HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Tampilan Fisik Sampel
4.5 Interpretasi Hasil
Hasil uji tarik menunjukkan tensile strength tertinggi terdapat pada biopolimer berbahan dasar tapioka pada konsentrasi beeswax 0,5% dengan nilai tensile strength yang dihasilkan sebesar 4,25 MPa dan nilai elongasi yang dihasilkan sebesar 3,9%. Untuk nilai tensile strength, hasil ini telah sesuai dengan standar yang digunakan pada penelitian sebelumnya (Haryati,2017) yaitu nilai kuat tarik standar bioplastik sebesar 1-10 MPa. Namun, untuk nilai elongasi belum memenuhi standar yaitu 10-20%. Nilai kuat tarik yang dihasilkan pada penelitian ini lebih tinggi apabila dibandingkan dengan penelitian yang sebelumnya yaitu bioplastik glukomanan dengan plasticizer gliserol sebesar 0,8 MPa (Pradipta, 2013) dan bioplastik glukomanan dengan penambahan NaOH sebesar 0,8 MPa (Dasuki Z, 2014). Namun jika hasil ini dibandingkan dengan nilai dari kuat tarik dari plastik berbahan dasar HDPE, masih tergolong rendah yaitu sebesa 37,23 MPa (Smith,1990). Sedangkan nilai elongasi tertinggi yang dihasilkan pada penelitian ini terdapat pada biopolimer berbahan dasar konjak pada konsentrasi beeswax 0% dengan nilai elongasi yang dihasilkan mencapai 48%. Nilai telah memenuhi standar yaitu 10-20% dan lebih tinggi jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya yaitu hampir mencapai 20% (Faizal, 2010).
Dari hasil derajat penggembungan, penambahan beeswax lebih cocok pada biopolimer berbahan dasar konjak, karena membantu mengurangi derajat penggembungan. Nilai derajat penggembungan yang dihasilkan berada pada rentang 300-400%.
Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya, yaitu pada penelitian biopolimer berbahan dasar biji durian (Haikal, 2019)
dengan nilai sebesar 200%, nilai yang dihasilkan pada penelitian ini masih tergolong tinggi.
Berdasarkan hasil dari uji biodegradasi didapatkan nilai konsentrasi beeswax paling optimal pada 0,1-0,2% dengan persentasi perubahan massa mencapai 80% selama 17 hari.
Menurut standar ASTM 5336, dibutuhkan waktu 60 hari untuk plastik biodegradable dapat terurai 100%. Dengan demikian, semua sampel yang dihasilkan dalam penelitian ini tergolong plastik biodegradable atau plastik ramah lingkungan.
Pengaruh penambahan konsentrasi beeswax terhadap karakteristik biopolimer berbahan dasar pati tapioka, pati konjak, dan pati biji durian tampak pada Gambar 4.12, Gambar 4.13, dan Gambar 4.14.
Gambar 4.12 Pengaruh konsentrasi beeswax terhadap karakteristik biopolimer berbahan dasar pati tapioka
Berdasarkan Gambar 4.12, nilai dari kuat tarik, derajat penggembungan, dan laju degradasi pada biopolimer berbahan dasar tapioka cenderung terjadi peningkatan terhadap penambahan konsentrasi beeswax. Berdasarkan Gambar 4.13, nilai kuat tarik dari biopolimer berbahan dasar konjak cenderung
mengalami peningkatan, sedangkan pada derajat penggembungan dan laju degradasi mengalami penurunan.
Gambar 4.13 Pengaruh konsentrasi beeswax terhadap karakteristik biopolimer berbahan dasar pati konjak
Gambar 4.14 Pengaruh konsentrasi beeswax terhadap karakteristik biopolimer berbahan dasar pati biji durian
Sedangkan Gamber 4.14 menunjukkan bahwa peningkatan derajat penggembungan dan laju degradasi terjadi seiring dengan penurunan kuat tarik. Hasil ini berbanding terbalik dengan hasil yang diperoleh pada pati konjak.
Berdasarkan hasil tersebut, dapat dirangkum kecenderungan karakteristik biopolimer terhadap penambahan beeswax. Tabel 4.6 menunjukan kecenderungan karakteristik biopolimer tersebut.
Tabel 4.6 Kecenderungan Karakteristik Biopolimer dengan Penambahan Beeswax
Tapioka Konjak Biji durian
Kuat tarik Meningkat Meningkat Menurun Meningkat Elongasi Meningkat Menurun Menurun Meningkat Penggembungan Meningkat Menurun Meningkat Menurun
Biodegradasi Meningkat Menurun Meningkat Menurun
Pada penelitian ini, karakteristik mekanik yang diharapkan dari biopolimer terhadap penambahan beeswax terjadi peningkatan. Hal ini dikarenakan karakteristik mekanik dari plastik biopolimer memiliki nilai yang lebih rendah apabila dibandingkan karakteristik mekanik plastik biasa. Plastik biopolimer memiliki kuat tarik rata-rata 10 MPa sedangkan plastik jenis biasa bisa mencapai 30 MPa. Sedangkan untuk nilai elongasi yang diharapkan terjadi peningkatan agar plastik lebih mudah dibentuk dan tidak cepat putus.
Derajat penggembungan pada penelitian ini diharapkan terjadi penurunan terhadap penambahan beeswax. Hal ini
dikarenakan beeswax yang memiliki sifat hidrofobik. Sifat hidrofobik adalah sifat dimana material tidak memiliki gaya tarik terhadap air, sehingga biopolimer yang memiliki kandungan beeswax diharapkan mudah melepaskan air dan mempersulit proses penggembungan. Sedangkan karakteristik biodegradasi yang diharapkan pada penelitian ini terjadi penurunan.
Biopolimer yang telah dikembangkan hingga saat ini memiliki laju biodegradasi yang tergolong besar. Namun hal ini juga memberi dampak negatif yaitu ketika biopolimer disimpan menjadi tidak awet atau tahan lama. Sehingga karakteristik biopolimer yang diharapkan mengalami penurunan.
Pada biopolimer berbahan dasar tapioka, terjadi peningkatan pada semua karakteristik biopolimernya. Namun pada penelitian ini diharapkan terjadi penurunan pada penggembungan maupun biodegradasi. Sehingga biopolimer berbahan dasar tapioka hanya unggul pada dua poin saja yaitu kuat tarik dan elongasi.
Biopolimer berbahan dasar konjak hanya terjadi peningkatan pada kuat tarik saja dan sisanya terjadi penurunan. sehingga biopolimer berbahan dasar konjak telah meliputi tiga poin yang diharapkan yaitu kuat tarik, penggembungan, dan biodegradasi. Untuk biopolimer berbahan dasar biji durian, setiap kecenderungan yang dihasilkan berbanding terbalik dengan apa yang diharapkan. Nilai kuat tarik yang diharapkan meningkat pada penelitian ini terjadi penurunan pada karakteristik mekaniknya. Begitu juga dengan penggembungan dan biodegradasi yang diharapkan menurun pada penelitian ini tetapi terjadi peningkatan. Hal ini membuktikan bahwa pengembangan biopolimer berbahan dasar biji durian lebih cocok apabila tanpa penambahan beeswax.
Dari ketiga poin di atas dapat disimpulkan bahwa pengembangan biopolimer dengan penambahan beeswax optimal apabila menggunakan bahan dasar pati konjak. Hal ini dikarenakan pati konjak yang unggul dalam tiga aspek yaitu kuat tarik, penggembungan, dan biodegradasi. Sedangkan pati jenis tapioka hanya unggul dalam dua aspek yaitu kuat tarik dan elongasi. Untuk pati jenis biji durian tidak cocok dalam segala aspek, baik kuat tarik maupun biodegradasi. Sehingga pati jenis
biji durian lebih cocok dikembangkan tanpa penambahan beeswax.
Hasil terbaik ditemukan pada sampel biopolimer berbahan dasar pati konjak dengan penambahan konsentrasi beeswax sebesar 0,5%. Hasil yang didapatkan pada sampel ini yaitu memiliki derajat penggembungan paling rendah, laju biodegradasi yang relatif rendah, dan nilai dari kuat tarik yang relatif baik.
47
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan pada semua sampel dalam pembuatan polimer ramah lingkungan berbahan dasar pati alami ini dapat disimpulkan, yaitu:
Penambahan konsentrasi beeswax meningkatkan kekuatan tarik pada sampel berbahan dasar tapioka dan konjak dengan nilai kuat tarik maksimal didapatkan pada sampel berbahan dasar tapioka dengan konsentrasi beeswax 0,5% yaitu sebesar 4,25 MPa.
Semakin tinggi konsentrasi beeswax menyebabkan penurunan derajat penggembungan pada sampel berbahan dasar pati konjak dan peningkatan derajat penggembungan pada sampel berbahan dasar pati tapioka dan pati biji durian.
Penambahan beeswax mempercepat laju biodegradasi pada sampel berbahan dasar tapioka dan biji durian serta memperlambat laju biodegradasi pada sampel berbahan dasar konjak. Persentasi pengurangan massa tertinggi terdapat pada sampel berbahan dasar tapioka dengan konsentrasi beeswax 0,1-0,2% yaitu sebesar 80% dalam 7 hari. Nilai ini telah melebihi standar ASTM 5336 tentang biodegradable plastic.
Biopolimer dengan bahan dasar pati konjak menghasilkan karakteristik yang optimal dengan penambahan beeswax dan sampel terbaik didapatkan pada konsentrasi beeswax 0,5%.
Halaman ini memang dikosongkan
49 Penambahan NaOH terhadap Karakteristik Bioplastik Tepung Porang.
Gunawan, I. D. (2007). Modifikasi polyethylene sebagai polimer komposit biodegradable untuk bahan kemasan. Jurnal Sains Materi Indonesia (edisi khusus), 37-42.
Haikal, M. H. (2019). Pengaruh Penambahan Zat Aditif Alami Terhadap Karakteristik Edible Film Berbahan Dasar Biji Durian.
Maulana, F. (2010). Pengaruh Komposisi Glukomanan-Tapioka Terhadap Karakteristik Biopolimer Sebagai Plastik Ramah Lingkungan. ITS-Paper.
Melanie Cornelia, R. S. (2013). Pemanfaatan Pati Biji Durian (Durio Zibethinus Murr.) Dan Pati Sagu (Metroxylon Sp.) Dalam Pembuatan Bioplastik. Jurnal Kimia Kemasan.
Melanie Cornelia, R. T. (2017). Pemanfaatan Pati Biji Durian (Durio Zibethinus L.) Sebagai Edible Coating Dalam
50
Mirhosseini, H. a. (2012). A review study on chemical composition and molecular structure of newly plant gum exudates and seed gums. Food Res. Int., 387– 398.
Pradipta, I. M., & Mawarani, L. J. (2012). Pembuatan dan Karakterisasi Polimer Ramah Lingkungan Berbahan Dasar Glukomanan Umbi Porang.
Sabrina Dhimas Putri Nabila, R. K. (2018). Pengaruh Penambahan Beeswax Sebagai Plasticizer Terhadap Karakteristik Fisik Edible Film Kitosan. Jurbal Ilmiah Perikanan dan Kelautan.
Sanjaya, I. G. (2012). Pengaruh penambahan khitosan dan plasticizer glicerol pada karakteristik plastik glicerol pada karakteristik plastik singkong. Tesis. Surabaya:
Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Smith, W. F. (1990). Principle of Materials Science and Engineering-2nd Ed. Singapore: McGraw-Hill, Inc.
Sri Haryati, A. S. (2017). Pemanfaatan Biji Durian Sebagai Bahan Baku Plastik Biodegradable dengan Plasticizer Gliserol dan Bahan Pengisi CaCO3. Jurnal Teknik Kimia.
Subowo, W. S. (2003). Plastik yang terdegradasi secara alami (biodegradable) terbuat dari LDPE dan pati jagung
51
Syamsu, K. K. (2008). Pengaruh penambahan pemlastis (polietilen glikol 400, dietilen glikol, dan dimetil ftalat) terhadap proses biodegradasi bioplastik poli β-hidroksialkanoat pada media cair dengan udara terlimitasi. Jurnal Teknologi Pertanian 4, 1-11.
52
Halaman ini memang dikosongkan
(A) (B)
(C)
Gambar A-1 Hasil uji tampilan fisik penentuan kadar beeswax dengan konsentrasi (A)0,5%, (B)1%, (C)1,5%
A-1
(C)
Gambar A-2 Hasil uji pengembungan sampel yang gagal pada penentuan kadar gliserol dengan konsentrasi (A)0%, (B)0,5%,
(C)1%
A-2
Gambar B-1 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar tapioka dengan konsentrasi beeswax 0,1%
B-1
Gambar B-2 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar tapioka dengan konsentrasi beeswax 0,2%
B-2
Gambar B-3 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar tapioka dengan konsentrasi beeswax 0,3%
B-3
Gambar B-4 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar tapioka dengan konsentrasi beeswax 0,4%
B-4
Gambar B-5 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar tapioka dengan konsentrasi beeswax 0,5%
B-5
Gambar B-6 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar konjak dengan konsentrasi beeswax 0%
B-6
Gambar B-7 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar konjak dengan konsentrasi beeswax 0,1%
B-7
Gambar B-8 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar konjak dengan konsentrasi beeswax 0,2%
B-8
Gambar B-9 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar konjak dengan konsentrasi beeswax 0,3%
B-9
Gambar B-10 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar konjak dengan konsentrasi beeswax 0,4%
B-10
Gambar B-11 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar konjak dengan konsentrasi beeswax 0,5%
B-11
Gambar B-12 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar biji durian dengan konsentrasi beeswax 0%
B-12
Gambar B-13 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar biji durian dengan konsentrasi beeswax 0,1%
B-13
Gambar B-14 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar biji durian dengan konsentrasi beeswax 0,2%
B-14
Gambar B-15 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar biji durian dengan konsentrasi beeswax 0,3%
B-15
Gambar B-16 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar biji durian dengan konsentrasi beeswax 0,4%
B-16
Gambar B-17 Hasil uji tarik sampel berbahan dasar biji durian dengan konsentrasi beeswax 0,5%
B-17
(A) (B)
Gambar C-1 Hasil uji biodegradasi sampel A1 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
(A) (B)
Gambar C-2 Hasil uji biodegradasi sampel A2 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
C-1
Gambar C-3 Hasil uji biodegradasi sampel A3 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
(A) (B)
Gambar C-4 Hasil uji biodegradasi sampel A4 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
C-2
Gambar C-5 Hasil uji biodegradasi sampel A5 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
(A) (B)
Gambar C-6 Hasil uji biodegradasi sampel A6 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
C-3
Gambar C-7 Hasil uji biodegradasi sampel B1 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
(A) (B)
Gambar C-8 Hasil uji biodegradasi sampel B2 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
C-4
Gambar C-9 Hasil uji biodegradasi sampel B3 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
(A) (B)
Gambar C-10 Hasil uji biodegradasi sampel B4 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
C-5
Gambar C-11 Hasil uji biodegradasi sampel B5 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
(A) (B)
Gambar C-12 Hasil uji biodegradasi sampel B6 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
C-6
Gambar C-13 Hasil uji biodegradasi sampel C1 pada hari pertama
Gambar C-14 Hasil uji biodegradasi sampel C2 pada hari pertama
C-7
Gambar C-15 Hasil uji biodegradasi sampel C3 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
(A) (B)
Gambar C-16 Hasil uji biodegradasi sampel C4 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
C-8
Gambar C-17 Hasil uji biodegradasi sampel C5 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
(A) (B)
Gambar C-18 Hasil uji biodegradasi sampel C6 pada hari pertama (A) dan hari ketujuh belas (B)
C-9
Tabel D-1 Massa Sampel per Hari
0,3% 0,4% 0,5%
Jenis Pati
E-1
E-2
E-3
E-4
E-5
E-6
E-7
E-8
E-9
E-10
E-11
E-12
E-13
E-14
Penulis dengan nama lengkap Fahmi Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Surabaya. Selama menjadi mahasiswa penulis mengambil bidang minat rekayasa bahan. Penulis pernah mengikuti kerja praktek di PT UP PJB Gresik pada bidang keandalan, yaitu RCFA. Selain itu, penulis juga melakukan penelitian pada tugas akhir bidang minat bahan yang berjudul
“Pengembangan Biopolimer Berbahan Dasar Pati Alami dengan Penambahan Beeswax sebagai Plastik Ramah Lingkungan”.
Penulis termasuk mahasiswa aktif dalam kegiatan jurusan serta telah mendapat berbagai beasiswa. Penulis dapat dihubungi melalui e-mail:[email protected].