PENGURAIAN TERMAL SERTA PENGARUH JENIS MEDIA
TANAH PADA LAJU PENGURAIAN AEROB PLASTIK
OKSOBIODEGRADABEL DAN EDIBLE FILM
RAHMAWATI SHOLIHAT
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penguraian Termal serta Pengaruh Jenis Media Tanah pada Laju Penguraian Aerob Plastik Oksobiodegradabel dan Edible Film adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
RAHMAWATI SHOLIHAT. Penguraian Termal serta Pengaruh Jenis Media Tanah pada Laju Penguraian Aerob Plastik Oksobiodegradabel dan Edible Film. Dibimbing oleh MUHAMMAD FARID dan MOHAMMAD KHOTIB.
Penguraian plastik oksobiodegradabel (POB) di lingkungan diuji secara termal dan aerob. Penguraian termal POB diuji pada suhu 70, 110, dan 150 °C lalu perubahan ikatan kimia dianalisis menggunakan spektroskopi inframerah transformasi Fourier. Berdasarkan hasil analisis, POB dapat terurai pada suhu di atas 110 °C. Penguraian aerob dilakukan berdasarkan ASTM D5988-03, dengan media tanah Martha Tilaar yang memiliki nisbah C/N sebesar 5. Hasilnya belum memenuhi standar penguraian yang telah ditetapkan. Laju penguraian aerob POB sebesar 13.6 mg/24 hari dan diperkirakan akan terurai seluruhnya dalam kurun waktu kira-kira 12 bulan. Pada media yang sama, laju penguraian edible film lebih cepat dibandingkan dengan laju penguraian POB. Faktor yang berpengaruh pada laju penguraian tersebut di antaranya adalah bahan baku sampel serta nisbah C/N, jumlah total mikrob, kadar abu, kadar air, suhu, dan kelembapan lingkungan. Kata kunci: aerob, edible film, oksobiodegradabel, penguraian, plastik.
ABSTRACT
RAHMAWATI SHOLIHAT. Thermal Degradation and Effect of Soil Media Types Towards Aerobic Degradation Rate of Oxobiodegradable Plastic and Edible Film. Supervised by MUHAMMAD FARID and MOHAMMAD KHOTIB.
Degradation of oxobiodegradable plastic (OBP) in the environment has been studied by thermal and aerobic degradation tests. Thermal degradation of OBP was studied at 70, 110, and 150 °C and the chemical bonding transformation was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy. Based on the analysis, OPB could be degraded at temperature above 110 °C. Aerobic degradation was performed based on ASTM D5988-03, by using Martha Tilaar soil media which had C/N ratio of 5. The results have not yet fulfilled the degradation standard requirement. Aerobic degradation rate of OBP was 13.6 mg/24 days and was predicted to be biodegraded completely within ca. 12 months. In the same media, the degradation rate of edible film was faster than the OBP degradation rate. Several factors may affect the degradation rate, including sample raw material, total number of microbes, ash content, moisture content, temperature, and humidity of the environment.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
PENGURAIAN TERMAL SERTA PENGARUH JENIS MEDIA
TANAH PADA LAJU PENGURAIAN AEROB PLASTIK
OKSOBIODEGRADABEL DAN EDIBLE FILM
RAHMAWATI SHOLIHAT
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi: Penguraian Termal serta Pengaruh Jenis Media Tanah pada Laju Penguraian Aerob Plastik Oksobiodegradabel dan Edible Film
Nama : Rahmawati Sholihat NIM : G44090050
Disetujui oleh
Drs Muhamad Farid, MSi Pembimbing I
Mohammad Khotib, SSi, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS Ketua Departemen
PRAKATA
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini yang dilaksanakan sejak bulan Februari sampai Oktober 2013. Tema yang dipilih adalah analisis dan penentuan faktor yang mempengaruhi laju penguraian, dengan judul Penguraian Termal serta Pengaruh Jenis Media Tanah pada Laju Penguraian Aerob Plastik Oksobiodegradabel dan Edible Film sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat Bapak Muhamad Farid dan Bapak M Khotib selaku pembimbing. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Kepala Laboratorium Kimia Terpadu (LT IPB) atas fasilitas yang diberikan selama penulis melakukan penelitian dan staf LT, yaitu Kak Indah, Garda, Kak Baim, Kak Ika, Kak Zaki, Mba Ii, Mas Uud, Mas Iyan, Mbak Ani dan Kak Yono atas bantuan serta masukan selama penelitian berlangsung. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman LT (Fahmiy, Denar, Tati, Noni, Mia, Lestari, Shinta, Agy, Pebry, Rahmi, Ilham, dan Christyan), Uni, Tri, Mela, Iki, Nana, Padjri, Aji dan teman-teman Kimia 46 yang turut memberikan motivasi dalam pembuatan karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayah, Ibu, serta seluruh keluarga, atas doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Terima kasih.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
BAHAN DAN METODE 1
Bahan dan Alat 2
Preparasi Tanah dan Kompos 2
Analisis Tanah 2
Analisis Plastik Oksobiodegradabel 3
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Hasil Penguraian Termal Plastik Oksobiodegradabel 5 Hasil Penguraian Aerob Plastik Oksobiodegradabel 7
Hasil Penguraian Aerob Edible Film 8
SIMPULAN DAN SARAN 9
Simpulan 9
Saran 9
DAFTAR PUSTAKA 9
LAMPIRAN 11
DAFTAR TABEL
1 Hasil analisis komposisi tanah 7
2 Hasil evolusi CO2 dari edible film 8
DAFTAR GAMBAR
1 Spektrum FTIR plastik oksobiodegradabel (POB), POB setelah 6 perlakuan termal 70, 110, dan 150 °C.
2 Hubungan jumlah CO2 yang dihasilkan dari POB dengan waktu 7
inkubasi pada proses penguraian aerob
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian 11
2 Lokasi pengambilan tanah 12
3 Pita-pita serapan FTIR plastik oksobiodegradabel 13 4 Hasil uji penguraian aerob POB pada media tanah Martha Tilaar 13
PENDAHULUAN
Plastik sintetik sulit terurai dan membutuhkan waktu 200 1000 tahun untuk dapat terurai. Pengembangan bahan plastik biodegradabel merupakan salah satu alternatif untuk memecahkan masalah ini. Namun, plastik ini memiliki kekuatan mekanik yang rendah jika digunakan sebagai media pembawa. Oleh sebab itu, plastik biodegradabel dikembangkan lagi menjadi plastik oksobiodegradabel (POB). Plastik ini terbuat dari hasil samping minyak bumi yang dicampurkan dengan zat aditif berupa garam logam. Garam logam tersebut akan mendorong proses oksidasi dan pemutusan rantai polimer plastik bila terkena panas, udara, dan cahaya (BPI 2010).
Polimer oksobiodegradabel memiliki kekuatan mekanik yang cukup tinggi. Selain itu, polimer tersebut akan mengalami proses oksidasi serta penguraian yang dipercepat oleh sinar matahari, kalor, dan tegangan mekanik, dan dapat terkikis di bawah pengaruh pelapukan (James dan Grant 2012) sehingga bersifat ramah lingkungan. Proses penguraian POB dikendalikan melalui penambahan aditif 'prodegradant' yang dapat memicu dan mempercepat proses penguraian. Pada saat konversi menjadi produk akhir, bahan aditif ini biasanya tergabung dalam plastik konvensional seperti polietilena (PE), polipropilena (PP), polistirena (PS), polietilena tereftalat (PET), dan polivinil klorida (PVC). Bahan aditif yang digunakan mengandung logam transisi seperti kobalt, mangan, dan besi yang mengakibatkan fragmentasi sebagai hasil dari oksidasi kimia rantai polimer plastik. Proses oksidasi tersebut dipicu oleh radiasi ultraviolet (UV) atau paparan kalor dan akan menghasilkan fragmen yang pada akhirnya akan mengalami biodegradasi (European Bioplastics 2009).
Saat ini, POB berkembang cukup pesat. Sebagian besar swalayan besar maupun kecil menggunakan produk ini sebagai kantong (tas) untuk membawa barang belanjaannya. Sifat kantong plastik yang disposable dan jumlah penggunanya yang banyak mengakibatkan plastik tersebut harus lebih cepat terurai di lingkungan. Kondisi lingkungan Indonesia yang beragam mengakibatkan jenis tanah di setiap tempat di Indonesia memiliki nisbah C/N, pH, kadar air, kadar abu, jumlah mikroba, serta jumlah komponen lain yang berbeda. Perbedaan tersebut dapat berpengaruh terhadap laju penguraian POB di dalam tanah..
2
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan antara lain beberapa sampel tanah di Indonesia, POB komersial, kompos, edible film, HCl, Ba(OH)2, air suling,
K2Cr2O7 1 N, H2SO4 pekat, feroin, FeSO4 0.5 N, bufer pH 4, 7, dan 10, selen,
NaOH, boraks, buffer pepton water (BPW) dan standard plate count agar (SPCA). Alat-alat yang digunakan adalah desikator, alat inkubasi kaca, tanur, oven, blade stirrer, alat-alat kaca, shaker, hot plate, radas kjeldahl, kantong stomacher, pH-meter, autoklaf, dan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) IR Prestige-21 Shimadzu.
Preparasi Tanah dan Kompos
Preparasi tanah dan kompos merupakan tahap awal penelitian (Lampiran 1). Kompos yang digunakan berasal dari Dramaga Tani IPB dengan merek dagang Go Flower. Penelitian ini menggunakan beberapa jenis tanah, yaitu tanah Martha Tilaar, tanah Kalimantan 1, dan tanah Kalimantan 2 (Lampiran 2). Tanah dan kompos tersebut dikeringkan di rumah kaca, kemudian digiling hingga partikelnya berukuran 1 mm.
Analisis Tanah Penetapan Kadar C (Metode Walkey-Black)
Sebanyak 1 g contoh ditimbang dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL. Sampel ditambahkan 10 mL K2Cr2O7 1 N, kemudian dikocok perlahan
hingga tanah dengan kalium dikromat tercampur secara merata. Sebanyak 20 mL H2SO4 pekat ditambahkan dengan cepat ke dalam erlenmeyer tersebut, kemudian
labu diputar lebih kencang selama 1 menit hingga reagen dengan tanah tercampur. Erlenmeyer lalu diletakkan di atas penangas air selama 30 menit. Setelah itu campuran ditambahkan 100 mL air suling, 3 tetes feroin, dan dititrasi dengan larutan FeSO4 0.5 N hingga warna berubah tajam dari biru menjadi merah marun.
Penetapan Kadar Nitrogen (Metode Kjeldahl)
Contoh ditimbang sebanyak 0.1 g dan dimasukkan ke dalam labu kjeldahl 100 mL. Setelah itu, ditambahkan 2 g campuran selen dan 10 mL H2SO4 pekat.
3 ke dalam penampung distilat (ujung pipa kondensor harus selalu tercelup dalam larutan borat tersebut selama proses penyulingan). Larutan hasil destruksi kemudian dipindahkan ke dalam labu kjeldahl 500 mL, dibilas dengan 150 mL air suling dan 50 mL NaOH 40%, lalu segera dirangkai dengan radas distilasi. Proses distilasi dilakukan sampai volume penampung mencapai 150 mL atau setelah terjadi letupan dalam labu distilasi. Bagian dalam kondensor dan ujung pipa kemudian dibilas dengan air suling dan bilasannya digabungkan dengan distilat. Distilat selanjutnya dititrasi dengan larutan HCl 0.1 N hingga titik akhir tercapai (warna berubah dari hijau menjadi merah muda).
Penetapan Kadar Air (Balittanah 2005)
Sebanyak 5 g contoh tanah dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah diketahui bobot tetapnya. Cawan tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 105 °C selama 3 jam. Setelah itu, cawan diangkat dengan penjepit dan dimasukkan ke dalam desikator. Setelah dingin, bobotnya ditimbang. Pengeringan dan penimbangan diulangi hingga bobot konstan. Bobot yang hilang setelah pemanasan adalah bobot air. selesai, tanur dimatikan dan dibiarkan selama 1 malam. Contoh didinginkan dalam desikator kemudian bobotnya ditimbang.
4
Penetapan pH (AOAC Official Method 994.16.2007)
Contoh tanah dengan kadar C ≤ 17% dikeringudarakan el m 4 hari pada suhu 20 40 °C. Tanah yang sudah kering kemudian dihaluskan dan disaring hingga partikelnya berukuran 2 mm. Sebanyak 10 g tanah tersebut ditimbang dan dicampurkan dengan 10 mL H2O. Campuran diaduk selama 5 detik dengan
menggunakan pengaduk, lalu didiamkan selama 30 menit hingga tersuspensi. Nilai pH diukur dengan menggunakan pH-meter yang sudah terkalibrasi. Prosedur yang serupa dilakukan untuk contoh tanah dengan kadar C > 17%, tetapi bobot tanah yang ditimbang 5 g dan dicampurkan dengan 20 mL H2O.
Penetapan Jumlah Mikrob, Metode Angka Lempeng Total (SNI 2897:2008; SNI 7388:2009)
Penyiapan Contoh. Sebanyak 25 g contoh ditimbang dan dimasukkan ke dalam wadah steril/kantong stomacher, kemudian ditambahkan 225 mL larutan BPW steril ke dalamnya. Stomacher dihomogenk n el m ˗2 menit, dan isinya merupakan larutan dengan pengenceran 10-1 (10 kali).
Pengujian. Sebanyak 1 mL suspensi dipindahkan dengan tip steril ke dalam 9 mL larutan BPW untuk mendapatkan pengenceran 10-2. Pengenceran 10-3, 10-4, 10-5, dan seterusnya dibuat dengan cara yang sama seperti pengenceran 10-2. Selanjutnya sebanyak 1 mL suspensi dari setiap pengenceran dimasukkan ke dalam cawan petri secara duplo, dan ditambahkan sebanyak 15 20 mL media SPCA yang sudah didinginkan ke suhu 45 50 °C pada setiap cawan. Pemutaran cawan petri ke depan dan ke belakang atau membentuk angka delapan dilakukan agar larutan contoh dan media SPCA tercampur seluruhnya. Campuran didiamkan hingga menjadi padat, lalu diinkubasikan pada suhu 30 72 °C dengan meletakkan cawan pada posisi terbalik. Jumlah koloni dihitung pada setiap deret pengenceran.
Analisis Plastik Oksobiodegradabel
Uji Penguraian Termal dan Analisis FTIR (Modifikasi Chiellini et al. 2006)
Oksidasi termal sampel dilakukan di dalam oven pada 3 suhu berbeda, yaitu 70, 110, dan 150 °C. Sebelum dan sesudah proses oksidasi, gugus fungsi sampel dianalisis dengan menggunakan spektrofotometer FTIR IR Prestige-21 Shimadzu.
Uji Penguraian Aerob (ASTM D5988-03)
Sebanyak 200 1000 mg sampel yang telah dihaluskan, dicampur dengan 500 g tanah (jumlah kompos yang harus ditambahkan 20 50 g untuk 500 g tanah) dan diaduk hingga tercampur merata. Campuran tanah dan sampel tersebut diletakkan di bawah piringan desikator atau alat inkubasi sejenis lainnya. Setelah itu, 100 mL Ba(OH)2 0.025 N dalam gelas piala 150 mL atau 20 mL KOH 0.5 N dalam gelas
piala 100 mL, dan 50 mL air distilasi dalam gelas piala 100 mL di atas piringan desikator. Desikator diletakkan di dalam lemari yang gelap pada suhu (21 ± 2) °C. CO2 yang dihasilkan di dalam desikator akan bereaksi dengan Ba(OH)2 dan
mengendap sebagai BaCO3. Jumlah CO2 yang dihasilkan ditentukan secara titrasi,
5 Jumlah CO2 yang terjerap diasumsikan sebagai kadar karbon sampel yang
telah berkurang. Titrasi kadar CO2 dan pengg
antian larutan penjerap dilakukan sebanyak 2 kali dalam 1 minggu. Pada saat pergantian larutan bejana tempat inkubasi dibiarkan terbuka sedikitnya 15 menit tetapi tidak lebih dari 1 jam. Analisis kadar CO2 dapat dihentikan ketika
grafik kadar CO2 mendatar atau tergantung kebutuhan pengguna.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penguraian Termal Plastik Oksobiodegradabel
Plastik oksobiodegradabel (POB) komersial dipanaskan pada suhu 70, 110, dan 150 °C kemudian dianalisis dengan menggunakan spektrofotometer FTIR Analisis spektroskopi ini digunakan untuk menentukan perubahan ikatan kimia di dalam plastik, dengan cara membandingkan spektrum FTIR POB dan setelah mendapat perlakuan pemanasan.
Gambar 1 menunjukkan perubahan spektrum FTIR yang diperoleh. Pada POB yang tidak dipanaskan dan yang dipanaskan ke 70 dan 110 °C, terdapat puncak serapan di bilangan gelombang 2341.58 dan 2364.73 cm-1. Puncak serapan tersebut menghilang ketika POB dipanaskan ke suhu 150 °C, serta muncul puncak baru di bilangan gelombang 3703.33 dan 3730.33 cm-1.
Ikatan kimia POB mulai berubah ketika plastik dipanaskan ke suhu 110 dan 150 °C. Pada suhu 70 °C, POB cenderung stabil (pola serapan yang dihasilkan sama dengan pola serapan POB yang tidak dipanaskan), sedangkan pada suhu 110 dan 150 °C terdapat pita serapan baru di daerah ulur C=O, berturut-turut pada bilangan gelombang 1797.66 cm-1 (110 °C) dan 1724.36 dan 1793.80 cm-1 (150 °C) (Lampiran 3). Merujuk Moldovan (2012), serapan pada bilangan gelombang sekitar 1797 cm-1 menunjukkan
γ
-lakton, sedangkan pada bilangan gelombang 1716 1727 cm-1 menunjukkan keton sebagai hasil penguraian polimer.6
Gambar 1 Spektrum FTIR plastik oksobiodegradabel (POB) ( ), POB setelah perlakuan termal 70 °C ( ), POB perlakuan termal 110 °C ( ), dan POB perlakuan termal 150 °C ( )
Hasil Penguraian Aerob Plastik Oksobiodegradabel
Penguraian aerob POB dianalisis menggunakan tanah organik yang berasal dari kebun Martha Tilaar di Cikarang, Jawa Barat. Hasilnya menunjukkan bahwa semakin lama waktu inkubasi, jumlah mg CO2 yang dihasilkan semakin
meningkat (Gambar 2). Dalam waktu inkubasi selama 24 hari, total CO2 yang
dihasilkan sebanyak 13.6 mg dari 200 mg sampel POB (Lampiran 4). Berdasarkan hasil tersebut, sampel dapat diprediksikan akan terurai seluruhnya dalam waktu kira-kira 12 bulan. Namun, hal ini berlaku jika laju penguraian aerob POB tetap 13.6 mg/24 hari. Menurut Tokiwa et al. (2009), proses penguraian dipengaruhi oleh suhu, intensitas sinar matahari, konsentrasi O2, serta jumlah dan jenis
mikroorganisme. Oleh sebab itu, laju penguraian aerob cukup sulit untuk dikendalikan.
Berdasarkan ASTM D6400-99 (2002), suatu bahan dapat dikatakan bersifat biodegradabel jika sedikitnya 60% terkonversi menjadi CO2 dalam waktu 180 hari.
Merujuk standar tersebut, POB harus terkonversi sebanyak 8% massa dalam waktu 24 hari masa pengujian atau setara dengan jumlah CO2 yang didapatkan
sebanyak 16 mg. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah CO2 yang
7
Gambar 2 Hubungan jumlah CO2 yang dihasilkan dari POB dengan waktu
inkubasi pada proses penguraian aerob
Hasil Penguraian Aerob Edible Film
Penguraian aerob edible film dilakukan dengan menggunakan 3 jenis media tanah yang berbeda, yaitu tanah Kalimantan 1, Kalimantan 2, dan tanah organik Martha Tilaar. Pengujian dengan berbagai macam tanah ini dilakukan untuk membandingkan pengaruh nisbah C/N, pH, kadar abu, dan kadar air pada jumlah mikrob serta faktor lainnya yang dapat memengaruhi laju penguraian aerob edible film.
Tabel 1 menunjukkan bahwa tanah Kalimantan 2 memiliki nilai ALT tertinggi dibandingkan dengan tanah Martha Tilaar dan Kalimantan 1, yaitu 30 × 1011. Artinya terdapat 30 koloni mikrob yang dapat dihitung setelah 1011 kali pengenceran. Sementara untuk tanah Martha Tilaar dan Kalimantan 1 jumlah mikrob berturut-turut sebesar 55 × 1010 dan 26 × 1010. Jumlah mikrob merupakan faktor utama penentu laju penguraian pada proses penguraian aerob dengan media tanah. Mikroorganisme akan mengurai rantai polimer plastik menjadi segmen yang lebih kecil untuk membentuk CO2 dan air sebagai produk akhir (Ammala et
al. 2010). Semakin banyak jumlah mikrob, laju penguraian akan semakin cepat, ditandai dengan semakin banyaknya sampel yang terkonversi menjadi CO2 dalam
waktu tertentu.
Tabel 1 Hasil analisis komposisi tanah
Jenis Tanah Kadar C *ALT (angka lempeng total mikrob)
8
Tanah Kalimantan 2 yang memiliki jumlah mikrob terbanyak seharusnya menghasilkan nilai laju penguraian tertinggi dibandingkan dengan tanah lainnya. Namun, hasil uji penguraian menunjukkan bahwa tanah tersebut justru memiliki laju penguraian terkecil dibandingkan dengan tanah Martha Tilaar dan Kalimantan 1, yaitu 2.13 mg/6 hari (Tabel 2). Hal ini menunjukkan adanya faktor lain yang dapat memengaruhi perubahan jumlah mikrob ketika proses penguraian berlangsung.
Kadar air tanah berkaitan dengan kelembapannya; semakin tinggi kadar air, kelembapan semakin tinggi pula. Pada umumnya, mikrob hidup dan berkembang biak di tempat yang lembap, sehingga faktor kelembapan sangat berpengaruh pada jumlah mikrob dalam tanah. Tabel 3 menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar air, jumlah mikrob dalam tanah semakin meningkat. Ketiga tanah tersebut memiliki nilai pH yang tidak berbeda jauh sehingga faktor ini dapat diabaikan.
Tabel 2 Hasil evolusi CO2 dari edible film
Martha Tilaar Kalimantan 1 Kalimantan 2
Waktu (hari) mg CO2 Waktu (hari) mg CO2 Waktu (hari) mg CO2 Karbon merupakan komponen penting bagi mikrob yang berperan dalam proses produksi energi, sedangkan nitrogen berfungsi untuk membangun jaringan sel mikrob (Miller 2000). Tanah Martha Tilaar yang memiliki nisbah C/N sebesar 5 menghasilkan jumlah CO2 terbanyak dibandingkan dengan tanah uji lainnya, yaitu
5.08 mg CO2 setelah 4 hari masa inkubasi. Namun, proses penguraian terhenti
pada saat hari pengujian ke-5 dan ke-6. Hal tersebut ditandai oleh hasil pengujian yang menunjukkan nilai negatif. Hal ini kemungkinan terjadi karena jumlah mikrob dalam media sudah menurun dan tidak dapat menguraikan sampel lagi. Nisbah C/N yang rendah memiliki kandungan unsur N yang tinggi, sehingga meningkatkan emisi nitrogen sebagai amonium yang akan menghalangi pertumbuhan bakteri (Wulan et al. 2009). Oleh sebab itu, dapat diduga pada hari ke-5 masa inkubasi telah terjadi proses pengasaman sehingga jumlah mikrob menurun dan proses penguraian menjadi terhambat.
Tanah Kalimantan 2 memiliki nisbah C/N lebih rendah dibandingkan dengan tanah Martha Tilaar, yaitu sebesar 4.6. Walaupun jumlah CO2 yang
9 Tanah Kalimantan 1 memiliki nisbah C/N yang sesuai dengan standar, yaitu 12. Beradasarkan ASTM D5988-03 (2003) standar nilai nisbah C/N untuk penguraian aerob berkisar antara 10 dan 20. Tanah ini menghasilkan 3.26 mg CO2
selama masa inkubasi 6 hari. Walaupun nilai nisbah C/N nya telah memenuhi standar, jika dilihat dari jumlah total CO2 yang dihasilkan, tanah Martha Tilaar
lebih banyak menguraikan POB daripada tanah Kalimantan 1. Hal ini kemungkinan besar terjadi karena tanah Martha Tilaar merupakan tanah organik yang bebas dari bahan pencemar, selain itu kadar abunya lebih tinggi dibandingkan dengan tanah Kalimantan lainnya, sehingga pada masa awal inkubasi, proses penguraian berjalan optimum.
Berdasarkan hasil penguraian aerob pada ketiga tanah tersebut, tanah Kalimantan 1 lebih baik dalam menguraikan edible film. Walaupun jumlah CO2
yang dihasilkan lebih sedikit dibandingkan tanah Martha Tilaar, proses penguraian masih berjalan hingga hari ke-6 dan dapat berlangsung secara kontinu hingga edible film dapat terurai seluruhnya.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Plastik oksobiodegradabel akan terurai secara termal pada suhu di atas 110 °C. POB yang diuji dengan tanah Martha Tilaar yang memiliki nisbah C/N sebesar 5 belum memenuhi standar ASTM D6400-99 yang telah ditetapkan. Hasil penguraian aerob edible film menunjukkan bahwa tanah Kalimantan 1 dengan nisbah C/N sebesar 12 memiliki laju penguraian yang lebih baik dibandingkan dengan tanah uji lainnya. Faktor yang berpengaruh pada laju penguraian tersebut di antaranya ialah bahan penyusun material sampel, nisbah C/N, jumlah total mikrob, kadar air, kadar abu, dan pH media. Hal tersebut menunjukkan bahwa jenis tanah dapat memengaruhi laju penguraian aerob POB dan edible film.
Saran
Analisis penguraian aerob perlu dilakukan secara triplo agar hasil yang didapatkan lebih akurat. Selain itu, wadah inkubasi yang digunakan sebaiknya sesuai dengan ASTM agar tidak terjadi galat metode.
DAFTAR PUSTAKA
10
Ammala A, Stuart B, Katherine D, Steven P, Parveen S, Susan W, Yuan Q, Yu L. 2010. An overview of degradable and biodegradable polyolefins. Polym Sci. 36(8):1-68. Doi: 10.1016/j.progpolymsci.2010.12.002.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2003. Annual Book of ASTM Standards. Standard Test Methode for Determining aerobic Biodegradation in Soil of Plastic materials or Residual Plastic Materials After Composting. West Conshohocken (US):ASTM.
[ASTM] American Society for Testing and materials. 2002. Annual Book of ASTM Standards. Standard Specification for Compostable Plastics 1. West Conshohocken (US): ASTM.
[Balittanah] Balai Penelitian Tanah. 2005. Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air, dan Pupuk. Bogor (ID): Balittanah.
[BPI] Biodegradable Products Institute. 2010. Background on Biodegradable Additives. New York (US): BPI.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2008. Metode pengujian cemaran mikrobia dalam daging, telur dan susu serta hasil olahannya. SNI 2897:2008. Jakarta (ID): BSN.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2009. Batas maksimum cemaran mikrob dalam pangan. SNI 7388:2009. Jakarta (ID): BSN.
Chiellini E, Corti A, D’Antone S, Baciu R. 2006. Oxo-biodegradable carbon backbone polymers-oxidative degradation of polyethylene under accelerated test condition. Polym Degrad & Solubility. 20:1-9. Doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2006.03.022.
European Bioplastics. 2009. Oxo-biodegradable plastics. [Internet]. Berlin (GE). [diunduh 2013 Apr 30]. Tersedia pada: http://www.europan-bioplastic.org. James K, Grant T. 2012. LCA of degradable plastic bags [Internet]. Melbourne
(AU): RMIT University. [diunduh 2013 Apr 30]. Tersedia pada:
http://infohouse.p2ric.org/ref/12/11919.pdf.
Miller C. 2000 . Under t nding the c rbon˗nitrogen ratio. Acres 30(4):20-21 Moldovan A, Patachia S, Buicani R, Tierean M.H. 2012. Characterization of
polyolefins wastes by FTIR spectroscopy. Eng Sci. 5(54):1-8 Narayan R. 2009. Biodegradibility. Bioplastic Magz 4(1):9
Tokiwa Y, Calabia BP, Ugwu CU, Aiba S. 2009. Biodegradability of plastics. Int J Mol Sci. 10:3722-3742.
Walkley A, Black I.A. 1934. An examination of the degnareft method for determining soils organic matter and proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Sci 37:29-38.
11 Lampiran 1 Diagram alir penelitian
T n h & Kompo
An li i
An li i Peng r i n S mpel
Prep r i
K d r C
K d r N
K d r Air
K d r Ab
pH
J ml h Mikrob Prep r i
Peng r i n
12
Lampiran 2 Lokasi Pengambilan Tanah Tanah Martha Tilaar
Berada di lokasi Kampoeng Djamoe OrganikMartha Tilaar, Jln Raya Cibarusah, Kawasan EJIP Pintu II, Cikarang, Jawa Barat.
Tanah Kalimantan 1
Berada di sekitar 03° 4’ 29” Lint ng Sel t n d n 4° 45’ 6” B j r Tim r, B t Licin, Kalimantan Selatan
Sumber: https://maps.google.com Tanah Kalimantan 2
Berada di sekitar 03° 27’ 30” Lint ng Sel t n d n 4° 45’ 6” B j r Tim r, Asam-asam, Kalimantan Selatan
13 Lampiran 3 Pita-pita serapan FTIR plastik oksobiodegradabel
*ν = bilangan gelombang
Lampiran 4 Hasil uji penguraian aerob POB pada media tanah Martha Tilaar
Waktu
* HCl yang digunakan 0.058 N
15 Lanjutan Lampiran 5
Nisbah C/N Tanah
Jenis Tanah Kadar C (%) Kadar N (%) Nisbah C/N
Martha Tilaar 1.6429 0.3218 5.1053
Kalimantan 1 1.9830 0.1648 12.0328
16
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 5 November 1991 dari Ayah Sunarko dan Ibu Hariyati. Penulis merupakan putri pertama dari 5 bersaudara. Tahun 2009, penulis lulus dari SMA Negeri 1 Ciampea dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB dan diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
