FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
H. ZAT PEMLASTIS: GLISEROL
I. KARAKTERISTIK BIODEGRADABLE PLASTIC
Pengujian yang penting dari suatu bahan polimer antara lain densitas, titik leleh (Tm), glass transition temperature (Tg), rheologi, konduktifitas, kekuatan tarik,
permeabilitas gas, ketahanan terhadap reaksi kimia, dan sebagainya (Knapczyk dan Simon, 1992). Untuk mengetahui karakterisasi plastik komposit diperlukan beberapa pengujian. Analisis yang dilakukan adalah uji kuat tarik dan perpanjang putus, uji sifat termal, uji morfologi dan uji biodegradabilitas.
I.1. Karakterisasi sifat mekanik
Sifat mekanik sangat diperlukan peranannya dalam melindungi produk dari faktor-faktor mekanis seperti tekanan fisik (jatuh dan gesekan), adanya getaran, serta benturan antar bahan dengan alat atau wadah selama penyimpanan/distribusinya. Sifat mekanik ini tergantung pada jenis bahan pembentuknya, terutama sifat kohesinya. Sifat ini merupakan hasil kemampuan polimer untuk membentuk ikatan- ikatan molekul yang kuat dan kokoh (Gontard dan Guilbert, 1992).
21
Kekuatan tarik timbul sebagai reaksi dari ikatan polimer antara atom-atom atau ikatan sekunder antara rantai polimer terhadapa gaya luar yang diberikan (Van, 1991). Untuk melakukan pengujian sifat mekanik diperlukan tipe spesimen yang tepat agar didapatkan nilai sifat mekanis yang terbaik. Tipe-tipe spesimen dikategorikan menjadi lima dan dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel8. Tipe spesimen untuk pengujian sifat mekanik
Spesimen “Rigidity Case” Keterangan Ketebalan
Tipe I Rigid Spesimen yang telah ditentukan. <7 mm (0,28 in)
Tipe II Rigid Digunakan apabila spesimen dengan
tipe I tidak didapatkan nilanya. <7 mm (0,28 in)
Tipe III Rigid/Nonrigid - >7 mm (0,28 in)
<14 mm (0,55 in)
Tipe IV Rigid/Nonrigid
Digunakan untuk membandingkan antara material dengan perbedaan kekakuan. Secara umum sama dengan spesimen untuk uji pada ASTM D412.
<4 mm (0,16 in)
Tipe V Rigid
Digunakan ketika jumlah material yang terbatas (untuk uji yang berhubungan dengan lingkungan).
<4 mm (0,16 in)
Sumber: Anonim, 2001
Kekuatan tarik merupakan salah satu sifat mekanik dari bahan. Kekuatan tarik menggambarkan ketegangan maksimum spesimen untuk menahan gaya yang diberikan (Billmeyer, 1984). Hal tersebut didukung dengan pernyataan dari Stevens (2007), kuat tarik sebagai ukuran besarnya beban atau gaya yang dapat ditahan sebelum suatu contoh rusak atau putus. Kekuatan tarik diukur dengan menarik polimer pada dimensi yang seragam. Tegangan tarik (σ) adalah gaya yang diaplikasikan (F) dibagi dengan luas penampang (A), sedangkan perpanjangan tarik (ε, elongation) adalah perubahan panjang contoh yang dihasilkan oleh ukuran tertentu panjang spesimen akibat gaya yang diberikan (Billmeyer, 1984).
Karakterisasi sifat mekanik ini mengacu kepada ASTM D-638 mengenai kekuatan tarik dari suatu bahan contoh. Uji tarik ini dipengaruhi oleh perpanjangan
22
dari spesimen dan pengukuran dari spesimen yang diuji. Dengan adanya dimensi spesimen, berat, dan defleksi makan didapatkan kurva stress-strain dimana sifat mekanik dari spesimen akan diketahui pula (Anonim, 2001).
a) b)
Gambar 4. a) Kurva tegangan-regangan plastik dan b) kurva tegangan- regangan untuk bahan plastik yang getas (Anonim, 2001) Berdasarkan Gambar 4 yang memperlihatkan kurva tegangan regangan pada suatu bahan polimer. Pada kurva tegangan-regangan (Gambar 4a), elastisitas akan terus meningkat dari titik nol hingga mencapai suatu titik hingga plastik mengalami deformasi. Sebelum mencapai titik deformasi tersebut, plastik masih mempunyai kemampuan untuk kembali kebentuk asalnya, akan tetapi apabila telah mencapai titik deformasi, maka plastik tersebut telah mencapai kondisi yield (maksimum) perpanjangan hingga pada akhirnya plastik akan patah pada titik break. Titik awal dimulainya grafik elastisitas hingga mencapai titik break dinamakan sebagai perpanjangan pada patah. Gambar 4b menunjukkan grafik tegangan-regangan untuk bahan plastik yang bersifat getas. Pada gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada saat elastisitas terjadi hingga pada titik deformasi, pada saat itu juga plastik tersebut mencapai titik break. Hal tersebut membuktikan bahwa plastik tersebut mempunyai nilai perpanjangan yang kecil.
23
I.2. Uji morfologi dengan menggunakan SEM (scanning electrone microscope)
Teknik SEM pada hakekatnya merupakan analisis dan pemeriksaan permukaan bahan. SEM adalah alat yang dapat membentuk bayangan permukaan spesime secara makroskopik (Sutiani, 1997).
Data yang dihasilkan adalah data dari permukaan atau lapisan bahan yang memiliki ketebalan sekitar 20µm dari permukaan. Gambar yang dihasilkan merupakan gambar topografi dengan segala tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan. Gambar topografi diperoleh dari penangkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen/bahan. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor kemudian diteruskan ke monitor. Selanjutnya monitor akan menghasilkan gambar khas yang menggambarkan permukaan bahan (Sutiani, 1997). I.3. Uji biodegradabilitas
Biodegradasi adalah penurunan sifat-sifat dikarenakan oleh aksi mikroorganisme alam seperti bakteri dan fungi. Biasanya disebabkan adanya serangan kimia oleh enzim yang dihasilkan oleh organisme sehingga dapat menyebabkan pemutusan rantai polimer (Alger, 1990).
Di dalam tanah terdapat berbaai macam komponen organik maupun komponen anorganik dan juga terdapat mikroorgaisme. Mikroorganisme mempunyai peranan penting dalam penguraian semua material organik termasuk biopolimer. Mikroorganisme yang mempunyai peranan dalam perombakan bahan-bahan organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana antara lain bakteri, fungi, dan aktinomisetes (Schnabel, 1981).
Pengujian bidegradasi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan metode penguburan tanah dan degradasi mikrobial dengan mikroorganisme. Biodegradasi dalam lingkungan dapat dideskripsikan dengan persamaan kimia seperti berikut (Mark, 1985):
Polimer + O2 CO2 + H2O + biomassa + residu
I.4. Sifattermal
Analisis termal mengacu kepada metode kerja ASTM D-3418 dimana menyediakan metode untuk mengukur transisi dari morfologi atau perubahan kimia dalam suatu polimer pada saat dipanaskan atau didinginkan melalui perubahan suhu
24
yang spesifik. Perubahan dalam kapasitas panas, aliran panas, dan suhu menentukan transisi tersebut. Differential Scanning Calorimetry (DSC) digunakan untuk membantu mengidentifikasikan polimer tertentu yang spesifik, polimer alloys, dan polimer yang telah diberi aditif tertentu yang ketiganya mempunyai transisi termal. Reaksi kimia yang disebabkan oleh transisi tertentu telah diukur dengan teknik utama ini, seperti reaksi oksidasi, resin thermosetting yang dibaharukan, dan termal dekomposisi. Metode ini dapat diaplikasikan pada polimer dalam bentuk granula atau bentuk lainnya dimana dapat dilakukan preparasi pemotongan pada spesimen tersebut.
25 III. METODOLOGI PENELITIAN
A. ALAT DAN BAHAN
1. Bahan
Bahan baku pembuatan pati termoplastis terdiri atas tapioka dan pati sagu yang diperoleh dari pengolahan masyarakat secara tradisional dari daerah Cimahpar (Kabupaten Bogor). Bahan lainnya yaitu zat pemlastis (akuades dan gliserol). Bahan utama pembuatan compatibilized polietilen (compt.-PE) pada penelitian ini adalah polietilen jenis LLDPE (Linear Low Density Poliethylene) dan HDPE (High Density Poliethylene) dalam bentuk resin yang diperoleh dari PT. Super Exim Sari. Bahan
compatibilizer yaitu maleat anhidrida (MA) dan inisiator yaitu dikumil peroksida (DCP) diperoleh dari Merck Schuchardt Hohenbrunn, Germany.
Bahan-bahan kimia yang dibutuhkan untuk analisis yaitu H2SO4, NaOH,
aseton/alkohol, etanol, indikator phenolphthalein (PP), indikator kanji, HCl, Luff Scroll, KI, sodium tiosulfat, asam asetat, larutan iod, dan akuades.
2. Alat
Alat utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah rheocord mixer
(rheomix) 3000 HAAKE dengan kapasitas 200-250 g untuk membuat pati termoplastis dan plastik komposit. Ekstruder dua ulir simulator (spesifikasi: panjang
barrel 30 cm, diameter ulir 30 mm, dan kecepatan rotor maksimum 150 rpm) digunakan untuk pembuatan compt.-PE. Alat yang digunakan untuk karakterisasi plastik antara lain adalah Universal Testing Machine (UTM) untuk pengujian kuat tarik dan elongasi, mikroskop cahaya terpolarisasi untuk melihat sifat birefringent pati termoplastis, Differential Scanning Calorimeter (DSC) untuk analisa termal,
Scanning Electrone Microscopy (SEM) untuk analisa morfologi permukaan,
hydraulic heat press untuk pembuatan spesimen uji kuat tarik dan perangkat untuk pengujian biodegradabilitas. Peralatan yang digunakan untuk pengujian dapat dilihat pada Lampiran 1. Peralatan lain yang diperlukan untuk penganalisaan adalah cawan alumunium, oven, tanur, desikator, erlenmeyer, autoclave, kertas saring, pendingin tegak, labu ukur, termometer, penyaring vakum, dan pengaduk magnetik.
26 B. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN
Penelitian ini telah dilakukan sejak bulan Februari 2009 dan berakhir pada bulan Juli 2009. Tempat penelitian ini dilakukan yaitu:
1. Laboratorium Teknologi Kimia, Departemen Teknologi Industri Pertanian – Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
2. Laboratorium Polimer, Laboratory and Technical Services – PERTAMINA – Jakarta.
3. Laboratorium Mikologi, Balai Pengkajian Bioteknologi – BPPT, Puspitek, Tanggerang.
C. METODE PENELITIAN
Penelitian ini terdiri atas beberapa tahap yaitu (i) persiapan dan karakterisasi pati, (ii) pembuatan pati termoplastis, (iii) pembuatan compt.-PE, (iv) pembuatan plastik komposit, dan (v) karakterisasi plastik komposit.
C.1. Persiapan dan karakterisasi pati
Persiapan bahan pada tahap ini dilakukan dengan pengeringan terlebih dahulu. Pengeringan dilakukan secara terpisah dengan cara penjemuran sehingga didapatkan kadar air masing-masing pati sebesar 8-12%. Pati yang telah dikeringkan tersebut kemudian dilakukan pengecilan ukuran sehingga diperoleh pati yang lolos ayakan berukuran 200 mesh. Persiapan bahan ini dilakukan dengan tujuan untuk menyeragamkan kondisi pati yang akan dipakai untuk pembuatan pati termoplastis.
Pati dikarakterisasi dengan tujuan untuk mengetahui sifat fisiko kimia dari tapioka dan pati sagu sebelum dilakukan proses pencampuran dengan plastik sintetis. Pengujian karakteristik pati dilakukan dengan melakukan analisis kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein, kadar serat kasar, bentuk dan ukuran granula pati, kadar pati, kadar amilosa, dan kadar amilopektin. Prosedur pengujian tersebut terdapat pada Lampiran 2.
27
C.2. Pembuatan pati termoplastis
Dalam pembuatan pati termoplastis dilakukan pencampuran beberapa bahan antara lain pati, 20% gliserol (dari bobot pati), dan akuades (ditambahkan hingga kadar air pati mencapai 25% dari bobot pati kering). Pati yang digunakan yaitu tapioka dan pati sagu, dimana masing-masing pati akan dilakukan proses pencampuran yang terpisah dengan bahan lainnya. Proses pembuatan pati termoplastis (modifikasi metode Zhang et al. 2007) dilakukan dengan pencampuran terlebih dahulu antar fasa cair (akuades dengan gliserol) hingga merata selama 5 menit, kemudian dilanjutkan dengan pencampuran antara fasa cair dengan masing- masing pati dan dilakukan pengadukan selama 45 menit hingga homogen. Apabila pencampuran tersebut telah merata, langkah selanjutnya yaitu dilakukan pemeraman (aging) selama 4 hari. Langkah terakhir dalam pembuatan pati termoplastis yaitu pemrosesan di dalam rheomix selama 8 menit dengan suhu 90oC dan kecepatan rotor 100 rpm. Pati termoplastis yang telah jadi akan berbentuk bongkahan sehingga harus dilakukan pengecilan ukuran hingga berbentuk seperti pellet. Pellet tersebut akan digunakan untuk proses pembuatan plastik. Pati termoplastis ini juga dilihat di bawah mikroskop cahaya terpolarisasi untuk melihat sifat birefringent pada pati termoplastis.
C.3. Pembuatan compt.- polietilen
Pembuatan compt.-PE dilakukan dengan memodifikasi polietilen. Kedua plastik, yaitu LLDPE dan HDPE, masing-masing ditambahkan 1% compatibilizer
(maleat anhidrida atau MA) dan 0,1% inisiator (dikumil peroksida atau DCP). Proses dilakukan di dalam ekstruder dua ulir simulator secara terpisah dengan kondisi proses meliputi kecepatan rotor 10 rpm dan suhu 180oC, yakni dimana suhu MA bereaksi. Polietilen yang telah dimodifikasi ini disebut compt.-LLDPE dan compt.-
HDPE dimana berbentuk pellet. Pellet ini harus dikeringkan terlebih dahulu di dalam oven bersuhu 90oC selama 15 menit yang bertujuan untuk menguapkan air yang didapat selama proses pendinginan compt.-PE saat keluar dari mesin ekstruder.
28
C.4. Pembuatan plastik komposit
Pembuatan plastik komposit dilakukan melalui pencampuran antara pellet
pati termoplastis dengan compt.-PE. Pencampuran antara kedua bahan ini merupakan modifikasi dari metode yang digunakan oleh Huneault dan Li (2007). Pencampuran dilakukan secara terpisah antara pati sagu termoplastis atau tapioka termoplastis dengan compt.-LLDPE atau compt.-HDPE. Proses yang dimodifikasi adalah pencampuran kedua bahan tersebut dilakukan di dalam alat rheomix dengan menggunakan komposisi compt.-PE dan pati termoplastis yaitu 80% : 20%. Kondisi proses yang digunakan pada saat pencampuran yaitu dengan suhu 210oC, kecepatan rotor 100 rpm, dan waktu yang digunakan adalah 3 menit. Plastik yang telah jadi berbentuk bongkahan, maka dari itu dilakukan pengecilan ukuran bongkahan tersebut hingga berbentuk seperti pellet. Pellet tersebut akan digunakan untuk melakukan uji karakterisasi plastik. Percobaan dilakukan dengan dua kali ulangan. C.5. Karakterisasi plastik komposit
Analisis untuk mengetahui karakterisasi plastik yang telah dibuat meliputi: - Sifat mekanik sesuai dengan ASTM D-638 (1991) mengukur kekuatan tarik dan
perpanjangan putus menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM).
- Sifat termal sesuai dengan ASTM D-3418 (1991) menggunakan alat Differential Scanning Calorimeter (DSC).
- Analisis biodegradabilitas dibagi menjadi pengujian secara kualitatif yang merupakan hasil modifikasi ASTM G-2170 (1980) dan pengujian secara kuantitatif dengan penggunaan enzim α-amilase.
- Analisis morfologi sesuai ASTM E-2015 (1991) menggunakan alat Scanning Electrone Microscopy (SEM).
Prosedur pengujian analisis dapat dilihat pada Lampiran 3 dan Gambar 5 menunjukkan keseluruhan alir penelitian.
29
Gambar 5. Diagram alir penelitian Pati (tapioka dan pati sagu) Pencampuran fisik (pengadukan selama 45 menit), masa aging 4 hari Pencampuran fasa cair 20% Gliserol Penambahan akuades hingga kadar air menjadi 25% Pembuatan pati termoplastis (rheomix, 90oC, 100 rpm, 8 menit) Pengecilan ukuran Pati termoplastis (pati sagu termoplastis atau tapioka Pencampuran fisik (Compt.- Pembuatan plastik (rheomix, 210oC, 100 rpm, 3 menit) Pengecilan ukuran Karakterisasi plastik Sifat mekanik (uji kuat tarik dan perpanjanga n putus) Sifat termal (DSC) Analisis morfologi (SEM) Analisis biodegrada- bilitas PE murni (LLDPE dan HDPE) Pencampuran fisik 1 % Maleat anhidrida 0,1% Dikumil peroksida Pembuatan compt.-PE (compt.- LLDPE dan compt.- HDPE) (extruder, 180oC, 10 rpm, 3 menit) Compt.-LLDPE dan Compt.- HDPE Pengeringan pellet (oven, 90oC, 15 menit)
30 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penggunaan produk plastik berbahan baku polietilen telah memberikan banyak sekali keuntungan terhadap kehidupan manusia, akan tetapi penggunaan plastik juga telah mengancam kelestarian lingkungan hidup. Kualitas lingkungan semakin memburuk, meningkatkan pencemaran, dan menjadi salah satu penyebab meningkatnya pemanasan global. Sulitnya molekul plastik untuk terurai secara alami sehingga menjadi salah satu penyebab diperlukan adanya plastik yang ramah lingkungan dengan harga yang terjangkau. Teknologi proses yang tengah diteliti adalah pembuatan plastik komposit berbasiskan pati dengan pencampuran polietilen. Walaupun tidak dapat terurai secara sempurna, akan tetapi plastik komposit tersebut setidaknya menjadi jauh lebih cepat terurai bila dibandingkan dengan plastik sintetis saja. Oleh karena kedua bahan mempunyai sifat yang sangat berlawanan, maka dibutuhkan suatu zat dan proses modifikasi yang dapat menjembataninya. Plastik komposit yang terbentuk dilakukan beberapa uji untuk diketahui karakteristiknya, sehingga diharapkan plastik yang dihasilkan memiliki kekuatan mekanis, sifat termal, sifat biodegradabilitas, dan uji morfologi permukaan yang baik.
A. Persiapan dan Karakterisasi Pati
Pati merupakan salah satu jenis polisakarida terpenting dan tersebar luas di alam. Pati disimpan sebagai cadangan makanan bagi tumbuh-tumbuhan, antara lain di dalam biji buah (padi, jagung, gandum), di dalam umbi (ubi kayu, ubi jalar, talas, ganyong, kentang) dan pada batang (aren dan sagu). Dengan beragamnya sumber pati serta ketersediaannya di alam, maka pemanfaatan sumber-sumber pati tersebut harus dilakukan. Sumber pati yang dipilih untuk penelitian ini adalah pati yang berasal dari ubi kayu (Manihot utilissima) dan sagu (Metroxylon sp.).
Sagu dan ubi kayu merupakan komoditas tanaman pangan yang dapat dipergunakan sebagai sumber karbohidrat yang potensial di Indonesia. Potensi pengembangan kedua tanaman ini cukup besar, mengingat kedua tanaman ini dapat tumbuh di tempat dimana tanaman lain tidak dapat tumbuh baik, tidak diperlukan pemupukan dan perawatan yang intensif. Pemanfaatan kedua tanaman ini baru sebatas untuk produksi pangan ataupun pembuatan bahan kimia pendukung, akan tetapi dengan adanya pengembangan lebih lanjut pada kedua jenis tanaman ini tentunya akan meningkatkan nilai tambahnya. Pengembangan lebih lanjut yang
31
sedang dilakukan yaitu pemanfaatannya sebagai bahan baku pembuatan plastik komposit walaupun perlu dilakukan modifikasi terlebih dahulu agar dapat bercampur dengan baik pada polietilen.
Persiapan pati ini diawali dengan melakukan penjemuran. Penjemuran bertujuan agar didapatkan kadar air yang seragam. Tahap berikutnya dilakukan pengecilan ukuran hingga berukuran 200 mesh. Pengecilan ukuran ini akan memberikan efek positif terhadap dispersi dari pati di dalam matriks plastik komposit yang dihasilkan. Selanjutnya, pati yang telah siap ini dilakukan karakterisasi baik dari segi kualitas ataupun mutu dan komposisi penyusun pati. Karakterisasi ini akan menentukan aplikasi pencampurannya dalam penelitian ini. Standar yang dipakai dalam pengujian karakteristik pati ini merupakan standar yang ditetapkan apabila pati digunakan sebagai bahan pangan, hal ini disebabkan tidak adanya standar baku pati untuk pembuatan plastik komposit. Dengan adanya karakteristik pati ini menunjukkan bahwa pati yang digunakan merupakan pati yang berkualitas tinggi.
A.1. Mutu pati
Kedua macam pati ini selain berfungsi sebagai bahan pangan tradisional untuk sumber karbohidrat utama, dapat juga dijadikan sebagai bahan baku industri lainnya, maka dari itu standar mutu kedua pati tersebut harus dijaga dan memenuhi standar yang telah ditentukan. Analisis mutu pati sagu yang dilakukan pada penelitian ini meliputi kadar air, kadar abu, kadar serat kasar, lolos saringan 80 mesh, dan derajat asam. Hasil analisis mutu tersebut dapat dilihat pada Tabel 9, sedangkan hasil analisis keseluruhannya dapat dilihat pada Lampiran 4. Persyaratan utama yang digunakan sebagai acuan pada tapioka adalah SNI 01-3451-1994 dan SNI 01-3729- 1995 untuk pati sagu.
32
Tabel 9. Karakterisasi mutu tapioka dan pati sagu hasil penelitian
Standar Mutu Persyaratan Hasil Penelitian*
Tapioka 1) Pati Sagu 2) Tapioka Pati Sagu
Kadar air (%) Maks. 15,0 Maks. 13,0 8,57 10,47
Kadar abu (% bb) Maks. 0,6 Maks. 0,5 0,09 0,08
Kadar serat kasar (% bb) Maks. 0,6 Maks. 0,1 0,085 0,28
Derajat asam (ml NaOH
0,1 N/100 g bahan) Maks. 3,0 Maks. 4,0 2,3 0,61
Kehalusan / lolos saringan 80 mesh (%)
-
Min. 95 100 100
*Data rata-rata dari tiga kali ulangan
1)
SNI 01-3451-1994
2)
SNI 01-3729-1995
Kadar air yang terdapat di dalam pati ditentukan oleh proses pengolahan dalam pengekstrakan pati hingga pengeringan dan penyimpanannya. Proses pengeringan di bawah sinar matahari merupakan salah satu tahapan proses pengolahan pati yang sangat menentukan mutu akhirnya. Apabila pengeringan tidak dilakukan hingga kering atau dapat dikatakan memiliki kadar air yang tinggi akan memicu tumbuhnya jamur dan bau asam sehingga kerusakan produk menjadi cepat. Menurut Azudin dan Noor (1992), kadar air pati sangat penting berkenaan dengan stabilitasnya selama penyimpanan.
Kadar air yang berlebihan akan menyebabkan pati teraglomerasi dan memberikan efek negatif terhadap interaksi interfacial antara pati dengan polimer. Demikian pula kadar air yang rendah akan mengurangi aglomerasi granula pati selama proses pencampuran plastik (Favis et al., 2005). Air yang berlebih pada pembuatan pati termoplastis akan menimbulkan gelembung pada produk sehingga akan mengurangi sifat mekanisnya.
Hasil analisis kadar air menunjukkan bahwa tepung tapioka dan pati sagu mempunyai nilai yang sesuai dengan SNI (maksimum 15,0% untuk tapioka dan 13,0% untuk sagu) yaitu 8,57% untuk tapioka dan 10,47% untuk pati sagu. Adanya air di dalam pati juga dapat menyebabkan hidrolisis pati baik secara enzimatis dan kimiawi menjadi molekul-molekul glukosa. Kelembaban (RH) pada tempat penyimpanan produk pati harus sesuai karena apabila kelembaban yang rendah dapat mengakibatkan produk pati mengeluarkan uap air, begitu pula sebaliknya kelembaban yang tinggi akan membuat produk pati menjadi menyerap air. Oleh karena itu, dalam kondisi atmosfer normal, kebanyakan pati komersial mengandung 10-20% (b/b) air (Swinkels, 1985). Selain dengan kadar air yang rendah pada pati
33
akan memperpanjang umur simpannya, pengujian kadar air ini berfungsi untuk mengetahui jumlah air yang terkandung di dalam pati dimana akan mempengaruhi penambahan air dalam komposisi pembuatan pati termoplastis.
Nilai derajat asam pada pati menunjukkan tingkat kerusakannya. Semakin kecil nilai derajat asamnya, maka semakin baik pula kualitas dari pati tersebut. Begitu juga sebaliknya semakin besar nilai derajat asam menunjukkan bahwa pati tersebut semakin rendah kualitasnya. Hasil analisis menunjukkan bahwa kedua pati tersebut mempunyai nilai yang masih sesuai dengan SNI (ml NaOH 0,1 N/100 g bahan) yaitu 2,30 untuk tapioka dan 0,61 untuk pati sagu. Walaupun masih berada di bawah nilai SNI, tetapi dapat dilihat bahwa kadar derajat asam pada sagu lebih kecil daripada tapioka sehingga terlihat bahwa kualitas pati sagu masih lebih baik daripada tapioka. Hal ini disebabkan karena tapioka sering ditambahkan sulfit dalam proses ekstraksinya.
Kadar abu berfungsi untuk mengetahui bahan organik yang terkandung dalam pati yang dipengaruhi oleh lingkungan tumbuhnya. Abu yang terdapat dalam pati dapat berasal dari mineral yang terkandung di dalamnya. Berdasarkan hasil analisis, kedua pati tersebut mempunyai kadar abu yang rendah sekali yaitu 0,09% pada tapioka dan 0,08% pada pati sagu; yang menandakan bahwa tapioka maupun pati sagu mempunyai kualitas yang baik.
Pengujian kadar abu dan nilai derajat asam tidak akan memberikan pengaruh terhadap kondisi pembuatan pati termoplastis. Kedua pengujian ini berfungsi sebagai standar yang telah ditetapkan apabila pati akan digunakan sebagai bahan pangan. Dengan adanya kedua pengujian ini membuktikan bahwa pati sagu maupun tapioka mempunyai kualitas yang baik walaupun akan digunakan sebagai campuran plastik komposit nantinya.
Setiap pati pasti berbentuk bubuk yang memiliki ukuran tertentu. Dalam penelitian ini dilakukan pengecilan ukuran hingga 200 mesh dengan tujuan agar pencampuran dengan polimer sintetis menjadi homogen. Adanya pengecilan ukuran kembali juga bertujuan untuk menyeragamkan ukuran pati karena pati yang merupakan produk olahan tradisional. Hasil analisis menunjukkan bahwa ukuran bubuk tapioka maupun pati sagu yang lolos saringan 80 mesh adalah 100%. Semakin kecil ukuran partikel pati tersebut akan memberikan pengaruh yang baik bagi sifat mekaniknya dan penyebaran partikel pada saat pencampuran.
34
Kadar serat kasar yang melebihi standar menandakan proses ekstraksi yang tidak baik dan tidak memenuhi standar yang telah ditetapkan oleh SNI. Hasil analisis menunjukan bahwa kadar serat kasar pada tapioka telah memenuhi syarat yaitu 0,085%, akan tetapi untuk pati sagu ternyata melebihi nilai SNI yaitu 0,28%. Pada penelitian ini, kadar serat yang tinggi memberi keuntungan tersendiri bagi plastik yang akan dihasilkan. Adanya serat dalam pati yang akan dicampurkan memberikan pengaruh yang positif karena mampu meningkatkan sifat mekanik pada plastik