i
SELULOSA MIKROFIBRIL DARI BATANG PISANG SEBAGAI BAHAN BAKU FILM PLASTIK
EKA PRETTY FEBRIYANI
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
ii
iii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Selulosa Mikrofibril dari Batang Pisang sebagai Bahan Baku Film Plastik adalah benar karya saya dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks yang dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Agustus 2014 Eka Pretty Febriyani NIM G44090015
iv
v
ABSTRAK EKA PRETTY FEBRIYANI. Selulosa Mikrofibril dari Batang Pisang sebagai Bahan Baku Film Plastik. Dibimbing oleh BETTY MARITA SOEBRATA dan SRI MULIJANI. Batang pisang merupakan limbah lignoselulosa yang kandungan selulosanya bisa diisolasi dan dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan film plastik. Selulosa berhasil diisolasi menggunakan metode kimia mekanik dan didapatkan selulosa mikrofibril dengan ukuran partikel 920 nm. Analisis gugus fungsi menggunakan spektroskopi inframerah membuktikan bahwa hasil isolasi adalah benar selulosa. Selulosa mikrofibril hasil isolasi dicampurkan dengan pati jagung dan gliserol sebagai pemlastis. Ragam pati jagung yang digunakan adalah 1.5, 1.75, 2.0, dan 3.0 g. Selulosa mikrofibril dan gliserol yang ditambahkan pada tiap ragam adalah 2.5 dan 1 g. Film plastik dengan jumlah pati 1.5 g menghasilkan nilai kuat tarik paling tinggiyaitu 13 MPa dan memiliki nilai permeabilitas uap air paling rendah, yaitu 2.3 ng m m-2 s-1 Pa-1. Film plastik yang mengandung pati 3.0 g memiliki elongasi paling tinggi, yaitu 11%. Mikrograf elektron parayan menunjukkan distribusi campuran film telah homogen. Kata kunci: film plastik, selulosa mikrofibril, sifat fisik-mekanik, permeabilitas uap
ABSTRACT EKA PRETTY FEBRIYANI. Microfibrillated Cellulose of Banana Stem as Plastic Film Material. Supervised by BETTY MARITA SOEBRATA and SRI MULIJANI. Banana stem is a waste that contain lignoselulose from which cellulose can be isolated and used as raw material for plastic film. Cellulose was sucessfully isolated by mechanical chemical method giving 920 nm microfibrils. Functional group analysis by infrared spectroscopy proved that the isolated material was cellulose. The isolated microfibrils was mixed with corn starch and glicerol as plastisizer. Corn starch was added at various composition, i.e. 1.5, 1.75, 2.0, and 3.0 g. The microfibrillated cellulose and glicerol added into corn starch were 2.5 and 1 g, respectively. The plastic film with 1.5 g corn starch showed the highest tensile strength1 of 3 MPa and the lowest water vapor permeability 2.3 ng m m-2 s-1 Pa-1. The plastic film with 3 g corn starch gave the highest elongation rate of 11%. The scanning electron micrograph showed that the film component distribution was homogeneous. Keywords: cellulosemicrofibril, physical-mechanical properties, plastic film, water vapor permeability
vi
vii
SELULOSA MIKROFIBRIL DARI BATANG PISANG SEBAGAI BAHAN BAKU FILM PLASTIK
EKA PRETTY FEBRIYANI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
viii
ix
Judul Skripsi : Selulosa Mikrofibril dari Batang Pisang Sebagai Bahan Baku Film Plastik Nama : Eka Pretty Febriyani NIM : G44090015
Disetujui oleh
Betty Marita Soebrata, SSi, MSi Pembimbing I
Dr Sri Mulijani, MS Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
i
ii
PRAKATA Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan Penelitian yang dilakukan sejak bulan Desember 2014, serta dapat menyelesaikan karya ilmiah hasil penelitian tersebut dengan judul Selulosa Mikrofibril dari Batang Pisang Sebagai Bahan Baku Film Plastik. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si selaku pembimbing pertama dan Ibu Dr. Sri Mulijani, MS selaku pembimbing kedua. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan staf Laboratorium Kimia Fisik, staf Laboratorium Kimia Anorganik, staf Laboratorium Terpadu, serta staf Komisi Pendidikan Departemen Kimia, yang telah membantu selama penelitian berlangsung hingga ditulisnya karya ilmiah ini. Ungkapan terimakasih juga ditujukan kepada ayah Subowo Husen dan ibu Aplonia Elteningsih, Alvian Ariwibowo, keluarga besar, Saima, Sefri, Noni, serta teman-teman seperjuangan Kimia 46 atas segala doa dan dukungannya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014 Eka Pretty Febriyani
iii
iv
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
v
DAFTAR GAMBAR
v
DAFTAR LAMPIRAN
v
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Waktu dan Tempat
2
BAHAN DAN METODE
2
Alat dan Bahan
2
Metode
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Kadar air dan Kadar Abu
5
Selulosa Hasil Isolasi
6
Pembuatan Film dan Ketebalan
9
Sifat Mekanik
10
Sifat permeabilitas
11
Elektron pemayan (Scanning Electron Microscope/SEM)
12
SIMPULAN DAN SARAN
13
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
16
v
DAFTAR TABEL 1 Hasil FTIR selulosa mikrofibril 2 Pengukuran ketebalan film
8 9
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8
Grafik hubungan antara ukuran pertikel dengan distribusi number sampel Susunan selulosa di dalam sel tanaman Spektrum FTIR selulosa mikro fibril hasil isolasi dari pelepah batang pisang Hasil FTIR pelepah batang pisang penelitian Elanthikkal (2010) Hasil pengukuran kuat tarik film Hasil pengukuran % elongasi film Permeabilitas uap air film Mikrograf elektron pemayaran film plastik perbesaran 7500. (a) pati 1.5 g, (b) pati 1.75 g, (c) pati 2.0 g, (d) pati 3.0 g. 9 Mikrograf elektron pemayaran dari permukaan komposit pada penelitian Chang et al. (2010)
6 7 8 9 10 11 12 13 13
DAFTAR LAMPIRAN 1 Bagan alir penelitian 2 Pengukuran kadar air tepung batang pisang 3 Pengukuran kadar tepung batang pisang 4 Hasil pengukuran ketebalan plastik biodegradasi 5 Hasil pengukuran kuat tarik dan elongasi komposit 6 Perubahan bobot cawan petri 7 Data WVTR (g/menit cm2) 8 Permeabilitas uap air (g mm cm-2 menit-1 Pa-1) 9 Permeabilitas uap air (ng m m-2 s-1 Pa-1)
16 17 17 18 18 19 19 20 20
PENDAHULUAN Latar Belakang Pisang (Musa spp.) adalah salah satu komoditas buah asli Indonesia. Tanaman tropis dan subtropis ini termasuk famili Musaceae. Tahun 2012 produksi pisang mencapai 6.071.043 ton. Produksi tersebut sebagian besar dipanen dari kebun rakyat seluas 269.000 ha (BPS 2013). Di samping memiliki nilai gizi yang tinggi untuk dikonsumsi secara langsung, pisang juga dikenal luas dalam dunia industri makanan. Bagian batang, daun, kulit buah dan akar merupakan limbah lignoselulosa yang dihasilkan oleh tanaman ini. Limbah lignoselulosa adalah limbah hasil pertanian yang mengandung serat selulosa, hemiselulosa dan lignin (Richana dan Suarni 2004). Secara tradisional limbah tanaman pisang sudah banyak dimanfaatkan. Daun pisang biasa dimanfaatkan sebagai media pembungkus makanan matang, sedangkan bagian akar, batang dan kulit pada umumnya dijadikan makanan untuk ternak. Dalam industri batang pisang telah dimanfaatkan untuk dijadikan bioetanol, papan serat, kertas, pupuk, dan media peredam suara (Zulferiyenni et al. 2009). Kandungan selulosa pada batang pisang mencapai 40-65% (Zulferiyenni et al. 2009). Selulosa merupakan polisakarida penyusun serat pada dinding sel tanaman dengan struktur kimia berupa rantai yang tidak bercabang dan tersusun atas satuan β-D-gluko-piranosa melalui ikatan glikosida (ß-1,4). Sifat alami selulosa murni adalah kristalin, kaku dan tidak larut air. Isolasi selulosa dari berbagai sumber nabati telah dikembangkan oleh para peneliti, diantaranya isolasi selulosa dari ampas sagu (Nurpagi 2013, Cahyani 2013), limbah mahkota nanas (Susana 2011) dan isolasi selulosa dari tongkol jagung (Evandani 2012).Selulosa hasil isolasi memiliki ikatan yang lebih kuat dibandingkan selulosa alami yang ada pada tanaman. Selulosa hasil isolasi yang dicampurkan dengan pati dan pemlastis dapat menghasilkanfilm plastik. Pati merupakan salah satu jenis polisakarida yang banyak terdapat pada tanaman dan terbentuk dari satuan α-D-glukosa dengan rumus empiris (C6H10O5)n. Pati disusun oleh dua satuan polimer utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Rasio kandungan amilosa dan amilopektin pati bergantung pada sumber tanamannya. Kadar rerata amilosa dan amilopektin yang dikandung oleh pati jagung berturut-turut 24-26% dan 74-76% (Mali et al. 2004). Pati tidak larut dalam air dingin, tetapi jika dipanaskan akan mengalami gelatinisasi dan viskositasnya akan naik. Peristiwa gelatinisasi terjadi karena adanya pemutusan ikatan hidrogen sehingga air akan masuk ke dalam granula pati dan mengakibatkan granula mengembang (Krisna 2011). Selain proses gelatinisasi, proses regelatinisasi juga penting dalam pembentukan gel pati, khususnya jika hasil akhir dari proses pati ini adalah untuk membuat film. Regelatinisasi adalah proses di mana granula pati menggelembung dan membentuk pasta atau gelatin, jika suhu terus dinaikkan akan tercapai viskositas puncak dan setelah didinginkan molekul-molekul amilosa cenderung bergabung kembali. Regelatinisasi mengakibatkan keadaan amorf atau tidak teratur menjadi keadaan yang lebih teratur atau kristalin. Pada penelitian ini, pati yang digunakan untuk campuran film berasal dari biji jagung.
2 Sifat unggul dari film plastik yang dihasilkan dari campuran pati dan selulosa adalah cepat terurai sehingga aman bagi lingkungan, tetapi karena berasal dari polimer alam maka secara fisik bersifat rapuh. Untuk itu perlu ditambahkan pemlastis. Pemlastis adalah bahan organik dengan bobot molekul rendah yang dapat meningkatkan fleksibiltas dan ekstensibilitas polimer (Julianti 2006). Menurut Winarno (1992) gliserol (C3H8O3) adalah senyawa alkohol polihidrat dengan 3 buah gugus hidroksil dalam satu molekul atau disebut alkohol trivalen. Gliserol mempunyai sifat mudah larutair atau hidrofilik dan mampu meningkatkan viskositas larutan(Krisna 2011). Gliserol merupakan salah satu pemlastisyang banyak digunakan karena cukup efektif mengurangi ikatan hidrogen internal sehingga akan meningkatkan jarak intermolekuler dan tidak mudah menguap saat proses pemanasan karena titik didih gliserol mencapai 204 °C. Tujuan dari penelitian ini adalah mengisolasi selulosa dari batang pisang dengan menggunakan metode kimia mekanik, selanjutnya selulosa dicampurkan dengan pati jagung dan gliserol sebagai pemlastis untuk mendapatkan film plastik yang memiliki sifat mekanik dan permeabilitas uap air yang baik. Berbeda dari penelitian Chang et al. (2010) yang menggunakan selulosa sebagai variabel bergeraknya, pada penelitian ini variabel bergeraknya adalah pati pada pembuatan film. Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2013-Mei 2014 di Laboratorium Kimia Fisik dan Lingkungan Departemen Kimia dan Laboratorium Terpadu Institut Pertanian Bogor.
BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini, yaitu oven, alat-alat gelas, timbangan analitik, pH Universal, elektron pemayaran (Scanning electron microscope/SEM) tipe JSM-5000-JEOL JSM 5310 LV, spektroskopi inframerah (Fourier transform Infrared Spectroscopy/FTIR) tipe IR-Prestige 21, Particle Size Analyzer (PSA), cawan petri, blender, sonikasi, sentrifiusa. Bahan–bahan yang digunakan pada penelitian ini, yaitu pelepah batang pisang batu (Musa brachycarpa), NaOH, HCl, NaOCl, pati jagung, dan gliserol. Metode Preparasi Batang Pisang (Susana 2011) Batang pisang dipotong menjadi ukuran ± 10 cm dan dikeringkan di dalamoven. Potongan batang pisang kering dihaluskan sampai berukuran 60 mesh dengan menggunakan mesin pembuat tepung. Tepung batang pisang dianalisis kadar air dan kadar abunya.
3 Kadar air (AOAC 2007) Cawan porselin dikeringkan terlebih dahulu di dalam oven selama 30 menit pada suhu 100-105 ˚C, kemudian didinginkan di dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang hingga diperoleh bobot konstan (A). Sebanyak 2 gram sampel tepung batang pisang ditimbang dan diletakkan dalam cawan yang telah dikeringkan (B). Cawan yang berisi sampel dipanaskan di dalam oven pada suhu 105-110 ˚C selama 3-4 jam. Setelah selesai, cawan tersebut didinginkan di dalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang lagi (C). Tahap ini diulangi hingga diperoleh bobot konstan. Kadar air dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: B-C Kadar air (%) = ×100% B-A Keterangan: A = Bobot cawan kosong (gram) B = Bobot cawan + sampel sebelum dikeringkan (gram) C = Bobot cawan + sampel setelah dikeringkan (gram) Kadar abu (AOAC 2007) Cawan porselin dikeringkan terlebih dahulu di dalam oven selama 30 menit pada suhu 100-105 ˚C, kemudian didinginkan di dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang hingga diperoleh bobot konstan. Sampel tepung batang pisang sebanyak 2 gram ditimbang dan diletakkan di dalam cawan yang sudah dikeringkan. Cawan beserta sampel dibakar menggunakan bunsen hingga tidak berasap selama ± 20 menit dan dilanjutkan dengan pengabuan di dalam tanur pada suhu 600 ˚C sampai pengabuan sempurna. Sampel yang telah diabukan didinginkan di dalam desikator dan ditimbang. Kadar abu dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: C-A Kadar abu (%) = ×100% B-A Keterangan: A = Bobot cawan kosong (gram) B = Bobot cawan + sampel (gram) C = Bobot cawan + abu (gram) Isolasi Selulosa Mikrofibril Isolasi selulosa dilakukan melalui empat tahap perlakuan. Tahap pertama adalah perlakuan basa dengan menggunakan NaOH disertai pemanasan. Tahap ini bertujuan untuk menghidrolisis hemiselulosa dan depolimerisasi lignin pada tepung batang pisang menjadi komponen gula dan fenolik yang larut air (Cherian et al. 2008). Pada penelitian ini digunakan NaOH 1 M dan suhu pemanasannya adalah 80 °C selama 4 jam. Sampel kemudian dicuci sampai didapatkan pH netral. Tahap kedua adalah proses pemucatan. Tepung batang pisang direndam dalam larutan NaOCl 5% selama 3 jam pada suhu 30 °C. Tahap ini bertujuan untuk menghilangkan lignin yang masih tersisa. Lignin perlu dihilangkan dalam proses isolasi selulosa untuk menghindari teroksidasinya senyawa kuinon dalam struktur aromatik lignin (Hattaka 2001).
4 Tahap ketiga adalah perlakuan dengan asam menggunakan HCl 3% disertai pemanasan pada suhu 60 °C selama 1 jam. Perlakuan dengan HCl ini bertujuan untuk menguraikan fibril-fibril selulosa yang masih saling berikatan dalam bentuk mikrofibril selulosa. Tahap keempat adalah sonikasi dengan menggunakan ultrasonik selama 1 jam. Tahap ini bertujuan untuk mengurai fibril-fibril selulosa menjadi berukuran nano. Sampel yang masih dalam bentuk suspensi di sentrifugasi pada 5000 rpm selama 45 menit dengan tujuan mengambil filtrat (selulosa miktofibril). Selulosa hasil isolasi dikeringkan dalam oven bersuhu 3040 °C sampai kering dan siap digunakan untuk bahan baku pembuatan film plastik. Spektroskopi inframerah (Fourier Transform Infrared Spectroscopy/FTIR) Film ditempatkan di dalam sel holder kemudian dilakukan analisis pada bilangan gelombang 4000-500 cm-1. Hasil analisis gugus fungsi dengan FTIR berupa spektrogram hubungan antara bilangan gelombang dan persentase transmisi puncak yang mendeskripsikan gugus fungsi. Particle Size Analyzer (PSA) Sampel dalam bentuk suspensidiletakkan di atas permukaan wadah dengan pipet sebanyak 1 tetes. Sampel diukur menggunakan Zeta Sizer Nano Particle Analyzer. Pembuatan film plastik (Chang et al. 2010) Selulosa (2.50 g) dan gliserol (1.00 g) didispersikan ke dalam akuades (50 mL), kemudian disonikasi selama 45 menit. Penambahan pati jagung disertai pemanasan padasuhu 90 °C dan pengadukan dengan pengaduk magnet selama 50 menit. Pati jagung sebagai pengisi ditambahkan dengan variasi bobot (1.50, 1.75, 2.00, 3.00 g). Campuran dicetak di atas kaca dan dikeringkan di dalam oven pada suhu 40 °C. Ketebalan film (Bae et al. 2007) Ketebalan film diukur menggunakan mikrometer mekanik di 10 posisi acak pada masing-masing spesimen film dengan akurasi ±1 μm. Kuat tarik dan elongasi (ASTM D 882 – 02) Kuat tarik dan elongasi diukur menggunakan alat uji tarik berdasarkan ASTM D 882-02. Film yang telah dikeringkan dipotong dengan ukuran panjang 7 cm dan lebar 2 cm. Kemudian, film dijepitkan pada alat uji tarik dengan kecepatan konstan. Data yang dihasilkan dicetak di atas kertas. Perhitungan besarnya kuat tarik dan persentase elongasi menggunakan persamaan di bawah ini. Kuat tarik (MPa)=
% Elongasi=
Gaya tarik saat putus (N) Luas area (mm2)
Perubahan panjang film (mm) Panjang awal film (mm)
5 Laju transmisi uap air (ASTM E 96-95) Laju transmisi uap air diukur dengan menggunakan metode cawan berdasarkan ASTM E 96-95. Sebanyak 30 mL akuades dimasukkan ke dalam cawan petri. Kemudian cawan petri ditutup dengan alumunium foil yang telah dilubangi. Luas lubang pada alumunium sebesar 10% dari luas cawan. Film dilekatkan di atas lubang menggunakan epoxy. Batas ketinggian permukaan air dalam cawan dan film sebesar 6 mm. Cawan dipanaskan di dalam oven pada suhu 37±0.5˚C dan RH 81% selama 5–6 jam dan diukur hilangnya massa air setiap jamnya. Laju transmisi uap air dihitung menggunakan persamaan di bawah ini. Laju transmisi uap air (WVTR)=
masa air yang hilang waktu×luas
Permeabilitas uap air (WVP)=
WVTR x l S x (R1-R2)
Keterangan: S = Tekanan udara jenuh pada suhu 37 ˚C (63.63199 Pa) R1 = Kelembaban udara di dalam cawan petri (100%) R2 = Kelembaban udara pada suhu 37 ˚C (81%) l = ketebalan film (mm)
Elektron parayan (Scanning Electron Microscope/SEM) Film plastik yang dihasilkan diamati dengan elektron parayan untuk dianalisis karakteristik mikrostrukturalnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar air dan Kadar Abu Pengukuran kadar air dan kadar abu dilakukan pada sampel batang pisang batu (Musa brachycarpa) yang berasal dari daerah Gunung Bunder. Kadar air dan kadar abu batang pisang yang diperoleh berturut-turut sebesar 13.43% (Lampiran 2) dan 5.57% (Lampiran 3). Kadar air suatu bahan menunjukkan kandungan air bebas dalam bahan tersebut yang berikatan hidrogen dengan sesama molekul air bebas. Kadar air yang tinggi pada tepung akan mengurangi daya simpan karena mudah ditumbuhi oleh jamur. Kadar abu suatu bahan adalah residu senyawa oksida dan garam yang tersisa dari pengeringan suatu bahan pada temperatur yang tinggi.Penentuan kadar air dan abu pada serat batang pisang juga dilakukan oleh Pareira et al. 2009, didapatkan hasil berturut-turut sebesar 8.46% dan 13.54%. Perbedaan kadar air dan kadar abu ini disebabkan oleh perbedaan jenis pisang dan letak geografis dari sampel batang pisang yang digunakan.
6 Selulosa Hasil Isolasi Ukuran partikel selulosa yang berhasil diisolasi pada penelitian ini ditentukan menggunakan instrumen PSA. Mode analisis yang digunakan adalah commulant. Mode ini menghasilkan sebaran ukuran berdasarkan jumlah (size dispersion by number). Ukuran partikel selulosa hasil isolasi berada di rentang 269.22 sampai 9778.96 nm dengan rerata sebesar 920.96 nm. Sampel selulosa yang berada dalam akuades dipengaruhi oleh gaya gravitasi, sehingga mudah mengendap. Proses pengendapan ini sangat menyulitkan pengukuran karena partikel yang seharusnya melakukan gerakan Brown akanmengendap di dasar wadah ukur. Grafik hubungan antara ukuran partikel dengan sebaran jumlah disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1Grafik hubungan antara ukuran partikel dengan sebaran jumlah sampel Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kimia mekanik. Perlakuan kimia yang dikenakan pada tepung batang pisang adalah perlakuan basa, pemucatan, dan hidrolisis asam, sedangkan perlakuan mekaniknya dengan menggunakan instrumen ultrasonik. Sampel yang berbentuk tepung ketika diberi perlakuan basa akan menghasilkan suatu pulp berwarna coklat kehitaman. warna ini akan memudar dengan proses pencucian yang intensif. Warna coklat kehitaman pada pulp disebabkan oleh terbentuknya komponen gula dan zat fenolik akibat terlarutnya lignin dan hemiselulosa yang membungkus struktur selulosa. Gambar 2 mengilustrasikan letak selulosa di dalam susunan komponen dinding sel tanaman. Berdasarkan bentuk struktur dan ikatannya, selulosa dikelompokkan menjadi 2 yaitu selulosa I dan selulosa II. Selulosa I adalah selulosa yang secara alami terdapat pada tumbuh-tumbuhan, sedangkan selulosa II adalah perubahan selulosa I akibat perlakuan dengan larutan basa dan pemanasan (Achmadi 1990). Basa kuat yang digunakan adalah NaOH 1 M dengan suhu pemanasan adalah 80 °C. Pemilihan NaOH disebabkan karena kecocokan ukuran kation Na+ (0.276 nm) untuk menyusup pada pori diantara bidang kisi dari struktur selulosa I yang mengakibatkan hancurnya bagian kisi kristal serta menyebabkan pemekaran apabila diikuti dengan masuknya molekul air(Achmadi 1990). Perubahan selulosa I ke selulosa II terjadi melalui Na-selulosa di mana gugus fungsi -OH yang terdapat pada struktur selulosa berubah menjadi -ONa. Ukuran atom Na (natrium) yang lebih besar dari atom H (hidrogen) menyebabkan rusaknya bidang kisi. Gugus -ONa ini dapat berubah kembali menjadi gugus -OH dengan pencucian
7 yang intensif. Namun struktur kristalin dari selulosa I yang sudah terlanjur rusak tidak dapat kembali. Hal inilah yang mengakibatkan terbentuknya struktur selulosa II yang memiliki ikatan hidrogen lebih kuat (Achmadi 1990).
Gambar 2 Susunan selulosa di dalam sel tanaman Tahapan pemucatan menggunakan larutan NaOCl 5% menghasilkan perubahan warna pada sampel menjadi putih kekuningan. Warna kekuningan yang dibawa oleh sampel disebabkan ion Cl- yang berlebih dan ion ini bisa dihilangkan dengan proses pencucian. Sampel dicuci bersih sampai warnanya berubah menjadi putih bersih. Hidrolisis asam menggunakan HCl 3% dan pemanasan pada suhu 60 °C. Pada tahap ini fibril-fibril selulosa diuraikan menjadi ukuran yang lebih kecil. Proses penguraian ini terlihat dari bentuk sampel yang semula menggumpal menjadi butiran-butiran di dalam akuades. Dalam larutan, HCl dapat mengion menjadi H+ dan Clˉ. Ion H+ dapat memecah glikosida pada selulosa dan hemiselulosa sehingga akan membentuk monomer gula sederhana. Monomer gula yang dihasilkan masih dalam bentuk radikal bebas, namun dengan adanya gugus OH dari air akan menstabilkan radikal bebas dan membentuk gugus glukosa. Hidrolisis dengan HCl menghasilkan rendemen yang lebih tinggi dibandingkan dengan H2SO4. Hal ini disebabkan karena larutan H2SO4 dapat menyebabkan terjadinya reaksi esterifikasi selulosa (Adel et al. 2011). Proses sonikasi menyebabkan ukuran fibril-fibril partikel selulosa yang telah dikenakan perlakuan kimia semakin kecil. Spektrum FTIR dari selulosa hasil isolasi yang disajikan dalam Gambar 3 menunjukkan terbentuknya puncak pada 896.83 cm-1 (ikatan β-glikosida), 1610.21 cm-1 (ikatan C-OH), 2900.84 cm-1 (regang C-H), 3340 cm-1 (regang OH), dan pada 1037.70 cm-1mengindikasikan ikatan C-O-C yang merupakan ciri dari selulosa (Lanthong et al. 2006). Tabel 1 menunjukkan perbandingan bilangan gelombang selulosa batang pisang, selulosa ampas sagu, dan singkong.
8 Tabel 1 Hasil FTIR selulosa mikrofibril Bilangan Bilangan Bilangan selombang gelombang gelombang selulosa selulosa batang selulosa ampas singkong(cm-1) pisang (cm-1) sagu (cm-1) (Lanthong et al. (Cahyani 2013) 2006)
Gugus Fungsi
3340.73
3340.71
3400-3200
Regang –OH
2900.84
2900.94
3300-2700
Regang C-H
1610.21
1639.49
1600
Ikatan C-OH
1037.70
1041.56
1041
Ikatan C-O-C
896.83
898.83
800-900
ß-glikosida
Sebagai pembanding,Gambar 4 menunjukan spektrum FTIR selulosa dari ampas sagu (Cahyani 2013) yang juga menunjukan puncak pada panjang gelombang yang hampir sama. Berdasarkan analisis bilangan gelombang yang dihasilkan oleh sampel pelepah batang pisang membuktikan bahwa isolat yang didapatkan adalah selulosa. Hanya saja ukuran partikel dari selulosa belum semuanya berukuran nano.
Gambar 3Spektrum FTIR selulosa mikrofibril hasil isolasi dari pelepah batang pisang Berdasarkan hasil penelitian Purba (2013),film edibel dari campuran karagenan, tepung porang,selulosa, dan pemlastis (gliserol) tidak menunjukan adanya gugus fungsi yang baru. Hal ini disebabkan secara molekular, film yang dihasilkan tidak berikatan secara kimia, melainkan hanya saling bercampur secara fisik. Campuran secara fisik ini menyebabkan tidak terbentuknya gugus fungsi baru ketika dilakukan analisis FTIR pada film.
9
Gambar 4Hasil FTIR ampas sagu (Cahyani 2013) Film Plastik dan Ketebalan Campuran larutan (selulosa, pati, gliserol dan akuades) yang telah dibuat, dicetak di atas plat kaca yang diberi pembatas berupa pita perekat sebanyak 5 lapisan. Ketebalan film sangat mempengaruhi sifat mekanik film dan menunjukkan kehomogenan komponen penyusun film. Film yang homogen akan memiliki ketebalan yang seragam pada sepuluh titik pengukuran. Tabel 2 menunjukan hasil rata-rata dari pengukuran ketebalan film dan Lampiran 4 menyajikan data ketebalan dari 10 titik pengukuran. Film D dengan penambahan 3.00 gram pati memiliki ketebalan paling tinggi, yaitu 0.123 mm sedangkan film B dengan penambahan pati 1.75 gram memiliki ketebalan paling tipis yaitu 0.088 mm. Ketebalan film yang dihasilkan meningkat bersamaan dengan jumlah pati yang ditambahkan pada campuran. Sampel B dengan jumlah pati yang lebih banyak dari sampel A memiliki ketebalan film yang lebih rendah disebabkan proses pembentukan gelatinisasi yang tidak sempurna karena suhu pemanasan yang tidak stabil.
Sampel
A B C D
Tabel 2Pengukuran ketebalan film Jumlah pati Selulosa Gliserol (gram) (gram) (gram) 1.50 1.75 2.00 3.00
2.50 2.50 2.50 2.50
1.00 1.00 1.00 1.00
Rerata ketebalan film (mm) 0.107 0.088 0.118 0.123
Pati jagung dan selulosa yang mengalami perlakuan panas disertai dengan pengadukan menggunakan pengaduk magnetik pada kisaran suhu antara 90-180 °C dengan tambahan bahan pemlastis gliserol, akan membentuk pati termoplastis
10 (Corradini et al.2007). Pada saat proses termoplastisasi, air akan masuk ke dalam pati jagung dan bahan pemlastis akan membentuk ikatan hidrogen dengan pati sehingga terjadi reaksi antara gugus hidroksil dengan molekul pati yang akan membuat pati menjadi lebih plastis dan tebal (Kalambur et al. 2006). Secara fisik lembaran film D memiliki permukaan yang paling halus dan lentur. Sifat Mekanik
Kuat Tarik (MPa)
Sifat mekanik film meliputi kekuatan tarik dan persentase perpanjangan tarik (elongasi). Menurut Stevans (2007) kuat tarik merupakan ukuran besarnya beban atau gaya yang dapat ditahan sebelum suatu sampel rusak atau putus, sedangkan elongasi adalah perubahan panjang sampel yang diakibatkan gaya yang diberikan. Perbedaan mendasar pada selulosa mikrofiber dan campuran patigliserol adalah sifat selulosa yang kristalin, sedangkan campuran pati-gliserol bersifat amorf. Hal inilah yang menyebabkan kelemahan proses pencampuran selulosa dengan campuran pati-gliserol dan mempengaruhi kekuatan mekanik film yang dihasilkan. Gambar 5 menyajikan hasil uji kuat tarik sampel. 14 12 10 8 6 4 2 0
13,1919
A
12,2972
B
6,0484
6,8245
C
D
Sampel
Gambar 5Hasil pengukuran kuat tarik film Sampel A yang memiliki komposisi pati 1.50 gram menghasilkan kuat tarik paling tinggi. Semakin besar komposisi pati kuat tarik yang dihasilkansemakin kecil. Hal ini berkaitan dengan molekul-molekul campuran pati-gliserol yang masuk ke antara struktur rantai selulosa yang teratur sehingga terjadi interaksi tarik menarik antar molekul yang cukup besar dan menghasilkan molekul yang amorf serta menyebabkan susunan molekul selulosa menjadi terganggu dan tidak teratur (Permatasari 2010). Semakin besar interaksi yang terjadi maka susunan molekul selulosa pun akan semakin tidak teratur. Hal ini yang menyebabkan kuat tarik sampel menjadi semakin kecil dengan penambahan pati. Sampel C dengan penambahan pati 2.00 gram memiliki nilai kuat tarik yang lebih rendah dibandingkan dengan sampel D dengan penambahan pati 3.00 gram. Hal ini bisa disebabkan karena faktor penyimpanan yang kurang baik, sehingga film plastik yang bersifat higroskopisakan menyerap uap air dari udara dan menurunkan kekuatan tariknya. Perpanjangan putus (elongasi) menentukan sifat elastis film. Berdasarkan Gambar 6 persen elongasi sampel A sampai D berturut-turut adalah 7.79, 3.18, 7.61, dan 11.36%. Besar kecilnya nilai elongasi berkaitan dengan jumlah pati dan
11
% elongasi
gliserol yang ditambahkan dalam tiap komposisi. Berdasarkan sifat pati yang dapat membentuk gel dan gliserol sebagai pemlastis maka semakin banyak komposisi kedua bahan ini akan menghasilkan film dengan elastisitas tinggi. Pada penelitian ini, jumlah gliserol yang ditambahkan pada tiap komposisi sampel sama sehingga gliserol tidak dapat digunakan sebagai parameter pembanding. 12 10 8 6 4 2 0
11,36 7,79
7,61 3,18
A
B
C
D
Sampel
Gambar 6Hasil pengukuran % elongasi film Sampel B memiliki nilai elongasi terkecil (3.18%) sedangkan sampel D memiliki nilai elongasi tertinggi (11.36%). Nilai elongasi sampel D sesuai teori yang menyatakan bahwa banyaknya pati yang ditambahkan akan meningkatkan elastisitas (Purba 2013), sedangkan sampel B yang seharusnya lebih tinggi nilai elongasinya dibandingkan dengan sampel A (7.79%),menunjukan kondisi sebaliknya. Hal ini bisa disebabkan pati yang ditambahkan belum semuanya mengalami glatinisasi (proses pembentukan gel) akibat dari suhu pemanasan yang tidak stabil sehingga elastisitas yang dihasilkan oleh film menjadi berkurang. Hasil pengukuran kuat tarik dan elongasi disajikan secara lengkap pada Lampiran 5. Sifat permeabilitas uap air Sifat permeabilitas uap air (Water Vapor Permeability/WVP) film plastik sangat penting untuk diketahui terutama untuk film yang diaplikasikan sebagai bahan pengemas makanan. Film plastik yang baik digunakan sebagai bahan pengemas adalah film yang memiliki permeabilitas uap air yang rendah, karena pergerakan uap air antar lapisan film yang rendah akan menurunkan pergerakan uap air antara lingkungan dengan produk, sehingga kemungkinan produk untuk rusak akibat kelebihan kandungan airnya makin kecil. Hasil penelitian menunjukkan bahwa film plastik yang memiliki nilai permeabilitas uap air yang paling rendah adalah film dengan komposisi pati sebanyak 1.50 g (sampel A), yaitu 2.3158 ng m m-2 s-1 Pa-1. Gambar 7menunjukan kenaikan nilai permeabilitas uap air seiring dengan kenaikan jumlah pati yang ditambahkan di dalam campuran sampel. Hal ini berkaitan dengan struktur pati yang bercabang dan strukturselulosa yang teratur. Martins et al. (2012) menyatakan bahwa semakin banyak komponen teratur dalam penyusun film, maka nilai permeabilitasnya juga semakin rendah. Sehingga
12
WVP (ng m m-2 s-1 Pa-1)
semakin banyak pati di dalam campuran, maka uap air yang lewat pun akan semakin mudah. 30
26,6216
25 20
15,2093
15 7,861
10 5
2,3158
0 A
B
C
D
Sampel
Gambar 7Permeabilitas uap air film Hal ini dibuktikan dengan sampel D yang memiliki nilai permeabilitas sekitar 26.6216 ng m m-2 s-1 Pa-1, sehingga film plastik yang kandungan selulosanya tinggi lebih sulit untuk dilalui air, karena uap air cenderung untuk tertahan pada permukaan film. Nilai permeabilitas tersebut dipengaruhi oleh suhu, kelembaban udara (RH), ketebalan film, dan jumlah pemlastis yang digunakan. Hasil pengukuran permeabilitas uap air disajikan pada Lampiran 9. Elektron Parayan (Scanning Electron Microscope/SEM) Analisis morfologi film plastik diperlukan untuk mengetahui karakteristiknya. Gambar 8 menunjukan mikrograf SEM pada pembesaran 7500 х. Pembesaran ini menunjukkan distribusi pati dan gliserol di antara rantai selulosa. Berdasarkan hasil pengamatan, terlihat bahwa distribusi campuran film telah homogen. Gambar 8 memperlihatkan adanya ulasan putih yang menandakan keberadaan komponen pati-gliserol.Ketebalan film semakin meningkat dengan penambahan pati, hal ini terlihat dari gumpalan putih yang terbentuk pada gambar 8d. Pengamati morfologi SEM pada permukaan film komposit dengan campuran pati, selulosa, dan gliseroljuga dilakukan oleh Chang et al. (2010) dan ditunjukkan pada Gambar 9.
A
B
13 C
D
Gambar 8 Mikrograf elektron pemayaran film plastik perbesaran 7500. (a) pati 1.5 g, (b) pati 1.75 g, (c) pati 2.0 g, (d) pati 3.0 g.
Gambar 9 Mikrograf elektron pemayaran dari permukaan komposit pada penelitian Chang et al. (2010)
SIMPULAN Selulosa mikrofibril berhasil diisolasi dari pelepah batang pisang melalui metode kimia mekanik dengan ukuran partikel selulosa yang didapatkan ± 920.96 nm. Film plastik dengan variasi penambahan pati 1.5 g menghasilkan nilai kuat tarik dan permeabilitas paling baik yaitu 13.1919 Mpa dan 2.3158 ng m m-2s-1Pa-1. Nilai elongasi paling tinggi ditunjukkan oleh film plastik dengan penambahan pati 3.0 g,yaitu 11.36%. Mikrograf SEM menunjukan distribusi campuran selulosa dan pati-gliserol yang homogen.
SARAN Perlu dilakukan analisis penentuan kadar selulosa, hemiselulosa, dan lignin dari sampel pelepah batang pisang yang digunakan. Optimisasi proses gelatinisasi yang terjadi pada pati-gliserol juga perlu dilakukan agar proses distribusi struktur selulosa semakin baik dan film yang dihasilkan memiliki sifat mekanik yang lebih
14 baik, serta perlu dilakukan analisis dengan menggunakan istrumen XRD untuk mengetahui tipe selulosa (fibril atau kristalin) yang didapatkan.
DAFTAR PUSTAKA Achmadi SS. 1990. Kimia Kayu. Bogor(ID): IPB Press. Adel AM, Abd El-Wahab ZH, Ibrahim A A, Al-Shemy, MT. 2011.Characterization of microcrystalline mellulose prepared from lignocellulosic materials. Part II: physicochemical properties. Carbohydrate Polymers 83:676-687. Bae Ho J, Cha Dong S, Whiteside William S, Park Hyun J. 2007. Film and pharmaceutical hard capsule formation properties of mungbean, waterchestnut, and sweet potao starches. Food Chem 106:96–105. Cahyani N. 2013. Sifat fisikokimia, termal, dan spektroskopi mikrokristalin selulosa serabut ampas sagu [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Chang PR, Jian R, Zheng P, Yu J, Ma X. 2013. Preparation and properties of glycerol plasticized-starch (GPS)/cellulose nanoparticle (CN) composites. Journal of Carbohydrate Polymers. 79(2010): 301-305. doi:10.1016/j.carbpol.2009.08.007. Cherian BM, Pothan LA, Chung TN, Mennig G, Kottaisamy M, Thomas S. 2008. A novel method for synthesis of cellulose nanofibril whiskers from banana fibers and characterization. Food Chem 56: 5617-5627. doi: 10.1021/jf8003674. Epub 2008 Jun 21 Corradini E, A.J.F Carvalho, A.A.D Curvelo, L.H.C Mattoso. 2007. Preparation and Characterization of Thermoplastic Starch/Zein Blends. Mat Res 10(3):15.doi: 10.1590/S1516-14392007000300002. Evandani N. 2012. Sintesis nanoselulosa dari tongkol jagung dengan perlakuan hidrolisis kimia dan homogenisasi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Hattaka A.2001. Degradation of Lignin. Journal Bioplymer 1: 129-145. Kalambur S, Rizvi SSH. 2006. An Overview of Starch-Based Plastic Blends From Reactive Extrusion. J Plast Film Sheet 22:39-58. Krisna D. 2011. Pengaruh regelatinasi dan modifikasi hidrotermal terhadap sifat fisik pada pembuatan edible film dari pati kacang merah (vigna angularis sp.) [tesis]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro. Lanthong P, Nuisin R, Kiatkamjornwong S. 2006. Graft copolymerization, characterization, and degradation of cassava starch-g-acrylamide/itaconic acid superabsorbents. Carbohydrate Polymers 66: 229-245. Mali, S., M.V.E. Grossmann, M.A. Garcia, M.N. Martino dan N.E. Zaritzky. 2005. Mechanical and Thermal properties of yam starch films. J. Food Hydrocolloid. 19:157-164. Martins, Joana T, Miguel A, Antonio A. 2012. Synergistic effects between kcarrageenan and locust bean gum on physicochemical properties of edible
15 films made thereof. FoodHydrocolloids29:280-289.doi: 10.1016/j.foodhyd.2012.03.004 Nurpagi EM. 2013. Kemurnian selulosa serabut ampas sagu pada berbagai perlakuan isolasi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Permatasari NA. 2010. Produksi plastik komposit dari campuran tapioka-onggok termoplastis dengan compatibilized polietilen [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Purba S. 2013.Film edibel berbahan dasar karaginan dengan penambahan tepung porang (Amorphophallus Onchophyllus) dan selulosa[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Richana N, Suarni. 2004. Teknologi Pengolahan Jagung. Balai Besar Pengembangan dan Penelitian Pascapanen Bogor. Stevens MP. 2007.Kimia Polimer. IisSopyan, penerjemah. Jakarta (ID): PT Pradnya Paramita.Terjemahandari: Polymer Chemistry Susana. 2011. Ekstraksi selulosa limbah mahkota nanas. Jurnal Vokasi. 7(1): 8794. Winarno FG. 1992. Kimia PangandanGizi. Jakarta: Gramedia. Zulferiyenni, Otik N, Sri H. 2009. Proses pembuatan pulp berbasis ampas tebu: dan batang pisang dengan metode acetosolve. Jurnal Teknologi Industri & Hasil Pertanian. 14(1):1-7.
16 LAMPIRAN Lampiran 1Bagan alir penelitian
Penepungan sampel batang pisang
Kadar air dan abu tepung batang pisang
PSA
Isolasi Selulosa FTIR
Pembuatan Film Plastik
Ketebalan film
Kuat tarik dan elongasi
Permeabilitas uap air
SEM
17 Lampiran 2Pengukuran kadar air tepung batang pisang Bobot Bobot Bobot cawan Kadar air Sampel cawan kering oven Rerata dan sampel (g) (%) kosong (g) (g) 1 30.7561 32.7631 32.4890 13.6 13.43 2 31.9299 33.9373 33.6650 13.5 3 26.4913 28.4952 28.2301 13.2 Contoh perhitungan: ulangan 1 Bobot cawan dan sampel-bobot kering oven Kadar air % = x 100 % Bobot cawan dan sampel-bobot cawan kosong 32.7631 gram-32.4890 gram = x 100 % 32.7631 gram-30.7561 gram = 13.6% 13.6+13.5+13.2 Kerata kadar air % = =13.43 % 3 Lampiran 3Pengukuran kadar tepung batang pisang Bobot cawan Bobot Bobot cawan Kadar Sampel dan sampel kering tanur Rerata kosong (g) abu (%) (g) (g) 1 35.3667 37.3711 35.4806 5.68 5.57 2 32.8401 34.8496 32.9544 5.68 3 35.6582 37.6653 35.7660 5.37 Contoh perhitungan: ulangan 1 Bobot kering tanur-bobot cawan kosong Kadar abu % = x 100 % Bobot cawan dan sampel-bobot cawan kosong 35.4806 gram-35.3667 gram = x 100 % 37.3711 gram-35.3667 gram = 9.98 % 5.68+5.68+5.37 Rerata kadar abu % = = 5.57 % 3
18 Lampiran 4Hasil pengukuran ketebalan plastik biodegradasi Ulangan
A
B
C
D
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rerata (mm)
0.11 0.10 0.11 0.10 0.11 0.11 0.11 0.10 0.11 0.11 0.107
0.08 0.09 0.09 0.09 0.08 0.09 0.10 0.08 0.09 0.09 0.088
0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.11 0.12 0.11 0.12 0.12 0.118
0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.12 0.10 0.12 0.12 0.12 0.123
Contoh perhitungan: ketebalan film plastik Banyaknya ulangan 0.11 + 0.10 + 0.11 + 0.10 + 0.11 + 0.11 + 0.11 + 0.10 + 0.11 + 0.11 = 10 = 0.107 mm Rerata ketebalan komposit (mm)=
Lampiran 5Hasil pengukuran kuat tarik dan elongasi komposit Sampel
Beban maksimum (N)
Perpanjangan (mm)
Kuat tarik (MPa)
Rerata kuat tarik (MPa)
% Elongasi
Rerata % elongasi
A1 A2
28.4026 28.0590
6.4555 4.4423
13.2722 13.1117
13.1919
9.22 6.35
7.79
B1 B2
20.6254 22.6608
2.1196 2.3327
11.7189 12.8755
12.2972
3.03 3.33
3.18
C1 C2
14.3958 14.1526
7.5176 8.0830
6.0999 5.9968
6.0484
10.74 11.55
7.61
D1 D3
16.6214 16.9551
8.1040 7.7884
6.7566 6.8923
6.8245
11.58 11.13
11.36
contoh perhitungan A1: Kuat tarik (MPa)=
Gaya tarik saat putus 28.4026 𝑁 = Luas area 20 mm х 0.107 mm
= 13.2722 Mpa
19 Perubahan panjang film x 100% Panjang awal film 6.4555 mm = x 100% 70 mm = 9.22% %Elongasi=
Lampiran 6Perubahan bobot cawan petri Waktu A (menit) Kehilangan Bobot (g) bobot (g) 0 73.8571 60 73.7889 0.0682 120 73.7506 0.1065 180 73.7291 0.1280 240 73.6849 0.1722 300 73.6682 0.1889 Lampiran 7Data WVTR (g/menit cm2) Waktu (menit) 60 120 180 240 300
A 0.000284 0.000221 0.000178 0.000179 0.000157
B Bobot (g) 74.0600 73.8925 73.6874 73.4517 73.3157 73.2823
C Kehilangan bobot (g) 0.1675 0.3726 0.6083 0.7443 0.7777
Bobot (g) 72.9284 72.7524 72.3721 72.0891 71.9055 71.8060
D Kehilangan bobot (g) 0.1760 0.5563 0.8393 1.0229 1.1224
Bobot (g) 73.9094 73.3785 72.9870 72.4211 72.1393 72.0211
Kehilangan bobot (g) 0.5309 0.9224 1.4883 1.7701 1.8883
Film plastik (g/menit cm2) B 0.000698 0.000776 0.000845 0.000775 0.000648
C 0.000734 0.00116 0.00116 0.00106 0.000935
D 0.00221 0.00192 0.00207 0.00184 0.00157
20 Contoh perhitungan: WVTR (g /menit cm2)=
berat air yang hilang waktu x luas film edibel =
0.0682 gram 60menit x 4 cm²
= 0.000284 g/menit cm2 Lampiran 8Permeabilitas uap air (g mm cm-2 menit-1 Pa-1) Waktu (menit) Permeabilitas uap air film plastik (g mm cm-2 menit-1 Pa-1) A B C D 60 2.5134 х 10-8 5.0805 x 10-8 7.1634 х 10-8 2.2484 х 10-7 120 1.9559 x 10-8 5.6483 x 10-8 1.1322 х 10-7 1.9533 х 10-7 180 1.5753 x 10-8 6.1505 x 10-8 1.1322 х 10-7 2.1059 х 10-7 240 1.5842 x 10-8 5.6409 x 10-8 1.8719 х 10-7 1.8719 х 10-7 300 1.3895 x 10-8 4.7166 x 10-8 9.1256 х 10-8 1.5973 х 10-7 Contoh perhitungan: WVTR x l S x (R1-R2) g 0.000284 menit cm² x 0.107 mm = 63.63199 Pa x (100 %-81 %) = 2.5134 х 10-8 g mm cm-2 menit-1 Pa-1
Permeabilitas uap air=
Lampiran 9Permeabilitas uap air (ng m m-2 s-1 Pa-1) Waktu (detik) Permeabilitas uap air film plastik(ng m m-2 s-1 Pa-1) A B C D 60 4.1890 8.4675 11.9390 37.4733 120 3.2500 9.4138 18.8700 32.5550 180 2.6255 10.2508 17.2433 35.0983 240 2.6403 9.4015 17..2433 31.1983 300 2.3158 7.8610 15.2093 26.6216
21 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sumba Timur pada tanggal 05 Februari 1991 dari ayah Subowo Husen dan ibu Aplonia Elteningsih Marumata. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Waingapu dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk departemen Kimia IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia FisikS1 Mayor Kimia dan Layanan pada tahun ajaran 2011/2012 dan asisten pratikum Kimia Lingkungan S1 Mayor Kimia dan Layanan pada tahun ajaran 2012/2013. Selain itu penulis juga pernah mengajar di bimbingan belajar BTA 70 pada tahun 2013. Penulis juga pernah aktif sebagai staf sponsorship acara Hyperchem pada tahun 2010/2011, anggota bagian eksternal IMASIKA pada tahun 2011/2012, wakil bidang pelayanan Komisi Literatur PMK IPB pada tahun 2011, tim penulis naskah drama natal CIVA pada tahun 2012, kordinator bidang dekorasi acara natal CIVA pada tahun 2013.Penulis juga aktif dalam kegiatan olah raga basket mewakili departemen kimia dalam ajang Spirit dan menjadi perwakilan fakultas MIPA dalam ajang OMI. Penulis juga melakukan kegiatan Praktik Lapang di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk Citeureup Kabupaten Bogordengan judul laporan “Analisis Elemen Minor Cu dan Zn di dalam Copper Slag Mengunakan ICP-OES Dan ED-XRF”.
