PENGARUH PENAMBAHAN SORBITOL DALAM PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI JAGUNG SKRIPSI ENDANG WIBIYANA NIM. 1303020024 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2017 1
PENGARUH PENAMBAHAN SORBITOL DALAM PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI JAGUNG SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik ENDANG WIBIYANA NIM. 1303020024 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2017 ii
HALAMAN PERSEMBAHAN Skripsi ini kupersembahkan untuk Allah SWT Bapak Bambang Triyono & Ibu Wagirah Mamasku Purwo Widodo Keluarga Besar-ku Keluarga Teknik Kimia UMP Keluarga Wisma Khairunnisa Sahabat-sahabat iii
HALAMAN PERSETUJUAN Skripsi yang diajukan oleh. Nama : Endang Wibiyana NIM : 1303020024 Program Studi Fakultas Perguruan Tinggi Judul : Teknik Kimia : Teknik : Universitas Muhammadiyah Purwokerto : Pengaruh Penambahan Sorbitol Dalam Pembuatan Bioplastik Dari Pati Jagung Telah diperiksa dan disetujui Purwokerto, 30 Mei 2017 Pembimbing, Haryanto, ST.,MT.,Ph.D. NIDN. 0615087401 iv
Skripsi yang di ajukan oleh : HALAMAN PENGESAHAN Nama : Endang Wibiyana NIM : 1303020024 Program Studi Fakultas Perguruan Tinggi Judul : Teknik Kimia : Teknik : Universitas Muhammadiyah Purwokerto : Pengaruh Penambahan Sorbitol Dalam Pembuatan Bioplastik Dari Pati Jagung Telah dipertahankan didepan penguji DEWAN PENGUJI Penguji 1 Neni Damajanti, ST.,MT... NIDN. 0609027001 Penguji 2 Abdul Haris M, ST.,MT.... NIDN. 061506601 Ditetapkan di : Purwokerto Hari, Tanggal : Selasa,30 mei 2017 Mengetahui, Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto M. Taufiq Tamam, S.T., M.T. NIK. 2160223 v
PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini saya : Nama : ENDANG WIBIYANA NIM : 1303020024 Fakultas/Program Studi Universitas : Teknik/ Teknik Kimia : Universitas Muhammadiyah Purwokerto Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya dan bukan hasil penjiplakan dari karya orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Demikian pernyataan ini dan apabila kelak di kemudian hari terbukti ada unsur penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sesuai dengan ketentuan yang berlaku. Purwokerto, 18 Mei 2017 Yang menyatakan, Endang Wibiyana vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSEMBAHAN... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... PERNYATAAN... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR GRAFIK... DAFTAR LAMPIRAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... ABSTRACT... ii iii iv v vi vii ix x xi xii xiii xv xvi BAB I BAB II PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah... 1 1.2. Perumusan Masalah... 3 1.3. Tujuan Penelitian... 4 1.4. Manfaat Penelitian... 4 TINJAUN PUSTAKA vii
2.1. Polimer... 5 2.2. Bioplastik... 9 2.3. Sorbitol Sebagai Plasticizer... 9 2.4. Pati... 13 2.5. Jagung... 22 2.6. Penelitian Terdahulu... 27 2.7. Sifat Mekanik Plastik... 29 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Bahan Dan Alat... 33 3.2. Rancangan Penelitian... 33 3.3. Variabel Penelitian... 34 3.4. Respon Yang Diamati... 34 3.5. Pelaksanaan Penelitian... 34 3.6. Tahap Pengujian Karakteristik Biodegradable Bioplastik... 35 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN BAB V 4.1. Pengaruh Campuran Pati Jagung Dan Sorbitol Terhadap Karakteristik Bioplastik... 38 4.2. Uji Degradasi... 41 4.3. Pengaruh Penambahan Sorbitol Terhadap Struktur Morfologi Bioplastik... 47 4.4. Pengaruh Penambahan Sorbitol Terhadap Sifat Mekanik Bioplastik... 48 SIMPULAN DAN SARAN 5.1. Simpulan... 56 5.2. Saran... 56 DAFTAR PUSTAKA... 58 LAMPIRAN-LAMPIRAN viii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Sifat Mekanik Plastik Sesuai SNI... 8 Tabel 2.2. Kompisisi Kimia Jagung Kering... 26 Tabel 4.1. Uji Ketebalan Bioplastik... 38 Tabel 4.2. Uji Biodegradasi Dengan EM4... 43 Tabel 4.3. Data Hasil Elongasi Bioplastik... 51 ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Struktur Kimia Sorbitol... 10 Gambar 2.2. Struktur Kimia Amilosa... 15 Gambar 2.3. Struktur Kimia Amilopektin... 16 Gambar 4.1 Sampel Plastik Campuran Pati Jagung Dan Variasi Sorbitol... 39 Gambar 4.2. Hasil Bioplastik Setelah Dikubur Dalam Tanah Selama 7 Hari... 46 Gambar 4.3. Struktur Morfologi Bioplastik Dengan Variasi Sorbitol... 47 Gambar 4.4. Struktur Ikatan Hidrogen antara Sorbitol dan Amilosa... 50 x
DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1. Pengaruh Komposisi Sorbitol Terhadap Ketebalan Bioplastik... 40 Grafik 4.2. Pengaruh Komposisi Sorbitol Terhadap Biodegradable EM4... 43 Grafik 4.3. Hasil Uji Variasi Sorbitol Terhadap Kuat Tarik... 49 Grafik 4.4. Pengaruh Komposisi Sorbitol Terhadap Persen Pemanjangan... 52 Grafik 4.5 Hubungan Variasi Sorbitol Terhadap Nilai Elastisitas Bioplastik 54 xi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Analisa Sifat Mekanik Bioplastik Variasi Pati Jagung Dan Sorbitol 0 ml... 63 Lampiran 2 Analisa Sifat Mekanik Bioplastik Variasi Pati Jagung Dan Sorbitol 5 ml... 65 Lampiran 3 Analisa Sifat Mekanik Bioplastik Variasi Pati Jagung Dan Sorbitol 10 ml. 69 Lampiran 4 Analisa Sifat Mekanik Bioplastik Variasi Pati Jagung Dan Sorbitol 15 ml. 72 Lampiran 5 Analisa Sifat Mekanik Bioplastik Variasi Pati Jagung Dan Sorbitol 20 ml. 75 Lampiran 6 Perendaman Bioplastik Pada EM4... 78 Lampiran 7 Foto Alat Dan Bahan Pembuatan Bioplastik... 80 xii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan hidayah-nya laporan tugas akhir dengan judul PENGARUH PENAMBAHAN SORBITOL DALAM PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI JAGUNG ini dapat terselesaikan. Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi Strata Satu (S1) dan memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto. Tugas akhir ini tidak akan tepat waktu selesai tanpa bantuan berbagai pihak, oleh sebab itu penulis sampaikan ucapan terima kasih yang setulustulusnya kepada: 1. Allah SWT atas segala nikmat dan karunianya sehingga penulis dapat dengan mudah mencapai titik seperti sekarang ini. 2. Ibu ku tersayang, bapak serta kakak yang menjadi sumber motivasi atas segala langkah pencapaian penulis. 3. Bapak Haryanto S.T.,M.T,P.h.,D., selaku Ketua Program Studi Teknik Kima, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Purwokerto. 4. Bapak Haryanto S.T.,M.T,P.h.,D, selaku Dosen Pembimbing, terima kasih atas segala arahan, bimbingan dan ilmu-ilmu yang diberikan kepada penulis. 5. Ibu Endar Puspawiningtiyas,S.T.,M.T, selaku Pembimbing Akademik, terima kasih atas segala kesabaran yang telah di berikan dalam menghadapi penulis. 6. Seluruh Dosen (Pak Regawa, Pak Alwani, Pak Haris, Bu Neni) dan laboran (Mas Rohmat dan Pak Teguh) Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto. Terima xiii
kasih atas bimbingan, bantuan, motivasi dan kekeluargaan yang telah diberikan kepada penulis. 7. Tata Usaha dan Civitas Akademika Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto. 8. Teman-teman ku angkatan 2013, kakak-kakak angkatan 2012, serta adik-adik ku angkatan 2014, 2015 dan 2016. 9. Keluarga besar ku di Wisma Khairunnisa, terima kasih atas segala kebahagiaan dan motivasi yang diberikan pada penulis. 10. Serta semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih ada kekurangan, karenanya kritik dan saran dari berbagai pihak sangat kami harapkan. Semoga laporan tugas akhir ini dapat memberikan manfaat. Purwokerto,18 Mei 2017 Penulis xiv
ABSTRAK Meningkatnya penggunaan plastik dalam kehidupan sehari-hari menyebabkan pencemaran lingkungan. Plastik sintesis sulit terdegradasi oleh alam sehingga dibutuhkan plastik yang ramah lingkungan diantaranya berbahan dasar pati. Dalam penelitian ini, plastik biodegradabel disintesis dari pati jagung dengan sorbitol sebagai plasticizer. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan sorbitol terhadap struktur morfologi, sifat mekanik, ketahanan bioplastik terhadap EM4 dan penguburan didalam tanah. Bioplastik dibuat dengan komposisi dari pati-aquades 1:5 serta penambahan asam asetat sebanyak 2 ml. Sedangkan pengaruh sorbitol diuji dengan menambahkan pada larutan sebanyak 0 ml, 5 ml, 10 ml, 15ml dan 20ml. Struktur morfologi semakin halus seiring bertambahnya sorbitol. Sifat mekanik bioplastik ditandai dengan adanya uji kuat tarik, elongasi dan modulus young serta uji biodegradasi yang dilakukan menggunakan EM4 dan penguburan didalam tanah. Dari hasil penelitian dihasilkan uji kuat tarik 2,56 MPa, untuk elongasi 30,58% serta 2,42 MPa untuk modulus young. Uji biodegradasi terhadap EM4 menunjukkan bahwa bioplastik mengalami penurunan berat yaitu terdegradasi sebesar 62,40% selama tiga hari dan sebagian besar bioplastik sudah terurai didalam tanah selama tujuh hari. Kata kunci: bioplastik, biodegradable, pati jagung, sorbitol,em4 xv
ABSTRACT The increasing use of plastics in our daily lives cause environmental pollution. Hard synthetic plastic degraded by nature so it takes them environmentally friendly plastics are made from starch. In this research, biodegradable plastics from corn starch with sorbitol as plasticizer was synthesized. The purpose of this research are to determine the effect of sorbitol on morphological structure, mechanical properties, bioplastic resistance to EM4 and burial in the soil. Bioplastics are made from starch-distilled 1:5 added and acetic acid of 2 ml. Whereas the effect of sorbitol tested by adding to the solution of 0 ml, 5 ml, 10 ml, 15 ml and 20 ml. The structure of morphology increasingly smooth as sorbitol increase. The bioplastic mechanical properties are characterized by tensile strength, elongation and modulus young test and biodegradation tests performed using EM4 and burial in the soil. From result of research result of tensile strength test 2,56 MPa, for elongation 30,58% and 2,42 MPa for modulus young. The biodegradation test of EM4 showed that bioplastics were heavily degraded by 62.40% for three days and most of the bioplastics had been decomposed in the soil for seven days. Keywords: bioplastic, biodegradable, corn starch, sorbitol, EM4 xvi