiatan
Tim peneliti melakukan
kegiatan penelitian di
LEMBAR
PENGESAHAN
Tasikmalaya, 2016
|
|
Mengetahui
|
|
|
Ketua
Himpunan
Dani Hidayat
NPM : 135001013
|
|
Pembimbing
Reza Nurseha
NPM : 145001124
|
|
|
Menyetujui
|
|
|
Ketua
Pelaksana PKMP
Dzikri Fauzi
NPM : 135001011
|
|
Koordinator
Pendidikan PKMP
Ilham M. Mikdar
NPM : 145001026
|
|
|
Mengesahkan,
Ketua
SEMA FAPERTA
M. Yusup Hanapiah
NPM : 125009044
|
|
LEMBAR
PENGUJI
Hari :
Tanggal :
Tempat :
|
Penguji
1
|
Penguji
2
|
Penguji 3
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar