PRODUKSI PLASTIK DUNIA (juta ton)
304 juta
400
300
200
48 juta
100
0 2003
2010
(tahun)
SAMPAH PLASTIK SURABAYA 335,4 TON/HARI
Harga relatif lebih mahal Terdegradasi 6-10 minggu
><
Sifat mekanis rendah Terdegradasi 9 hari
Perpaduan Singkong dan Umbi Porang
PENGARUH KOMPOSISI GLUKOMANAN-TAPIOKA TERHADAP KARAKTERISTIK BIOPOLIMER SEBAGAI PLASTIK RAMAH LINGKUNGAN
Rumusan Masalah Bagaimana pengaruh komposisi glukomanan porang/tapioka terhadap performansi bio polimer sebagai plastik ramah lingkungan.
Tujuan Penelitian Melakukan studi eksperimental untuk mengetahui pengaruh komposisi glukomanan porang/tapioka terhadap performansi bio-polimer sebagai plastik ramah lingkungan.
Batasan Masalah • Bahan yang digunakan adalah glukomanan porang yang diproduksi oleh CV. Alif Jaya dan tepung beras Rose Brand yang diproduksi oleh PT. Budi Starch and Sweetener Tbk. • NaOH 2,5ml yang diperoleh dari Toko SUK dan Gliserin dari PT. Brataco. • Variasi yang digunakan adalah kadar tepung tapioka sebesar 0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% dari total massa 10gr. • Uji yang dilakukan adalah uji mekanik (uji tarik), uji degradasi biologis, uji swelling dan uji FTIR.
Metode Penelitian Mulai
Persiapan Bahan (Variasi Kadar Tapioka 0%,10%,20%, 30%,40%,50%)
Pembuatan Sampel
Tidak
Sampel Jadi? Ya Uji Sampel Bahan
Uji Tarik
Uji Biodegradasi
Analisa Kesimpulan
Selesai
Uji FTIR
Uji Swelling
Pembuatan Film Biopolimer Glukomanan
Tepung Tapioka
NaOH
Gliserin
2 rpm, 80oC
1M, 5ml
10ml
Aquades 85ml
Uji Sampel • • • •
Uji Tarik Uji Swelling Uji Biodegradasi FTIR
Uji Tarik • ASTM D638 Type V (lo=6cm, wo=1cm)
Autograph
Dicatat Gaya (F) dan pertambahan panjang (∆l)
Hasil Uji Tarik Kadar Tapioka (%)
σ (kPa)
ε (%)
E (kPa)
0
1212,12
15,45
78,45
10
689,66
18,73
36,83
20
416,67
38,88
10,72
30
454,55
27,38
16,60
40
400
24,25
16,49
50
344,83
24,75
13,93
Grafik Tensile Strength
Tensile Strength (kPa)
1200
1000
800
600
400
200 0
10
20
30
Kadar Tapioka (%)
40
50
Grafik Elongasi 40
Elongasi (%)
35
30
25
20
15 0
10
20
30
Kadar Tapioka (%)
40
50
Grafik Modulus Elastisitas 40
Modulus Elastisitas (kPa)
35
30
25
20
15
10 0
10
20
30
Kadar Tapioka (%)
40
50
Uji Swelling • Sampel dipotong menjadi ukuran 2x2cm
Massa awal (m1)
Dicelup 10 dtk
Massa akhir (m2)
Hasil Uji Swelling
Kadar Tapioka (%) ∆m (gr)
(%)
0
0.1516
80.8280
10
0.1108
70.8893
20
0.1185
62.7493
30
0.0980
66.5987
40
0.1020 0,1180
43.8944 33,1184
50
Grafik Uji Swelling
Derajat Penggembungan (%)
80
70
60
50
40
30 0
10
20
30
Kadar Tapioka (%)
40
50
Uji Biodegradasi • Sampel dipotong menjadi ukuran 2x2cm • Diamati perubahan dimensi dan massa
Sampel
Wadah + Jaring
Pseudomonas sp.
Diamati setiap 24 jam sampai sampel habis
Hasil Uji Biodegradasi
Hari 1
Hari 3
Hari 5
Grafik Laju Biodegradasi 0.20
Laju Degradasi (gr/hari)
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10 0
10
20
30
Kadar Tapioka (%)
40
50
Uji FTIR • Analisis FTIR di Jurusan Material dan Metalurgi
Transmitansi (%)
Hasil Uji FTIR
O-H
C-H
10% C=O 20% 30% 40% 50%
C-C ulur C-F ulur
O-H bengkok
4000
3000
2000
Bilangan Gelombang (cm-1)
1000
Aliphatic C-I ulur
0
Interpretasi Hasil %
Kuat Tarik Elongasi Swelling Laju Biodegradasi
kPa
40 1400
% gr/hari 90 0,21
35 1200
80 0,20
30 1000
70 0,19
25
800
60 0,18
20
600
50
15
400
40
10
200
30 0
10
20
30
Kadar Tapioka (%)
40
50
0,17
0,16
Kesimpulan • Semakin besar kadar tepung tapioka, sifat kekuatan tarik dan modulus elastisitas dan derajat penggembungan biopolimer cenderung menurun. Namun elongasi cenderung meningkat. • Sampel dengan kadar tapioka 10% merupakan sampel dengan performansi yang optimal dengan nilai kuat tarik sebesar 689,66 kPa, elongasi sebesar 18,73%, modulus elastisitas 36,83 kPa, derajat penggembungan sebesar 70,8893% dan laju biodegradasi 0,1725 gr/hari.
Daftar Pustaka • • • • • • • • •
Al Ummah, Nathiqoh. 2013.“Uji Ketahanan Biodegradable Plastic Berbasis Tepung Biji Durian (Durio Zibethinus Murr) Terhadap Air dan Pengukuran Densitasnya”. Skripsi Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Semarang. Arifin, M. A. 2001. “Pengeringan Umbi Iles Iles secara Mekanik untuk Meningkatkan Mutu Keripik Iles”. Program Pascasarjana, IPB, Bogor. ASTM D570. 2002. “Standard Test Method for Water Absorption of Plastics”. Annual Books of ASTM Standards, USA Avérous, Luc dan Pollet, Eric. 2012. “Environmental Silicate Nano-Biocomposites”. Chapter 2, Green Energy and Technology, DOI: 10.1007/978-1-4471-4108-2_2, Springer-Verlag London. Callister, William. D. 2007. “Material Science and Engineering An Introduction Seventh Ed”. New York: John Wiley & Sons, Inc. Cheng, L.H. , A. Abd Karim, Norziah, M.H., Fazilah, A., and C.C. Seow. 2006. “Interactive Effect Of Water-Glycerol And Water-Sorbitol On Physical Properties Of Konjac Glucomannan Films”. J Food Sci 71, 2:E62-7. Coates, John. 2000. “Interpretation of infara red spectra A practical approach,” dalam Encyclopedia of analytical chemistry, USA: John Wiley & Sons Dasuki Z., Muhammad dan Mawarani, Lizda J. 2014. “Pengaruh Penambahan NaOH Terhadap Karakteristik Bioplastik Tepung Porang”. Tugas Akhir Jurusan Teknik Fisika, FTI, ITS Gledhill, W.E. 1974. “Linear Alkylbenzene Sulfonate : Biodegradation and Aquatic Interaction”. Journal of Applied Microbiology, 17 : 265-293
• •
• • • • • •
Koeswara, S. 2006. “Iles-iles dan Hasil Olahannya”,
, akses tanggal 2 September 2013. Lepoittevin, Bénédicte, Xiaolu Wang, Jean-Pierre Baltaze, Hefang Liu, Jean-Marie Herry d, MarieNoëlle Bellon-Fontaine d, Philippe Roger. 2011. “Radical polymerization and preliminary microbiological investigationof new polymer derived from myrtenol”. European Polymer Journal 47 1842–1851 Merisianto, Ganda dan Mawarani, Lizda J. 2013. “Pengembangan Plastik Photobiodegradable Berbahan Dasar Umbi Ubi Jalar”. Jurnal Teknik Pomits Vol. 2, No. 1,. Nurjanah, Zakiah. 2010. “Kajian Proses Pemurnian Tepung Glukomanan Dari Umbi Iles-Iles Kuning (Amorphophallus Oncophyllus) Dengan Menggunakan Enzim α-Amilase” Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Pradipta, I Made D. dan Mawarani, Lizda J. 2012. “Pembuatan dan Karakterisasi Polimer Ramah Lingkungan Berbahan Dasar Glukomanan Umbi Porang”. Tugas Akhir Jurusan Teknik Fisika, FTI, ITS Rohaeti, Eli (2009), “Karakterisasi Biodegradasi Polimer”, Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, Sanjaya, I Gede dan Tyas Puspita. 2011. “ Pengaruh Penambahan Khitosan dan Plasticizer Gliserol Pada Karakteristik Plastik Biodegradable Dari Pati Limbah Kulit Singkong”. Tugas Akhir Jurusan Teknik Kimia, FTI, ITS
• • • • • • • •
Smith, William F. 1990. “Principle of Materials Science and Engineering-2nd Ed”. Singapore: McGraw-Hill, Inc. Steven, Malcolm. P. 2001. “Kimia Polimer”. Diterjemahkan oleh Dr. Ir. Iis S. Jakarta: Pradnya Paramita. Sumbono, Aung. 2010. “Differential Scanning Calorimetry & Thermo-Gravimetric Analysis”. http://ecimansorong.blogspot. com/2010/05/differential-scanning-calorimetry.html diakses 29 januari 2014 pukul 13.15 WIB) Syaefullah, S. 1990. “Studi Karakteristik Glukomannan dari Sumber “Indigenous” Iles Iles (Amophophallus Oncophyllus) dengan Variasi Proses Pengeringan dan Basis Perendaman”. Tesis Teknologi Pasca Panen, Fakultas Pascasarjana IPB, Bogor. Xu, Changgang, Xuegang Luo, Xiaoyan Lin, Xiurong Zuo, Lili Liang. 2009. “Preparation and characterization of polylactide/thermoplastic konjac glucomannan blends”. Polymer 50, 3698– 3705. http://olahsampah.com/index.php/teknologi/47-menyulap-sampah-plastik-menjadi-bbm-tidakharus-mahal, diakses pada tanggal 3 Juni 2013 pukul 21.30 WIB http://www.dephut.go.id/alus_assets/INFORMASI/Web%20HHBK/Porang1.html, diakses pada tanggal 6 Juni 2013 pukul 13.30 WIB https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtjml/polymers.htm, diakses pada tanggal 26 Desember 2013 pukul 10.30 WIB.
Terima kasih
