SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN PLASTIK RAMAH LINGKUNGAN
Diusulkan oleh:
ARDIFAL JUMAIDI 0051976994/18 MUHAMMAD FARIZ FAHREZI 0044932494/18 HAFIZH NAUFAL PRADANA 0057730295/18
SMK NEGERI 2 CILEGON KOTA CILEGON
TAHUN 2023
HALAMAN PENGESAHAN
1. Judul Karya Tulis Ilmiah : Upaya Menjaga Kebersihan Lingkungan Dengan Memanfaatkan Sampah Daun Jati kering Menjadi Pulp
2. Data Ketua Kelompok :
a. Nama Lengkap : Ardifal Jumaidi b. NIS : 0051976994
c. Nama Sekolah : SMK Negeri 2 Cilegon
d. Alamat Rumah : Jalan Sunan Kalijaga Link. Gambiran, Kel.
Gunung Sugih, Kec. Ciwandan, Kota Cilegon, Banten
e. Nomor Telepon/ HP : 081210564044
f. Alamat email : [email protected] 3. Jumlah Anggota Kelompok : Dua
4. Guru Pendamping
a. Nama Lengkap : Fera Ika Ratri S.T b. NIP/NIDN :
c. Alamat Rumah :
d. Nomor Telepon/ Hp : 085877444759
Cilegon, 22 Oktober 2021 Guru Pendamping, Ketua tim,
(Fera Ika Ratri S.T) (Ardifal Jumaidi) NIP:
i
Yang bertanda tangan dibawah ini:
1. Nama : Ardifal Jumaidi Jabatan : Ketua Kelompok
2. Nama : Muhammad Fariz Fahrezi Jabatan : Anggota I
3. Nama : Hafizh Naufal Pradana Jabatan : Anggota II
Judul Karya Tulis:
“Pemanfaatan Kulit Buah Naga Sebagai Bahan Baku Pembuatan Plastik Ramah Lingkungan" menyatakan bahwa karya tersebut asli buatan sendiri, bukan jiplakan dan belum pernah menjuarai lomba sejenisnya.
Pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya.Demikian surat ini dibuat dengan sebenar-benarnya, untuk data dipergunakan sebagaimana mestinya.
Cilegon, Januari 2023 Ketua Kelompok,
(Ardifal Jumaidi)
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan karya ilmiah yang berjudul PEMANFAATAN KULIT BUAH NAGA SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN PLASTIK RAMAH LINGKUNGAN. Penulisan karya tulis ilmiah ini disusun sebagai syarat mengikuti Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Allah SWT atas berkah rahmat, petunjuk dan ridho-Nya yang telah diberikan kepada penulis.
2. Orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan Do’a dan dukungan baik secara moril dan material.
3. Bapak Udin Tusminurdin, S.Pd selaku Kepala SMK Negeri 2 Cilegon.
4. Ibu Fera Ika Ratri S.T selaku Pembimbing Karya Ilmiah 5. Rekan rekan seperjuangan di SMK Negeri 2 Cilegon.
Semoga Allah SWT memberikan balasan yang berlipat ganda kepada semuanya. Kritik dan Saran yang membangun selalu penulis harapkan untuk perbaikan selanjutnya. Penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang berkepentingan selain bagi diri penulis sendiri. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Cilegon, 25 Januari 2023
Penulis
iii
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sampah merupakan salah satu masalah di Indonesia yang dapat memberikan dampak negatif baik pada lingkungan maupun kesehatan masyarakat. Sampah berkaitan erat dengan pertumbuhan penduduk yang cenderung meningkat setiap tahun. Peningkatan volume & jenis sampah juga berkaitan dengan pola hidup masyarakat. Kebersihan lingkungan menjadi tanggungjawab bersama mulai anak- anak sampai usia dewasa.
Sampah plastik menjadi salah satu masalah terbesar dunia karena penggunaannya yang berlebihan, sulit diuraikan, dan total massa yang sangat besar, membawa dampak buruk bagi lingkungan, terutama plastik sekali pakai yang biasa digunakan untuk kemasan makanan dan hanya dapat digunakan satu kali sebelum dibuang. Penggunaan plastik sebagai kemasan diperkirakan menempati proporsi terbesar dengan jumlah 49-70% dari total aplikasi plastik hingga tahun 2020.
Laporan Indonesia National Action Plan (NPAP) mengungkapkan, sekitar 4,8 juta ton atau 70% dari keseluruhan sampah plastik di Indonesia tidak terkelola.
Diperkirakan, 0,62 juta ton atau 9% dari sampah plastik yang tidak terkelola tersebut berakhir atau bermuara di perairan dan laut Indonesia.3 Data terkait juga diungkap oleh Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) yang menyebutkan bahwa terdapat sekitar 0,27-0,60 juta ton sampah plastik yang masuk ke laut Indonesia setiap tahunnya.
Untuk menyelamatkan lingkungan dari bahaya plastik, saat ini telah dikembangkan bioplastik, artinya plastik yang dapat diuraikan kembali oleh mikroorganisme secara alami menjadi senyawa yang ramah lingkungan yang berasal dari selulosa, pati, kolagen, kasein, protein atau lipid yang terdapat dalam hewan.
Kandungan pati yang berasal dari umbi talas yang cukup tinggi memungkinkan digunakan sebagai bahan pembuat bioplastik.
Selain penggunaan pati, bahan yang dapat digunakan untuk membuat plastik biodegradable adalah pektin. Pektin merupakan suatu senyawa polisakarida kompleks yang terdapat dalam dinding sel tumbuhan dikotiledon dengan komponen utama antara lain asam D-galakturonat, L-ramnosa, L-arabinosa dan D-galaktosa
1
2
Buah naga merah merupakan buah dari suku Cactaceae, yang mulai banyak dikonsumsi di Indonesia. Buah naga selain dikonsumsi dalam bentuk segar juga diolah menjadi beberapa produk olahan, sedangkan kulitnya yang memiliki berat 30- 35% dari berat buah belum dimanfaatkan dan hanya dibuang sebagai limbah sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan. Kulit buah naga mengandung pektin ±10,8%.
Dari penjelasan diatas menjadi alasan dilakukannya penelitian ini. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui hasil pembuatan bioplastik dari kulit buah naga.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana hasil pektin yang didapat dari proses ekstraksi kulit buah naga?
2. Bagaimana karakteristik bioplastik yang menggunakan bahan dasar kulit buah naga?
3. Bagaimana warna bioplastik yang dihasilkan dari pektin kulit buah naga?
4. Bagaimana Hasil perbandingan antara bioplastik yang dikeringkan oleh panas matahari dengan di oven?
5. Bagaimana hasil perbandingan bioplastik dari kulit buah naga yang ditambahkan cangkang telur dengan yang tidak ditambahkan cangkang telur
1.3 Tujuan penelitian
1. Untuk mengetahui hasil pektin yang didapat dari proses ekstraksi kulit buah naga.
2. Untuk mengetahui karakteristik bioplastik yang menggunakan bahan dasar kulit buah naga.
3. Untuk mengetahui warna bioplastik yang dihasilkan dari pektin kulit buah naga.
4. Untuk mengetahui Hasil perbandingan antara bioplastik yang dikeringkan oleh panas matahari dengan di oven.
5. Untuk mengetahui cara pembuatan bioplastik yang menggunakan bahan dasar kulit buah naga.
6. Untuk mengetahui hasil perbandingan bioplastik dari kulit buah naga yang ditambahkan cangkang telur dengan yang tidak ditambahkan cangkang telur
7. Menghindari pencemaran lingkungan.
1.4 Manfaat Penelitian
Dapat bermanfaat sebagai penerapan ilmu pengetahuan yang sudah diperoleh dan bermanfaat bagi masyarakat umum untuk menambah wawasan dan pengetahuan dalam memanfaatkan limbah organik menjadi barang yang memiliki nilai guna, memberikan informasi tentang sifat dan karakteristik dari kulit buah naga, memberikan informasi tentang proses pembuatan bioplastik dari kulit buah naga, dan sebagai bahan referensi pada penelitian selanjutnya yang mendalami ilmu bioplastik di bidang sains dan teknologi.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Plastik Biodegradeble
Biodegradable berasal dari kata bio yang berarti makhluk hidup, degra yang berarti terurai dan able berarti bisa, jadi plastik biodegradable adalah plastik yang dapat terurai oleh mikroorganisme. Plastik jenis ini biasanya digunakan untuk pengemasan karena kelebihannya yang tidak mudah ditembus uap air.
Plastik biodegradable dapat digunakan seperti layaknya plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi H2O dan CO2 setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan.(Wiradipta, 2017)
2.2 Tanaman Buah Naga
Buah naga (Dragon Fruit) merupakan salah satu tanaman hortikultura yang baru dibudidayakan di Indonesia dengan warna buah merah yang menyala dan bersisik hijau. Buah ini memiliki bentuk yang sangat unik dan cukup memikat untuk dilihat. Bentuk fisiknya mirip dengan buah nanas hanya saja buah ini memiliki sulur pada kulitnya. Buah naga berwarna merah jambu dengan daging buah berbagai jenis antara lain berwarna putih, kuning dan merah dengan biji kecil berwarna hitam yang sangat lembut dan lunak. (Gürel, 2011)
Gambar 1.1 Buah Naga
4
2.2.1. Klasifikasi Buah Naga
Berikut ini klasifikasi dari Buah Naga adalah:
Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji) Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga) Kelas : Magnoliopsida (Berkeping dua/dikotil) Sub kelas : Hamamelidae
Ordo : Caryophyllales
Famili : Cactaceae (Suku kaktus-kaktusan) Genus : Hylocereus
Spesies : Hylocereus polyrhizus (Weber) Britton & Rose Nama Daerah : Buah naga merah, red pitaya
(Rosen et al., 2015) 2.3 Kulit Buah Naga
Kulit buah naga mengandung vitamin C, vitamin E, vitamin A, alkaloid, terpenoid, flavonoid, tiamin, niasin, piridoksin, kobalamin, fenolik, karoten dan fitoalbumin. Menurut penelitian Wu et al. (2006) keunggulan kulit buah naga kaya polifenol dan merupakan sumber antioksidan. Selain itu aktivitas antioksidan pada kulit buah naga lebih besar dibandingkan aktivitas antioksidan pada daging buahnya, sehingga berpotensi untuk dikembangkan menjadi sumber antioksidan alami.(Basuki, 2019)
6
Gambar 2.1 kulit Buah Naga 2.3.1. Kandungan pektin pada kulit buah naga
Berdasarkan penelitian dari Ismail dan Ramli (2012) menyatakan bahwa kulit buah naga mengandung pektin 14,96% - 20,14%. Penelitian lain dari Zaid dkk. (2016), hasil pektin tertinggi pada ektraksi kulit buah naga adalah 42,5%. Sedangkan menurut Khamsucharit dkk. (2018), kandungan pektin dalam kulit pisang sebanyak 15,59% - 24,05%.
(Fabiana Meijon Fadul, 2019) 2.4 Pektin
Pektin merupakan salah satu polisakarida pembentuk dinding sel dan midel lamella pada tanaman tingkat tinggi. Dalam hal ini, pektin berfungsi sebagai perekat, pembentuk tekstur dan membran sel. Selain itu pektin juga dapat meningkatkan viskositas dan menstabilkan sistem emulsi. Fungsi utamanya sebagai bahan pengental dan pembentuk gel.
Pada industri makanan pektin digunakan sebagai bahan pembentuk gel (gelling agent), pengental, dan stabilizer pada berbagai produk seperti selai, jeli, produk-produk susu, permen, produk buah-buahan kemasan, juice, dan es krim sebagai penstabil. Disamping untuk memperbaiki tekstur makanan olahan, pektin juga mempunyai peranan penting dalam menurunkan kadar kolesterol total.(Husni et al., 2021)
2.5 Cangkang Telur
Cangkang telur memiliki komposisi utama CaCO3 yang bisa menyebabkan polusi karena aktivitas mikroba di lingkungan. Cangkang telur terdiri dari 4 lapisan berbeda yang dapat digambarkan sebagai struktur terorganisasi dengan baik, yaitu (dari dalam ke luar) lapisan membran, lapisan mamilary, lapisan busa, dan lapisan kurtikula [2]. Cangkang telur ayam yang membungkus telur memiliki berat 9-12% dari berat telur total dan mengandung 94% kalsium karbonat, 1% kalium phospat, dan 1% magnesium karbonat [3]. Kalsium dari cangkang telur merupakan suplemen yang sempurna untuk bahan pangan. Kalsium dari cangkang telur berfungsi meningkatkan densitas mineral dalam tulang untuk penderita osteoporosis [4].
Bioavabilitas kalsium dari cangkang telur ini cukup tinggi, yaitu sebesar 93.80%.(Ayu Rahmawati et al., 2015)
2.5.1. CaCO3
Penambahan bahan pengisi seperti kalsium karbonat (CaCO3) diperlukan untuk mengatasi kekurangan sifat film seperti kekuatan sifat film. Berdasarkan fungsinya bahan pengisi digunakan untuk menekan biaya produksi apabila harganya lebih murah dibandingkan harga polimernya. Penambahan bahan pengisi dapat meningkatkan kekakuan plastik yang terlalu lentur, meningkatkan kekuatan, mengurangi kelarutan dan kecenderungan untuk bengkok. Kalsium karbonat memiliki harga yang relatif lebih murah dibandingkan dengan bahan pengisi lain.(Sari et al., 2022)
2.6 Ekstraksi
Ekstraksi adalah proses perpindahan suatu zat atau solut dari larutan asal atau padatan ke dalam pelarut tertentu. Ekstraksi merupakan proses pemisahan berdasarkan perbedaan kemampuan melarutnya komponenkomponen yang ada dalam campuran. Secara garis besar ekstraksi dibedakan menjadi dua macam, yaitu ekstraksi padat-cair (leaching) dan ekstraksi cair-cair. Ekstraksi padat-cair atau leaching adalah proses pemisahan solut dari padatan yang tidak dapat larut yang disebut inert.(Aji et al., 2018)
2.7 Gliserol
8
Gliserol umumnya digunakan sebagai material plastisasi pada proses pembuatan plastik yang bersifat degradable. Material plastisasi umumnya adalah molekul kecil yang larut dalam struktur amorf diantara molekul-molekul primer yang lebih besar. Material plastisasi memacu proses pencetakan dan meningkatkan fleksibilitas produk. Agar homogen maka diperlukan pencampuran secara sempurna.(Ii & Pustaka, 2013)
2.8 Asam Sitrat
Rumus kimia Asam sitrat adalah C₆H₈O₇. Asam sitrat (asam 2 – hidroksi 1,2,3 – propanatrikarboksilat) merupakan asam dengan molekul polifungsional yaitu satu gugus hidroksil dan tiga gugus karboksilat. Struktur asam ini tercermin pada nama IUPACnya, asam 2-hidroksi- 1,2,3-propanatrikarboksilat. Keasamaan Asam Sitrat didapat dari tiga gugus karboksil COOH yang dapat melepas proton dalam larutan. Jika hal ini terjadi yang dihasilkan adalah ion sitrat. Penambahan asam sitrat dapat mengkondisikan pH asam pada larutan sehingga dapat menghasilkan ekstrak pigmen yang lebih banyak.(Setiawan, 2019)
2.9 NaOH
Natium Hidroksida/ Sodium Hidroksida atau biasa disebut dengan istilah soda api atau caustic soda merupakan senyawa yang bersifat basa anorganik.
Dalam bentuk kristal memiliki warna putih terang agak transparan, dibuat dalam bentuk flake, pellet, atau granular. Untuk bentuk cairnya tak memiliki warna (bening).(Wicaksana, 2016)
METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian kuantitatif. Penelitian kuantitatif dapat didefinisikan sebagai suatu proses menemukan pengetahuan dengan menggunakan data berupa angka sebagai alat untuk menganalisis keterangan tentang apa yang ingin diketahui. Metode penelitian ini menerjemahkan data menjadi angka untuk menganalisis hasil temuannya. Seperti yang dikemukakan oleh Punch (1988): “Penelitian kuantitatif ialah penelitian empiris di mana data-datanya dalam bentuk sesuatu yang dapat dihitung. Penelitian kuantitatif memerhatikan pengumpulan dan analisis data dalam bentuk numerik.”
3.2 Metode Pendekatan
Percobaan yang dilakukan meliputi 3 tahap, yaitu: analisa terhadap bahan dasar, pemasakan dengan proses soda, proses pemutihan (bleaching).
3.3 Data dan Sumber Data 3.3.1. Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia SMK Negeri 2 Cilegon.
3.3.2. Waktu Penelitian
Waktu penelitian ini dilakukan pada Senin, 11 Oktober 2021 sampai Jumat, 22 Oktober 2021 yang dimulai dari mengambil bahan baku utama yaitu daun jati kering, membuat pulp daun jati dengan proses semi-kimia, membuat pulp kertas, bleaching daun jati, mencetak, dan mengeringkan sehingga menjadi karton seni.
9
10
3.4 Alat dan Bahan 3.4.1. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain blender, neraca digital, beaker glass, batang pengaduk, spatula, gelas ukur, hot plate, panci, kain saring, kertas saring, wadah, sendok, pisau, cetakan nampan logam, alat ekstraktor, labu bulat datar, klem dan oven.
3.4.2. Bahan
Bahan pembuatan plastik biogradable yang digunakan yaitu limbah kulit buah naga, cangkang telur, NaOH, asam sitrat, gula dan aquades.
3.5 Prosedur Kerja
Pengambilan pektin dalam kulit buah naga 1) Menyiapkan alat dan bahan.
2) Bersihkan kulit buah naga dari kotoran dan potong – potong kulit tersebut.
3) Keringkan kulit buah naga di bawah sinar matahari/ di dalam oven dengan suhu rendah.
4) Campurkan kulit buah naga yang dikeringkan dengan air kemudian didihkan selama beberapa menit.
5) Saring air yang diperoleh untuk menghilangkan kulit buah naga.
6) Didihkan air yang diperoleh dari penyaringan selama beberapa menit.
7) Tambahkan asam sitrat untuk mengendapkan pektin.
8) Saring air yang diendapkan untuk menghilangkan sisa – sisa kulit buah naga dan asam sitrat yang digunakan.
9) Keringkan pektin menggunakan oven selama …… menit Penghancuran cangkang telur
1) Siapkan cangkang telur.
2) Blender cangkang hingga halus.
3) Saring cangkang telur yang telah diblender.
Proses pembuatan plastik biogradable 1) Siapkan alat dan bahan.
2) Campurkan pektin, asam sitrat dan NaOH sesuai dengan perbandingan yang diinginkan.
3) Didihkan sampai tercampur rata.
4) Tuangkan campuran pektin ke dalam cetakan yang sudah disiapkan.
5) Dinginkan sampai bio plastik mengeras.
6) Setelah bio plastik keras keluarkan dari cetakan dan simpan ditempat yang kering dan teduh.
12
