PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI
VOLUME
PLASTICIZER
GLISEROL TERHADAP
KARAKTERISTIK FILM BIOPLASTIK PATI
KENTANG
SKRIPSI
Oleh
NOVITA INDRIANI
080405011
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI
VOLUME
PLASTICIZER
GLISEROL TERHADAP
KARAKTERISTIK FILM BIOPLASTIK PATI
KENTANG
SKRIPSI
Oleh
NOVITA INDRIANI
080405011
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME
PLASTICIZER GLISEROL TERHADAP KARAKTERISTIK FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG
yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.
Medan, Nopember 2014
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT karena atas rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Ukuran Partikel Pati dan Variasi Volume Plasticizer Gliserol Terhadap Karakteristik Film Bioplastik Pati Kentang”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Laboratorium Kimia Organik Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera utara, Medan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh nilai maksimum tensile strength 29,459 MPa pada saat ukuran pati tanpa ayakan dengan volume gliserol 0 ml. Sementara itu, Pemanjangan saat putus maksimum film plastik diperoleh pada saat volume gliserol 3 ml dengan ukuran pati 60 mesh yaitu dengan nilai 31,394 %. Pada uji daya serap air, penyerapan air semakin meningkat seiring bertambahnya volume gliserol, dimana penyerapan air terbesar diperoleh pada volume gliserol 3 ml dan ukuran pati 40 mesh yaitu 85,714 %.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak:
Muhd. Hendra S. Ginting , ST, MT
iv
kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Nopember 2014 Penulis,
DEDIKASI
vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Novita Indriani NIM : 080405011
Tempat/tgl lahir : Bahari, 10 November 1990 Nama orang tua : Ridwan
Alamat orang tua :
Jln. K.L Yos Sudarso km 14,5 Komplek PT SAN No B/11 Lingkungan IX kelurahan Besar, Medan
Asal sekolah :
SD Negeri 060948 tahun 1996 – 2002
SMP Negeri 5 Medan tahun 2002 – 2005
SMA Negeri 9 Medan tahun 2005 – 2008
Pengalaman organisasi / kerja :
CSG periode 2010-2011 sebagai Sekretaris Bidang Kreatifitas dan Minat
HIMATEK periode 2011-2012 sebagai Anggota Bidang Bakat dan Minat
Asisten Laboratorium Kimia Fisika periode 2010 – 2011 modul Kurva Kelarutan
Asisten Laboratorium Kimia Fisika periode 2011 – 2012 modul Berat
ABSTRAK
Plastik memiliki dampak negatif yang begitu besar terhadap lingkungan. Terkait dengan hal tersebut perlu dicari alternatif plastik yang ramah lingkungan dengan bahan yang mudah terdegradasi. Bioplastik adalah plastik atau polimer yang secara alamiah dapat dengan mudah terdegradasi dengan baik melalui serangan mikroorganisme maupun oleh cuaca. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh volume gliserol dan ukuran pati terhadap karakteristik film plastik pati kentang. Dimana variabel tetap berat pati adalah 20 g, variasi ukuran pati lolos pada 0 mesh, 40 mesh, dan 60 mesh, sedangkan untuk volume gliserol 0 ml, 1 ml, 2 ml, dan 3 ml. Uji dan analisa yang dilakukan yaitu analisa FT-IR, kekuatan tarik, pemanjangan saat putus, serta daya serap air. Dari karakteristik FT-IR diketahui terdapat gugus hidroksil (-OH) yang menandakan telah terjadinya interaksi antara pati kentang dengan gliserol. Hasil pengujian sifat-sifat mekanik menunjukkan bahwa, pada saat volume gliserol 0 ml dengan ukuran pati tanpa ayakan yaitu dengan nilai kekuatan tarik 29,459 MPa. Sementara itu, Pemanjangan saat putus maksimum film plastik diperoleh pada saat volume gliserol 3 ml dengan ukuran pati rata-rata 60 mesh yaitu dengan nilai 31,394 %. Pada uji daya serap air, penyerapan air semakin meningkat seiring bertambahnya volume gliserol, dimana penyerapan air terbesar diperoleh pada volume gliserol 3 ml dan ukuran pati 40 mesh yaitu 85,714 %.
viii
ABSTRACT
Plastics have a massive negative impact on the environment. Related to that, it is
necessary to find an environmentally friendly alternative plastic with material that is
easily degraded. Bioplastics are plastics or polymers that naturally can be easily
degraded by microorganisms attack or by the weather. This study aims to determine
the effect of the glycerol volume and starch size on the characteristics of potato
starch plastic films. Where the fixed variable weight of starch is 20 g, starch size
variation in average 0 mesh, 40 mesh, and 60 mesh, while the volume of glycerol 0
ml, 1 ml, 2 ml and 3 ml. Testing and analyzing that are performed, namely FT-IR
analysis, tensile strength, elongation at break, and water uptake. From the FT-IR
characteristics is known that they have a hydroxyl group (-OH) which indicates the
occurrence of interactions between potato starch and glycerol. The results of testing
the mechanical properties showed that, when the volume of glycerol 0 ml with 0
mesh of starch size, the value of tensile strength is 29.459 MPa. Meanwhile, The
maximum elongation at break plastic film obtained when the volume of 3 ml glycerol
starch size 60 mesh the value is 31.394%. In water absorption test, water uptake
increased with increasing volume of glycerol, where the greatest water uptake was
obtained at a volume of 3 ml glycerol and starch size 40 mesh is 85.714%.
x
2.9.2 PENGUJIAN KEKUATAN TARIK (TENSILES TRENGTH 22
2.9.3 PENGUJIAN AIR YANG DISERAP (WATER UPTAKE) .. 22
2.9.4 ANALISIS SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) 22 2.10 APLIKASI DAN KEGUNAAN FILM PLASTIK BERBAHAN DASAR PATI ……… , 23
4.2 PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME GLISEROL PADA FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) ... 36 4.3 PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI
KENTANG TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT
PUTUS (ELONGATION AT BREAK) ... 38
4.4 PENGARUH VOLUME GLISEROL TERHADAP DAYASERAP AIR (WATER UPTAKE) FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG ... 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 43
5.1 KESIMPULAN ... 43
5.2 SARAN... 44
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 STRUKTUR AMILOSA... 12 Gambar 2.2 STRUKTUR AMILOPEKTIN ... 12 Gambar 2.3.a STRUKTUR KIMIA PENGULANGAN UNIT DARI KITIN ... 18 Gambar 2.3.b STRUKTUR KIMIA PENGULANGAN UNIT DARI KITOSAN . 18 Gambar 2.3.c STRUKTUR KIMIA PENGULANGAN UNIT ARI STRUKTUR
SEBAGIAN KITOSAN ACETYLATES ... 18 Gambar 2.4 KEMASAN BIODEGRADABLE YANG DIKOMERSIALKAN PADA
SUPERMARKET DI ITALIA 23
Gambar 2.5 TUSUK GIGI BERBAHAN DASAR PATI YANG
DIKOMERSIALKAN DI HONGKONG 24
Gambar 2.6 PLASTIK KEMASAN DARI FILM PLASTIK PATI KENTANG 24 Gambar 3.1 FLOWCHART PEMBUATAN PATI KENTANG ... 29 Gambar 3.2 FLOWCHART PEMBUATAN FILM PLASTIK ... 30 Gambar 4.1 STRUKTUR AMILOSA... 33
Gambar 4.2 STRUKTUR AMILOPEKTIN 34
Gambar 4.3 HASIL ANALISIS FTIR 34
Gambar 4.4 PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME GLISEROL PADA FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) 36 Gambar 4.5 PENGARUH UKURAN PARTIKEL PATI DAN VARIASI VOLUME
GLISEROL PADA FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS
(ELONGATION AT BREAK) 38
Gambar 4.6 (A) FILM PLASTIK PATI KENTANG TANPA GLISEROL (0 ML)
DAN TANPA UKURAN PARTIKEL PATI 39
Gambar 4.6 (B) FILM PLASTIK PATI KENTANG DENGAN GLISEROL 1 ML DAN TANPA UKURAN PARTIKEL PATI……… 40 Gambar 4.6 (C) FILM PLASTIK PATI KENTANG DENGAN GLISEROL 0 ML
Gambar 4.6 (d) FILM PLASTIK PATI KENTANG DENGAN GLISEROL 3 ML DAN UKURAN PARTIKEL PATI LOLOS PADA 60 MESH ,41 Gambar 4.7 PENGARUH VOLUME GLISEROL TERHADAP DAYA SERAP AIR (WATER UPTAKE) FILM PLASTIK PADA PATI KENTANG .42 Gambar B.1 PATI KENTANG ... 52 Gambar B.2 PEMBUATAN LARUTAN FILM BIOPLASTIK DARI PATI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 KOMPOSISI AWAL DAN AKHIR DARI TPS BERDASARKAN
PATI GANDUM DENGAN TINGKAT PLASTIFIKASI ... 9
Tabel 2.2 KARAKTERISTIK GRANULA PATI ... 11
Tabel 2.3 SIFAT FISIKA GLISEROL ... 17
Tabel 2.4 SIFAT FISIKA KITOSAN ... 19
Tabel 2.5 RINCIAN BIAYA PEMBUATAN FILM BIOPLASTIK PATI KENTANG 24
Tabel 2.6 PERKIRAAN RINCIAN BIAYA PEMBUATAN PRODUK 25 Tabel 4.1 HASIL PEMBACAAN ANALISIS FT-IR ... 35
Tabel A.1 DATA HASIL UJI TENSILE STRENGTH DAN ELONGATION AT BREAK ... 50
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A DATA PENELITIAN... 50
A.1 DATA HASIL UJI TENSILE STRENGTH DAN ELONGATION AT BREAK ... 50
A.2 DATA UJI SERAP AIR ... 51
LAMPIRAN B DOKUMENTASI PENELITIAN ... 52
B.1 PATI KENTANG ... 52
B.2 PEMBUATAN LARUTAN FILM BIOPLASTIK DARI PATI KENTANG ... 52
B.3 PROSES PENGERINGAN FILM BIOPLASTIK PATI KENTANG ... 52