Kajian Biodegradasi Bioplastik Poli-B-Hidroksi Alkanoat dengan Penambahan Pemlastis Dietil Glikol dan Dimetil Ftalat pada Media Cair Buatan

(1)

KAJIAN BIODEGRADASI BIOPLASTIK

POLI-3-HIDROKSIALKANOAT DENGAN PENAMBAN

PEMLASTIS DIETIL GLIKOL DAN DIMETL FTALAT

PADA EDIA CAIR BUATAN

OIeb

DEWI ANGGRAENI

F03498064

203

FAKULTAS TENOLOGI PERTAAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

(3)

DEWI ANGGRAENI. 3494. Kajian Bidesi Bioplastik Poli-�-Hidroksi Alkanoat denan Penambaban Pemlasis Dietil Glikol dan Dimetil Falat pada Media Cair Buatao. Di bawah bimbingan : Krisnani yowati dan Ani Suryani. 23.

RNGKASAN

Penggunaan material plastik sanat menguntungkan karena seagai olimer sintetik, sr molekulnya dapat direkayasa ca kimiawi sehingga dihasilkan berbagai mm entuk plastik dengan keo yang berda-bda. Plastik banyak din di indusri-indusri seluruh dunia meliputi bidang otomotif hingga ke bidang medis. Di Indonesia saja, diproduksi sebanyak 3,5 juta ton plastik er tabunnya (CIC, 200). Kesulitao dalam engolaban limbab timbul akiat semakin meningkatnya prduksi olimer sinteis yang juga meningkatkan jumlab nab plastik sa simulan. Poliner sintetis meruakan material yang sangat sulit didesi oleh adanya aktivitas biologis yang melin engan enzim.

Telab dilakukan elitian tentaog embuatao lembaran bioplasik dari PHA basil kultivasi Ralstonia etropha dengan subsrat hidrolisat minyak sawit yang ditamn emlasis dieil glikol dan dimetil talat engan konsentrasi 10 % dari oot PHA. Sebagai tindak lanjut, ada enelitian ini dilakukan kajian tentog biodesi bioplasik yang dibasilkan dari enelilian tersebut. Tujuan enelitian ini adalab untuk mengetabui engarub enmbaban emlastis dietil glikol dan dimeil alat terbadap sifat bidebilitas bioplastik Poli-�-Hidroksialkanoat ada media cair buatao melalui enn prduksi dan laju prduksi CO,. Din bioplastik PHA taoa emlastis dan selulosa sebaai baan emanding. Kajian bideradasi bioplasik diln dalam mdia cair yang terdiri dari : air destilaa, urea dan K,PO,. Jumlab CO, yang dibasilkan sebagai prduk ineralisasi subsrat bioplastik diukur setiap dua i selama 100 i eride engujian.

Pada bideradasi bioplasik PHA dengan enambaban emlastis dietil gikol dan dimetil talat, diprduksi CO, dengan laju yang lebib rendab dibandingkan laju prduksi CO, basil bidesi bioplastik PHA dan selulosa selama eride 60 bari. CO2 basil bidesi selulo.a, PHA. samel A dan B selama 60 i diprduksi dengan laju ertrut-tut seesar 0,7758 mi, 0,6380 mglbari, 0,6365 mi

dan 0,5185 mg/hari. Kurva akumulasi jnlab prduksi CO, hasil biesi

selulosa sudah mencaai kondisi yang konstan atau sasioner ada i ke-96, yang menandakan babwa seluloa sudab terderadasi 100 %.

Selama 100 i engujian, laju prduksi CO, pada bieradasi samel A dan B adalab 0,7040 mi dan 0,6578 mi. Siat bidrofilik yang tinggi dari emlasis dietil glikol paa nel A serta sr ia bioplastik yang erentuk linier menyebabkan samel A lebib mudab teresi dariada samel B yang menandung emlastis dimetil Jat yang ersifat hidrofob denan sr kimia berentuk cincin serta ercaang.

(4)

DEI ANGGENL F03494. The Study of Bideradation on Bioplasic Poly-�-Hydroksyalkanoates Plasticisd with Diethylene Glycol and Dimethyl

Phthalate in Aqueous Medium. Academic Suervisor: saaoi Syowati and Ani

Suyani. 23.

SMRY

Plastics e _{very advantageous because as synthetic olymers, their structure}

can e chemically manipulated to have a wide mnge of srengths and shaes. From

automobiles to medicine, plasics e uilized in almost every manufing indusry

in the orld. Over 3,5 million tons of plasics e _pducedxT year in Idonesia

(CIC, 2000). New poblems develod subsequently as the produetion of synthetic olymers increased and the amount of plastic waste in rubbish dumps rew simuleously. Syntheic olymer is rather inert towards biological enzymatic attack.

Production of Poly.�-Hydroxyalkanoate from palm oil hydrolisate by

Ralstonia eJropha and bioplasics made of this PHA plasticised with diethyl glycol

and dimetyl phthalate d een investigated. The addition of 10% plasticizer diethyl

glycol and dimetyl phthalate in PHA solution yields a bioplasics in a form of sheet. In order to gain a etter unerstanding of bioloical eradation of these bioplastics, a research was implemented to examine the ect of plasticizer addition on olymer mineralization, represented by caron dioxide producion and caron dioxide prduction rate. PHA without plasticizer and cellulose were usd as eference materials. This bideradaion stuy was conducted using aqueous media consist of:

distilled water, urea d K2P04. The amount of CO2 as a mineralization product

was measured every two days over a eriod of 100 days.

Carbon dioxide from bideion of cellulose, PHA, PHA plasticised with diethyl glycol and PHA plasticised with dimetyl phthalate, masured over the erid

of 0 days, was prducd at a following rate of 0,7758 m/day, 0,6380 mg/day,

0,6365 mg/day n 0,5185 mg/day. Carbon dioxide evolution curve rom

bioderadation of cellulose had achieved a statiory condition over 96 days of

measurement, indicated that cellulose d een 10% deraded.

Over a 100 days of measuremet, Caron dioxide from bideradation of PHA plasticisd with diethyl glycol and dimetyl phthalate prducd at a rate of 0,7040 and 0,6578 mg/day. Hydophilicity of diethyl glycol and the linier chemical sructure of bioplastic PHA plasicisd with diethyl glycol provide a etter access to PHA derading microranisms in the mdia. Dimetyl phthalate is a plasicizer with high hydrofobicity, thus preveting microrganisms rowth on PHA surface and inluence prduction of Caron dioxide from biedation.

Bioplastics d _{in this resarch were amorphous, with the deree of}

crystalinity of 3% for bioplastic of PHA plaicised with diethyl glycol and 0% for

bioplastic of PHA plasticisd with dimetyl phthalae (AkInaliah, 2003 and Za,

(5)

KAJIAN BIODEGRADASI BIOPLASTIK

POLI-P-DROKSIALKANOAT DENGAN PENAMBAHAN

PEMLASTIS DETL GLIKOL DAN DIMETL FTALAT

PADA MEDIA CAR BUATAN

SRIPSI

Seai lh au sa! nk memeroleh gelar

SAJANA TENOGI PERTANIAN Pa Jurusan Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknoloi PertaDian Institut Pertani8D Bogor

OIeb

Dewi Anggaeni

FOJ49864

203

FAKULTAS TEKNOGI PERTANIAN NSTITUT PERTANIAN GOR

(6)

NSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTASTEKNOLOGI PERTANIAN

N BIODEGRADASI BIOPLASTK

POLl-�-IIDROKSIALKANOAT DENGAN PENABAHAN

PEMLASTIS DlETIL GLiKOL DAN DETL TALAT PADA EDIA CR BUATAN

SlPSI

Sebagai lh au syara! nk memeroleh gelar SARJANA TENOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknoloi Industri Pertanian

Fakultas Teknoloi Pertanian Insitut Pertanian Bogor

Oleh: Dewi Anggraeni

F03498064

(7)

KATA PENGANTAR

Alhadlilah, seala puji n syukur enulis anjatkan kehadirat Allah SWT, hanya dengan karunia-Nya maka enulis apat menyelesaikan enelitian

n enulisan sripsi ini. Peneliian yang ejudul "Kajian Bidesi Bioplastik Poli-P-Hidroksialkanoat dengan Penambahan Pemlastis Dietil Glikol

n Dimetil Ftalat pada Media Cair Buatan" ini disusun sebagai salab satu syarat kelulusan pada Jurusan Tenologi Indusri Pertanin, Fakullas Teknologi

Peranian, Institut Pertanian Bogor.

Skripsi ini disusun berdasarkan basil enelitian yang dilakukan selama

bulan Pebri - Mei 2003 i Laoratorium Jn Teknologi Indusri Pertanian,

FATETA, IPB; Laoratorium Rekayasa Bioproses, PAU; dan Laoratorium

Mikrobiologi Balai Penelitian Biotenoloi Bogor.

Penulis menyadari bahwa masih bnyak keknrangan daln enulin

skripsi Ini, namun demikian enulis mengharapan sripsi ini daat ennanaat

bagi embaca yang memerlukannya.

euan seala kerenaban h, enulis mengucapkan teima kasih kepada : 1. r. IT. Krisnani Setyowati selaku dosen embinbing I yang selama ini telah

membimbing n memantu enulis dalam enelitian n enyusunan laoran

1m.

2. r. If. i Suryani, DEA selakn dosen embimbing II aas bimbingannya n

enarahannya dalam eneliian n enyeleaian skripsi ini

3. r. Ir. Sapta Raharja, DEA selakn dosen enguji alas segala masukarmya.

(8)

9. Rekan-rekan dalam m PHA Nisa, Popi, Rita, Santo, Khalid n Tyos) alas

ersahabatan n kejmanya.

10. Orang a enulis ea ibu Mimin Kusmini, ak dan adik enulis,

Herry Heiandi, Handy Handayana n Aia aua.

11. Suami tercinta, Sasmintoro yang telah memerikan dukungan n semangat sehingga enulis daat menyelen tulian ini.

12. Bapak Khamis alas masukannya n bnnya.

13. Renny, Maulidiani, A1in, Arief. Didit, Yuni, Susani, Sekti, Finnan n

Fan atas masukan n dorongan semanganya .

14. Selurub keluarga ear TN 19 aas ersababatan n keersannya.

Bogor, Agustus 2003

(9)

DAFTARISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... III

DAFTAR TABEL ... VI

DAFTAR GAMBAR ... VII

DAFTAR LAPRAN ... VIII

I. PENDAHULUAN ... 1

A. LATAR BELNG ... 1

B. TUJUAN... 2

11. TINJAUAN PUST AKA ... 3

A. PHA HASIL KUL TIV ASI OLEH Ralstonia eutropha DENGAN SUBSTRAT DROLISAT MI.NYAK SAWIT... 3

B. PELASTIS DETIL GLKOL DAN DETIL FTALAT ... 5

C. PEBUATAN BIOPLASTK PHA ... 6

D. KTERJSTK PLASTK... 7

E. BIODEGDASI PDA KONDISI BUATAN ... ... 9

J. BN DAN ETODE PENELITIAN... 13

A. BN DAN ALAT... \3

B. ETODE PENELITN ... 13

IV. HASIL DAN PEBA.HASAN ... 17

A. PERSIAPAN EDA BIODEGDASI ... 17

B. BIODEGDASI BIOPLASTIK PHA ... 21

V. KESIPULAN DAN SARAN ... 30

DAFTAR PUSTAKA... 32

LAPAN . . . 36

(10)

DAFTAR TABEL

Hlmn

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)