Pembuatan dan Karakterisasi Plastik Biodegradable dari Umbi Talas (Xanthosoma sagittifolium) dengan Penambahan Filler Kitosan dan Kalsium Silikat

S.Sigit  Udjiana; Sigit  Hadiantoro; Muchamad  Syarwani; Profiyanti Hermien  Suharti

doi:10.33795/jtkl.v3i1.80

Authors

S.Sigit Udjiana Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang
Sigit Hadiantoro Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang
Muchamad Syarwani Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang
Profiyanti Hermien Suharti Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang

DOI:

https://doi.org/10.33795/jtkl.v3i1.80%20

Keywords:

biodegradability, mechanical properties, water absorption

Abstract

Permasalahan tentang sampah plastik di Indonesia berdampak pada ketidakstabilan ekosistem lingkungan dan peningkatan pencemaran lingkungan. Hal ini dikarenakan sampah plastik tidak dapat terurai oleh mikroorganisme di dalam tanah. Inovasi untuk mengatasi masalah ini terus dilakukan, salah satunya adalah pengembangan plastik biodegradable. Plastik biodegradable dalam penelitian ini dikembangkan dengan pati umbi talas sebagai bahan utama, sorbitol sebagai plasticizer serta kitosan dan kalsium silikat sebagai filler. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan filler kitosan dan kalsium silikat terhadap sifat mekanik, kemampuan biodegradasi, maupun water absorption. Selain itu, juga dilakukan analisa Scanning Electron Microscope (SEM) untuk mengetahui morfologi dari plastik biodegradable. Variabel berubah yang digunakan dalam penelitian ini adalah 2%,4%,6% dan 8% dari berat pati yang digunakan. Plastik biodegradable dibuat menggunakan metode casting, di mana pati didispersikan ke dalam campuran air dan plasticizer. Hasil percobaan menunjukkan bahwa kemampuan degradasi paling tinggi sebesar 42,86% untuk plastik biodegradable dengan filler kalsium silikat 6%. Sedang hasil uji water absorption menunjukkan nilai terendah 11,76% dengan filler kitosan 8%. Uji kuat tarik diperoleh nilai paling besar 9,56 MPa pada filler kalsium silikat 6%.

Plastic waste in Indonesia became a national problematic that has an impact on the instability of environmental ecosystems and increased environmental pollution. This happens because plastic waste cannot be decomposed by microorganisms in the soil. Innovation has been carried out continuously to overcome this problem. the development of biodegradable plastic became one solution to this problem. Biodegradable plastic in this study was developed with taro tuber starch as the main ingredient, sorbitol as plasticizer and chitosan and calcium silicate as filler. The objective of this study was to determine the effect of the addition of chitosan and calcium acetate as fillers on mechanical properties, biodegradability, and water absorption. Scanning Electron Microscope (SEM) was also analyzed in this study to determine the morphology of biodegradable plastic. The variables used in this study were the amount of fillers as much as 2%, 4%, 6%, and 8% of the weight of the starch used. Biodegradable plastic has been made using the casting method, in which starch is dispersed into a mixture of water and plasticizer. The results showed that the highest biodegradation ability was 42.86% for biodegradable plastic with 6% calcium silicate filler. While the water absorption results showed the lowest value of 11.76% for biodegradable plastic with 8% chitosan filler. Tensile strength test obtained the highest value of

9.56 MPa for biodegradable plastic with 6% calcium silicate filler.

References

K. Nisah, Study Pengaruh Kandung-an Amilosa Dan Amilopektin Umbi- Umbi-an Terhadap Karakteristik Fisik Plastik Biodegradable, J. Biot., vol. 5, no. 2, hal. 106–113, 2017.

S. Aripin, B. Saing, and E. Kustiyah, Studi Pembuatan Bahan Alternatif Plastik Biodegradable Dari Pati Ubi Jalar Dengan Plasticizer Gliserol De- ngan Metode Melt Intercalation, J. Tek. Mesin, vol. 06, no. 2, hal. 79–84, 2017.

M. Yuniwati, R. Handayani, S. W. Kristanti, and U. Wikaningtyas, Pe- manfaatan Umbi Gadung Dan Serat Daun Nanas Untuk Pembuatan Plastik Biodegradable, J. Teknol. Techno- scientia, vol. 9, no. 2, hal. 147–152, 2017.

H. Setiawan and M. Lutfi, Optimasi Plastik Biodegradable Berbahan Jela- rut (Marantha arundinacea L) dengan Vari-asi LLDPE untuk Meningkatkan Karak-teristik Mekanik, J. Ketekni-kan Pertan. Trop. dan Biosist., vol. 2, no. 2, hal. 124–130, 2014.

R. A. Khan, S. Sultana, M. Z. I. Mollah, N. Akter, and F. B. Quader, Biodegradable Colour Polymeric Film (Starch-Chitosan) Development: Characterization for Packaging Mate- rials, Open J. Org. Polym. Mater., vol.

, no. 01, hal. 11–24, 2016.

M. R. Utami, Latifah, and N. Widiarti, Sintesis Plastik Biodegradable Dari Kulit Pisang Dengan Penambahan Ki- tosan Dan Plasticizer Gliserol, Indones. J. Chem. Sci., vol. 2, no. 2, hal. 163–167, 2014.

S. Widyaningsih, D. Kartika, and Y. Tri Nurhayati, Pengaruh Penambahan Sorbitol Dan Kalsium Karbonat Ter- hadap Karakteristik Dan Sifat Biode- gradasi Film Dari Pati Kulit Pisang, Molekul, vol. 7, no. 1, hal. 69–81, 2017.

P.H Suharti, N. Hendrawati, A. Suhar- ti, Studi Awal Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang Kepok (Musa acuminata balbi-siana Colla) sebagai Bahan Baku Pembuatan Film Biodegradable, Jurnal Teknik: Ilmu dan Aplikasi, vol. 1, no.1, 2015 .

Hardjono, P.H. Suharti, D. A. Perma- tasari, and V. A. Sari, Pengaruh Pe- nambahan Asam Sitrat Terhadap Ka- rakteristik Film Plastik Biodegradable Dari Pati Kulit Pisang Kepok (Musa acuminata balbisiana Colla), J. Ba- han Alam Terbarukan, vol. 5, no. 1, hal. 22–28, 2016.

N. Aryanti, A. Kusumastuti, and W. Rahmawati, Pati Talas (Colocasia Esculenta (L.) Schott) Sebagai Alter- natif Sumber Pati Industri, Momen- tum, vol. 13, no. 1, hal. 46–52, 2017.

R. Hidayat, S. Mulyadi, and S. Han- dani, Pengaruh Penambahan Pati Talas Terhadap Sifat Mekanik Dan Sifat Biodegradable Plastik Campuran Polipro-pilena Dan Gula Jagung, Fis. Unand, vol. 4, no. 3, hal. 267–271, 2015.

K. M. Dang and R. Yoksan, Develop- ment of thermoplastic starch blown film by incorporating plasticized chi- tosan, Carbohydr. Polym., vol. 115, hal. 575–581, 2015.

S. J. Ding, C. K. Wei, and M. H. Lai, Bioinspired calcium silicate-gelatin bone grafts for load-bearing ahallica- tions, J. Mater. Chem., vol. 21, no. 34, hal. 12793–12802, 2011.

Y. R. Hasanah and H. Haryanto, Pe- ngaruh Penambahan Filler Kalsium Karbonat (CaCO3) terhadap Sifat Meka-nik dan Biodegradable Plastik dari Lim-bah Tapioka, Techno, J. Fak. Tek., vol. 18, no. 2, hal. 96–107, 2017.

T. Bourtom, Plasticizer effect on the properties of biodegradable blend film form rice starch-chitosan, Songklana- karin J. Sci. Technol., vol. 30, no. April, hal. 149–165, 2008.

P. Coniwanti, L. Laila, and M. R. Alfi- ra, Pembuatan Film Plastik Biodegra- dable dari Pemplastis Gliserol, J. Tek. Kim., vol. 20, no. 4, hal. 22–30, 2014.

Y. Darni and H. Utami, Studi Pembu- atan dan Karakteristik Sifat Mekanik dan Hidrofobisitas Bioplastik dari Pati Sorgum, J. Rekayasa Kim. dan Ling- kung., vol. 7, no. 4, hal. 88–93, 2010.

K. Chrissafis, G. Antoniadis, K. M. Paraskevopoulos, A. Vassiliou, and D.

N. Bikiaris, Comparative study of the effect of different nanoparticles on the mechanical properties and thermal de- gradation mechanism of in situ pre- pared poly(ε-caprolactone) nanocom- posites, Compos. Sci. Technol., vol. 67, no. 10, hal. 2165–2174, 2007.

T. Anggraini, F. Azima, and R. Yen- rina, The Effect of Chitosan Concen- tration on the Characteristics of Sago, Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci., vol. 8, no. 1, hal. 1339–1351, 2017.

N. Fajar, S. Altway, L. Johar, D. Ayu, and D. Rosita, The Effect of the Ad- dition of Glycerol and Chitosan in the Biodegradable Plastics Production from ‘ Porang ’ Flour (Amorphophal- lus muelleri Blueme), in Proceedings of The 9th Joint Conference on Che-

mistry, Semarang, 2015, hal. 312–316.

M. Hendra, S. Ginting, M. Kristiani,

Y. Amelia, and R. Hasibuan, The Effect of Chitosan, Sorbitol, and Heat- ing Temperature Bioplastic Solution on Mechanical Properties of Bioplastic from Durian Seed Starch (Durio zibehinus), J. Eng. Res. Ahall., vol. 6, no. 1, hal. 33–38, 2016.