FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
D. PATI SAGU
Pati sagu dihasilkan dari tanaman sagu (Metroxylon sp.) yang dapat ditemukan hampir di seluruh wilayah Indonesia. Pati sagu diperoleh dari proses ekstraksi batang tanaman sagu, yang berupa granula berwarna putih, tidak berasa, dan tidak berbau. Bentuk granula adalah bulat dengan permukaan datar dan ukuran granula bervariasi antara 20-60 µm. Granula pati tidak larut dalam air dingin. Kadar air pati sagu sekitar 11% dan pH suspensi adalah 6,0. Granula pati terdiri dari dua komponen mayor utama yakni amilosa (20-30%) dan amilopektin (70-80%), yang keduanya merupakan unit polimer α-D-glukosa dalam konformasi 4C1 (Wurzburg,
1989).
Granula pati sagu terdapat pada bagian empulur batang sagu dalam bentuk sel-sel . Pertumbuhan batang sagu dapat dihitung berdasarkan jumlah ruas-ruas bekas
11
daun. Periode pertumbuhan pohon sagu diperkirakan 135-141 bulan atau 11,25-11,75 tahun, dengan jumlah ruas bekas daun diperkirakan 207 ruas (Flach, 1993). Granula pati sagu berbentuk oval seperti telur atau oval truncated dan ukurannya relatif besar, berkisar 5-65 µm, dengan ukuran rata-rata 30,0 µm (Swinkels, 1985 di dalam Van Beynum dan Roels, 1985). Menurut Takahashi et al. (1995), ukuran granula pati berkisar antara 10-65 µm, dengan ukuran rata-rata 31,0 µm. Tabel 5 menyajikan syarat mutu pati sagu.
Tabel 5. Syarat mutu pati sagu menurut SNI 01-3729-1995
No. Jenis Uji Satuan Persyaratan
1 1.1 1.2 1.3 1.4 Keadaan Bentuk Bau Warna Rasa - - - - Serbuk halus Normal (bebas dari bau
asing) Putih, khas sagu
normal
2 Benda asing - Tidak ada
3 Serangga dalam
semua bentuk stadia dan potongan- potongannya yang tampak
- Tidak ada
4 Jenis pati lain selain pati sagu
- Tidak ada
5 Kehalusan, lolos
ayakan 80 mesh (b/b)
% Min. 95
6 Kadar air (b/b) % Maks. 13
7 Kadar abu (b/b) % Maks. 0,5
8 Kadar pati % Min. 65
9 Kadar serat kasar (b/b) % Maks. O,1
10 Derajat asam ml NaOH 1 N/100
g
Maks. 4,0
11 Residu SO2 mg/kg Maks. 30
12 12.1 12.2 12.3 Cemaran logam Timbal (Pb) Tembaga (Cu) Raksa (Hg) mg/kg mg/kg mg/kg Maks.1,00 Maks. 10,0 Maks. 0,05
13 Cemaran arsen (As) mg/kg Maks. 0,50
14 14.1 14.2 14.3
Cemaran mikroba Angka lempeng total
Eschericia coli Kapang koloni/g APM/g koloni/g Maks. 106 Maks. 10 Maks. 104
12 E. PATI TERMOPLASTIS
Pati termoplastis dihasilkan melalui pemrosesan pada suhu dan gesekan tinggi sehingga pati bersifat termoplastik dan bisa dicetak. Pembentukan pati termoplastis dipengaruhi oleh kondisi proses dan formulasi bahan yang digunakan. Selama proses termoplastis, air akan masuk dalam pati dan bahan pemlastis akan berperan sangat signifikan. Bahan pemlastis akan membentuk ikatan hidrogen dengan pati, sehingga terjadi reaksi antara gugus hidroksi dan molekul pati yang membuat pati menjadi lebih plastis. Dalam kondisi normal, air yang ditambahkan 10-20% dan secara opsional dapat ditambahkan pelarut dan bahan aditif lainnya. Faktor-faktor yang berpengaruh dalam pembentukan pati termoplastis yaitu (Morawietz, 2006):
- Parameter proses: kecepatan ulir, laju alir bahan dalam ekstruder, suhu dan profil ekstruder, geometri ekstruder, dan jenis pelletizer.
- Parameter formulasi: jenis pati, konsentrasi air, konsentrasi dan jenis zat pemlastis, serta konsentrasi dan jenis aditif.
Pati termoplastis lebih tahan terhadap deformasi dikarenakan adanya bahan pemlastis dan destrukturisasi granular menyebabkan deformasi hanya akan terjadi disepanjang matriks dimana tegangan (stress) diberikan, sehingga kerusakan permanen dapat diminimalkan (Ishiaku et al., 2002). Pati termoplastis memiliki keunggulan dalam hal kemudahan proses, morfologi akhir yang lebih baik dan penyebaran partikel yang lebih merata dengan adanya proses destrukturisasi. Namun demikian, pati termoplastis sensitif terhadap air, memungkinkan terjadinya migrasi bahan pemlastis dan rekristalisasi berlebih akan memberikan sifat rapuh (Huneault dan Li, 2007).
Bahan pemlastis memegang peranan penting dalam pembuatan pati termoplastis. Pemlastis adalah bahan organik dengan berat molekul rendah yang ditambahkan untuk memperlemah kekakuan dari polimer, sekaligus meningkatkan fleksibilitas dan eksentibilitas polimer (Julianti dan Nurminah, 2006). Adanya bahan pemlastis akan berpengaruh negatif terhadap sifat mekanik plastik, yaitu memberikan sifat „soft and weak‟(Kalambur dan Rizvi, 2006).
13 F. POLIETILEN (PE)
Polietilen atau polyethene paling banyak digunakan sebagai plastik kemasan (kantong plastik belanja), dengan produksi tahunan sekitar 80 juta metrik ton. Polietilen dibuat melalui proses polimerisasi etilen dan dapat diproduksi melalui polimerisasi radikal, polimerisasi adisi anionik, dan polimerisasi adisi kationik. Proses-proses tersebut dilakukan karena etilen tidak mempunyai kelompok pensubtitusi yang dapat mempengaruhi stabilitas dari perambatan kepala polimer. Polietilen diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yang berbeda berdasarkan pada umumnya kepadatan dan percabangan rantainya. Sifat mekanis dari polietilen bergantung pada variabel seperti luas dan jenis percabangan, struktur kristal dan berat molekul. Jenis poletilen tersebut antara lain adalah (Piringer dan Baner, 2008):
Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE)
Ultra low molecular weight polyethylene (ULMWPE or PE-WAX)
High molecular weight polyethylene (HMWPE)
High density polyethylene (HDPE)
High density cross-linked polyethylene (HDXLPE)
Cross-linked polyethylene (PEX or XLPE)
Medium density polyethylene (MDPE)
Low density polyethylene (LDPE)
Linear low density polyethylene (LLDPE)
Very low density polyethylene (VLDPE)
HDPE memiliki cabang yang pendek sehingga membuatnya mempunyai daya intermolekul dan kuat tarik yang lebih kuat daripada LDPE. HDPE juga mempunyai karakter yang lebih keras dan opak, serta dapat bertahan pada suhu yang lebih tinggi (120°C/248°F untuk periode singkat, 110°C/230°F untuk periode lama). Kekurangan dari sifatnya yang mempunyai cabang yang pendek harus disesuaikan dengan pilihan katalisator (misalnya Ziegler-Natta katalis) dan kondisi reaksi. HDPE mengandung unsur kimia karbon dan hidrogen. HDPE digunakan dalam produk dan kemasan seperti susu juga, botol deterjen, margarine tubs, kontainer sampah dan pipa air (Harper, 1975).
14
HDPE memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. HDPE biasa dipakai untuk botol kosmestik, botol obat, botol minuman, botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon air minum, kursi lipat, jerigen, pelumas, dan lain-lain. Walaupun demikian HDPE hanya direkomendasikan untuk sekali pakai, karena pelepasan senyawa SbO3 (Antimon
Trioksida) terus meningkat seiring waktu. Bahan HDPE bila ditekan tidak kembali kebentuk semula (Sidney dan Dubois, 1977).
Tabel 6. Karakteristik HDPE dan LLDPE
Karakteristik Nilai LLDPE Nilai HDPE
Density (g/cm3) 0,92 0,96
Surface hardness SD48 SD68
Tensile strength (MPa) 20 32
Flexural modulus (GPa) 0,35 1,25
Notched izod (kJ/m) 1,06+ 0,15
Linear expansion (/°C x 10-5) 20 12
Elongation at break (%) 500 150
Strain at yield (%) 20 15
Max. operating temp. (°C) 50 55
Water absorption (%) 0,01 0,02
Oxygen index (%) 17 17
Flammability UL94 HB HB
Volume resistivity (log ohm.cm) 16 17
Dielectric strength (MV/m) 25 22 Dissipation factor 1kHz 909090 0,0005 Dielectric constant 1kHz 2,3 2,3 HDT @ 0.45 MPa (°C) 45 75 HDT @ 1.80 MPa (°C) 37 46 Material. drying hrs @ (°C) NA NA
Melting temp. range (°C) 120 to 160 220-310
Mould shrinkage (%) 3 3
Mould temp. range (°C) 20 to 60 30-70
Sumber: Harper (1975)
LLDPE adalah polimer linear substansial (polietilen), dengan sejumlah cabang-cabang pendek, biasanya terbuat dari kopolimerisasi dari etilen dengan rantai
olefins yang lebih panjang. Secara umum, LLDPE diproduksi pada suhu dan tekanan yang rendah dengan kopolimerisasi etilen dan alpha olefins yang lebih tinggi seperti butana, heksana atau oktana. Proses kopolimerisasi yang menghasilkan suatu LLDPE polimer yang memiliki distribusi berat molekul yang lebih kecil dari LDPE konvensional dan kombinasi dengan struktur linear akan berbeda signifikan pada
15
sifat rheologinya (Sidney dan Dubois, 1977). LLDPE telah merambah hampir semua pasar tradisional polietilen dan biasa digunakan untuk kantong plastik dan lembaran (di tempat yang memungkinkan dengan ketebalan lebih rendah dibandingkan LDPE), bungkus plastik, plastik wrap, mainan, pipa, ember dan kontainer, serta meliputi kabel, geomembranes, dan terutama sistem pipa-pipa yang fleksibel (Harper, 1975). Pemilihan bahan baku plastik sintetis HDPE dan LLDPE disebabkan karena intensitas pemakaian kedua bahan polietilen tersebut yang tinggi dalam produksi sebagai plastik komersial. Karakteristik kedua bahan tersebut dapat dilihat pada Tabel 6.