Biodegradable Foam dari Pati Sagu Terasitilasi dengan Penambahan Blowing Agent NaHCO3

Nanik  Hendrawati; Agung Ari Wibowo; Rosita Dwi Chrisnandari

doi:10.33795/jtkl.v4i2.168

Authors

Nanik Hendrawati Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang
Agung Ari Wibowo Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang
Rosita Dwi Chrisnandari Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang

DOI:

https://doi.org/10.33795/jtkl.v4i2.168

Keywords:

biodegradable foam, acetylated sago starch, acetic acid, sodium bicarbonate, citric acid, blowing agent

Abstract

Biodegradable foam berbahan dasar pati merupakan kemasan alternatif pengganti Styrofoam. Namun foam berbahan pati mempunyai sifat rapuh, sensitive terhadap air dan membutuhkan tambahan perlakuan untuk meningkatan kekuatan, fleksibilitas dan ketahanan terhadap air untuk bisa diaplikasikan secara komersial. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan NaHCO₃ dan asam sitrat pada pembuatan biodegradable foam dari pati sagu alami dan terasetilasi. Proses modifikasi dilakukan dengan cara asetilasi yang bertujuan meningkatkan kemampuan termoplastis dan sifat hidrofobik. Proses pembuatan biodegradable foam menggunakan metode baking process. Variabel yang digunakan yaitu konsentrasi blowing agent dengan perbandingan NaHCO₃ dan asam sitrat (1,3:1). Variabel yang digunakan mulai 0; 10; 12; 15; s/d 18 % w/w dari pati sagu. Hasil pengujian biodegradable foam dari pati sagu terasetilasi didapatkan nilai water absorbtion, kuat tarik, dan densitas lebih rendah dan sebaliknya pada uji biodegradability mempunyai nilai yang lebih tinggi dari pati sagu alami. Analisa SEM dilakukan pada biodegradable foam dengan penambahan blowing agent sebesar 12%, didapatkan bentuk morfologi closed cell dengan rata-rata ukuran partikel sebesar 32,02 μm pada biodegradable foam dari pati sagu alami dan 39,34 μm pada biodegradable foam dari pati sagu terasetilasi. Analisa FT-IR pada pati terasetilasi menghasilkan gugus C=O karbonil dengan bilangan gelombang sebesar 1650 cm^-1.

Biodegradable foam based on starch is an alternative packaging for styrofoam. However foams made from starch are brittle, sensitive to water and require further treatments to improve their strength, flexibility, and water resistance for commercial applications. The objective of this research to determine the effect of NaHCO₃ and citric acid addition to produce biodegradable foam from natural and acetylated sago starch. The modification process is carried out by acetylation, the aim of modification to improve thermoplastic capabilities and hydrophobic properties. Biodegradable foam production is carried out by using the baking process method. The variables used were the concentration of blowing agent with a ratio of NaHCO₃ and citric acid (1.3: 1). The various concentration were used 0; 10; 12; 15; 18% w / w of sago starch. The results showed that biodegradable foam based acetylated sago starch have lower of water absorption , tensile strength, density , however have higher biodegradability value than natural sago starch. SEM analysis was carried out on biodegradable foam with the addition of blowing agent by 12%, obtained closed cell morphology with an average particle size of 32.02 μm on biodegradable foam from native sago starch and 39.34 μm in biodegradable foam from acetylated sago starch. The FT-IR analysis of the acetylated starch produced a group C = O carbonyl with a wave number of 1650 cm^-1.

References

R. M. Ritchie H., Plastic Pollution. (Online)., (https://ourworldindata.org/plastic-pollution), 2008.

N. Hendrawati, Y. I. Lestari, dan P. A. Wulansari, Pengaruh Penambahan Kitosan Terhadap Sifat Biodegradable Foam Berbahan Baku Pati The Effect of Addition of Chitosan on the Property of Biodegradable Foam Prepared from Starch, J. Rekayasa Kim. dan Lingkung., vol. 12, no. 1, hal. 1–7, 2017.

G. M. Glenn, W. J. Orts, dan G. A. R. Nobes, Starch, fiber and CaCo3effects on the physical properties of foams made by a baking process, Ind. Crops Prod., vol. 14, no. 3, hal. 201–212, 2001.

N. Hendrawati, Wulansari, D; Prasetya CA, Pengaruh Penambahan Polivinil Alkohol (PVOH) pada Pembuatan Biodegradable Foam dari Pati Sagu Tidak Dimodifikasi dan Termodifikasi., Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, 2018.

J. Guan, Q. Fang, dan M. A. Hanna, Functional properties of extruded starch acetate blends, J. Polym. Environ., vol. 12, no. 2, hal. 57–63, 2004.

N. Najib, Z. Ariff, N. Manan, A. Bakar, dan C. Sipaut, Effect of Blowing Agent on Cell Morphology and Acoustic Absorption of Natural Rubber Foam, J. Phys. Sci., vol. 20, no. 1, hal. 13–25, 2009.

B. J. Lansing, Mechanical and Physical Characterization of Foams made of Gelatinized Starch and Prepolymer Polyurethane, Thesis, Dept. of Packaging Science Rochester Institute of Technology, New York 2016

P. A. Artiani dan Y. R. Avrelina, Modifikasi Cassava Starch dengan Proses Acetylasi Asam Asetat untuk Produk Pangan, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Diponegoro, 2009.

Z. Chen, H. A. Schols, dan A. G. J. Voragen, Differently sized granules from acetylated potato and sweet potato starches differ in the acetyl substitution pattern of their amylose populations, Carbohydr. Polym., vol. 56, no. 2, hal. 219–226, 2004.

N. Hendrawati, E. N. Dewi, dan S. Santosa, Karakterisasi Biodegradable Foam dari Pati Sagu Termodifikasi dengan Kitosan Sebagai Aditif, J. Tek. Kim. dan Ling., vol. 3, no. 1, hal. 47, 2019.

I. Yuliasih, Fraksinasi dan Asetilasi Pati Sagu (Metroxylon Sagu Rottb.) serta Aplikasi Produknya sebagai Bahan Campuran Plastik Sintetik, Disertasi, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, 2008.

N. Singh, D. Chawla, dan J. Singh, Influence of acetic anhydride on physicochemical, morphological and thermal properties of corn and potato starch, Food Chem., vol. 86, no. 4, hal. 601–608, 2004.

K. Gooider, Making and Using Expanded Plastic. New Scientist 240: 706, 2009.

N. Kaisangsri, O. Kerdchoechuen, dan N. Laohakunjit, Characterization of cassava starch based foam blended with plant proteins, kraft fiber, and palm oil, Carbohydr. Polym., vol. 110, hal. 70–77, 2014.

S. Mahajan, Encyclopedia of Materials: Science and Technologye, First ed. Pergamon: Elsevier Ltd, 2001.

S. K. Jeoung, Y. J. Hwang, H. W. Lee, S. B. Kwak, I. S. Han, dan J. U. Ha, Polypropylenes foam consisting of thermally expandable microcapsule as blowing agent, in AIP Conference Proceedings, 2016,

E. S. Iriani, Pengembangan produk Biodegradable Foam Berbahan Baku Campuran Tapioka dan Ampok, Disertasi, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, 2013.

SNI 7323.2008, Plastik - Wadah makanan dan minuman - polystyrene foam. Indonesia.

P. Lankinen, Ligninolytic Enzymes of The Basidiomycetous Fungi Agaricu Bisporus and Phlebia Radiata on Lignocellulose-containing Media, Disertasi, Department of Applied Chemistry and Microbiology, University of Helsinki, Finlandia, 2004.

H. Wattanachant, Saowakon, Dalya, K. Muhammad, dan A. R. Russly, Suitability of Sago Starch as a Base for Dual-Modification, Songklanakarin J. Sci. Technol., vol. 24, no. 3, hal. 431-438, 2002.

F. J. Polnaya dan B. R. I. Puturuhu, Preparasi dan Karakterisasi Pati Sagu Asetil, Bul. Penelit. BIAM, vol. 6, no. 56, hal. 10–13, 2016.