BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Pengemasan merupakan proses perlindungan suatu produk pangan yang bertujuan menjaga keawetan dan konsistensi mutu. Material plastik banyak digunakan sebagai kemasan karena mempunyai sifat unggul, antara lain ringan, transparan, tahan air, serta harganya relatif murah [1]. Namun penggunaan plastik sebagai bahan pengemas menghadapi berbagai persoalan lingkungan yaitu sifatnya yang tidak dapat dihancurkan secara alami (nonbiodegradable), sehingga menyebabkan penumpukan sampah yang mencemari lingkungan [2].
Tantangan lingkungan, ekonomi dan keamanan menyebabkan banyak ilmuwan untuk mengganti polimer berbahan dasar petrokimia dengan bahan yang
biodegradable yang disebut juga dengan bioplastik. Bioplastik lebih aman secara lingkungan dibandingkan dengan plastik tradisional yang merupakan sumber utama polusi udara dan pencemaran lingkungan [3].
Selulosa, pati dan unsur-unsurnya adalah bahan penyusun paling penting dalam penyiapan film [4]. Pati merupakan polimer alami yang bersifat biodegredabel [5]. Pati kulit singkong mengandung amilosa sekitar 17-20% dan amilopektin 80-83% [6].
Selulosa adalah komponen struktural yang banyak ditemukan pada dinding sel tanaman terrestrial dan laut, juga diproduksi oleh beberapa tanaman laut dan bakteri [7]. Avicel atau mikrokristalin selulosa adalah serbuk kristalin berpori warna putih, yang tak berbau dan tak berasa, stabil walaupun higroskopis. Avicel PH101 umumnya dipilih karena tidak lengket serta memiliki ikatan hidrogen yang kuat [8].
Plastisizer adalah bahan kimia yang dapat digunakan untuk mengurangi
kekakuan resin termoplastik. Prinsip kerja plastisizer adalah dengan membentuk
interaksi molekuler rantai polimer untuk meningkatkan kecepatan respon viskoelastis
pada polimer [9]. Penambahan plastisizer pada saat proses pembuatan lembaran
Proses pembuatan bioplastik berpengisi mikrokristalin selulosa dilakukan dengan metode melt intercalation dengan tanpa penambahan pelarut serta proses ultrasonikasi yang dapat memfasilitasi pendispersian mikrokristalin selulosa dalam suspensi bioplastik.
Beberapa penelitian terbaru telah dilakukan untuk menghasilkan bioplastik sebagai berikut :
Tabel 1.1. Penelitian-penelitian Bioplastik
Peneliti, Tahun Tentang Hasil (MCC), metilselulosa (MC) dan pati jagung dan poliol. Pada penelitian ini digunakan 4 jenis plastisizer yaitu gliserol (0,5,10,15,19,27%), sorbitol (5,10,16,24,28%), sukrosa (6,10,15,20,26%) dan xylose(5,9,16,20,25%)
dengan perbandingan pati jagung : MCC = 1:1.
Diperoleh edible film dengan kekuatan tarik terbaik pada plastisizer gliserol sebesar
mikrokomposit dari pati beras yang diperkuat dengan mikrokristalin selulosa serat kelapa sawit (MCPF). Pada penelitian ini digunakan pengisi MCPF dengan variasi 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, dan 40%.
Wattanakornsiri, berbahan alami dari pati jagung dan serat selulosa kertas daur ulang.
Dengan variasi serat selulosa (2, 4, 6, 8 % wt/wt).
Komposit termoplastik yang mengandung 8% wt/wt serat matriks menghasilkan
perbaikan sifat mekanik, tahan panas dan penurunan
persentase penyerapan air yang baik dibandingkan
Pengaruh Waktu Simpan Film Plastik Biodegradasi Dari Pati Kulit Singkong Terhadap Sifat Mekanikalnya.
Dengan pati 12 gram (divariasikan) dan gliserol 2 ml (divariasikan).
Diperoleh hasil terbaik dengan kekuatan tarik yang paling tinggi adalah pada 12 gram pati, 4 ml gliserol dengan kekuatan tarik 0,2122 kgf/mm2
Biokomposit dengan matriks pati kulit singkong dan penguat mikrokristalin selulosa Avicel PH-101 serta sorbitol sebagai plastisizer dapat menghasilkan bioplastik dengan sifat fisik, kimia dan mekanik yang optimal dengan melalui metode dan pengujian yang sesuai.
1.2PERUMUSAN MASALAH
Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh dan distribusi bahan penguat/pengisi mikrokristalin selulosa dalam pati kulit singkong terhadap karakteristik fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), karakteristik mekanik ( kekuatan tarik dan pemanjangan saat putus), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM)?
2. Pada konsetrasi berapakah mikrokistalin selulosa sebagai penguat dan sorbitol sebagai pemlastis memberikan sifat mekanik (kekuatan tarik dan pemanjangan saat putus), sifat fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM) terbaik pada bioplastik?
1.3TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh dan distribusi bahan penguat/pengisi mikrokristalin selulosa dalam pati kulit singkong terhadap karakteristik fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), karakteristik mekanik (pemanjangan dan regangan putus), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM).
2. Mendapatkan konsentrasi mikrokistalin selulosa sebagai penguat dan sorbitol sebagai pemlastis memberikan sifat mekanik (pemanjangan dan regangan putus), sifat fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM) terbaik pada bioplastik.
1.4MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dilakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1. Mengurangi limbah kulit singkong dan meningkatkan nilai ekonomis dari limbah kulit singkong.
1.5RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Laboratorium Penelitian Industri Kimia dan Laboratorium Polimer, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Penelitian ini memiliki ruang lingkup atau batasan sebagai berikut: 1. Pati yang digunakan berasal dari limbah kulit singkong (Manihot esculenta)
yang diperoleh dari penjual keripik singkong di sekitar Padang Bulan Pasar 1. 2. Variabel tetap penelitian adalah sebagai berikut:
Massa pati kulit singkong (Manihot esculenta) = 10 gram [14]
Suhu gelatinisasi = 76 oC
Ukuran partikel mikrokristalin selulosa = 50 µm [15]
Waktu ultrasonikasi = 50 menit [16] 3. Variabel bebas penelitian adalah sebagai berikut:
Massa mikrokristalin selulosa (%berat/total) = 0%; 2%; 4%; 6% [12]
Konsentrasi Sorbitol (%berat/total) = 20%; 25%; 30% [17] 4. Analisa hasil penelitian yaitu :
a. Uji pati kulit singkong, meliputi :
Kadar Pati
Kadar Amilosa
Kadar Amilopektin
Kadar Protein
Kadar Lemak
Kadar Air
Kadar Abu
Profil Gelatinisasi
Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)
Scanning Electron Microscope (SEM) b. Uji bioplastik, meliputi :
Densitas [18]
Kuat Tarik [20]
Pemanjangan pada saat putus (Elongation at break) [20]
Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)
