PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT...

21
PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG (Manihot esculenta) BERPENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA AVICEL PH-101 (Wood pulp) DENGAN PLASTISIZER SORBITOL SKRIPSI Oleh MARGARETHA SIAGIAN 110405111 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2016 Universitas Sumatera Utara

Transcript of PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT...

Page 1: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT

SINGKONG (Manihot esculenta) BERPENGISI

MIKROKRISTALIN SELULOSA AVICEL

PH-101 (Wood pulp) DENGAN

PLASTISIZER SORBITOL

SKRIPSI

Oleh

MARGARETHA SIAGIAN

110405111

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

JANUARI 2016

Universitas Sumatera Utara

Page 2: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT

SINGKONG (Manihot esculenta) BERPENGISI

MIKROKRISTALIN SELULOSA AVICEL

PH-101 (Wood pulp) DENGAN

PLASTISIZER SORBITOL

SKRIPSI

Oleh

MARGARETHA SIAGIAN

110405111

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

JANUARI 2016

Universitas Sumatera Utara

Page 3: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Sayamenyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

PEMBUATAIT BIOPLASTIK IIARI PATI KULIT SINGKONG (Manihotesculenta) BERPENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA AYICEL

PH-101 (Wood pulp) DENGAI{ PLASTISIZER SORBITOL

yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universias Sumatera Utara. Skripsi

ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yaog telah saya sebutkan

sumbernya.

Demikian pemyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya

ini bukan karyasaya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima

sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.

Margaretha SiagianNIM I10405111

Medan, Januari 2016

%

Universitas Sumatera Utara

Page 4: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

PENGESAHAN

Skripsi dengan judul:

PEMBUATAIT BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG (Manihotescalenta) BERPENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA AVICEL

PH-101 (Wood pulp) DENGAI\I PLASTISIZER SORBITOL

Dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian s*ripsi Sarjana

Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera

Utara. Skripsi ini telah diujikan pada siding ujian skripsi pada 27 laauari20l6 dan

dinyatakan mememrhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Medan, Januari 2016

Dr. Maulida S.T.. M.ScNIP. 19700611199742 2 001

Dosen Penguji I

(M. Hendra S Ginting. ST" MT)NIP. 19700919 199903 1 001

Dosen Penguji II

ru

tUergerrhnS.

14 199?022 ffiz

K0sBsl$rysryIt1

r9*50r 2 001

Universitas Sumatera Utara

Page 5: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

PRAKATA

1t

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan

rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini

merupakan skripsi dengan judul "Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong

(Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa Avicel PH-101 (Wood

pulp) dengan Plastisizer Sorbitol", berdasarkan hasil penelitian yang penulis

lakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia dan Laboratorium Penelitian

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universtas Sumatera Utara. Skripsi

ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Selama melahrkan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak

mengucapkan terima kasih yang sebesar-bes arnya kepada:

l. Ibu Dr. Maulida, S.T., trl.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telatr bersedia

meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta

persetujuan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik.

2. Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc. dan Bapak Mhd. Hendra S. Ginting, ST.

MT., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang

membangun dalam penulisan skripsi ini.

3. Bapak Dr.Eng.h. Iwan, MT., selaku ketua Departemen Teknik Kimia,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT., selaku koordinatorpenelitian.

5. Orang tua dan seluruh keluarga yang telah memberikan dorongan moril

maupun materil selama ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.

Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Penulis

Margaretha Siagian

ur

Medan,:zJanuari 2016

Universitas Sumatera Utara

Page 6: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

iv

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini untuk orang tua penulis, Rindu Madju dan

Marintan Silaen serta saudara penulis yang telah memberikan doa dan dukungan

kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini,

kemudian untuk Ibu Dr. Maulida, S.T., M.Sc yang telah banyak memberikan

bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini,

dan terkhusus untuk teman-teman setia penulis, Pali Meita Br.Tarigan, Yunella

Amelia Siagian, Maria Pasaribu, Edy Saputra, Annisa Maharani dan M. Fauzy

Ramadhan, yang selalu menyemangati, mendukung dan membantu saya hingga

menyelesaikan skripsi ini, serta kepada teman-teman seperjuangan angkatan 2011.

Universitas Sumatera Utara

Page 7: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

v

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama: Margaretha Siagian

NIM: 110405111

Tempat/tgl lahir: Tarakan, 26 Februari 1994

Nama orang tua: Rindu Madju Siagian

Alamat orang tua:

Jl. Raden Saleh, Perum Palem Ganda Asri blok A3 no. 2,

Tangerang

Asal sekolah

SD Yadika 3 Tangerang tahun 1999 – 2005

SMP Santo Yusuf Sidoarjo tahun 2005 – 2008

SMA Yadika 5 Jakarta Barat tahun 2008 - 2011

Beasiswa yang pernah diperoleh:

-

Pengalaman organisasi/kerja:

1. HIMATEK USU periode 2013-2014 sebagai anggota.

2. Kerja Praktek di PT. Tor Ganda, Cindur tahun 2014.

Artikel yang telah dipublikasi dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah :

1. The 4th International Conference on Science & Engineering in Mathematics,

Chemistry and Physics 2016 (ScieTech 2016)

Universitas Sumatera Utara

Page 8: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

vi

ABSTRAK

Bioplastik merupakan plastik yang dapat digunakan seperti layaknya plastik

konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi

air dan karbon dioksida. Pati merupakan bahan polimer alami yang dapat

digunakan untuk produksi bioplastik. Penambahan partikel penguat terbukti dapat

memperbaiki sifat mekanik bioplastik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

pengaruh penambahan filler pada hasil akhir bioplastik. Pembuatan bioplastik

merujuk pada metode melt intercalation, dimana tidak diperlukan penambahan

pelarut dalam pembuatan bioplastik. Pada penelitian ini digunakan massa pati

kulit singkong sebesar 10 gram, dengan variasi massa mikrokristalin selulosa

Avicel PH101 yang digunakan adalah 0; 2; 4; dan 6% (wt/wt), sedangkan volume

sorbitol yang digunakan adalah 20; 25; dan 30% (wt). Temperatur pemanasan

larutan bioplastik yang digunakan adalah 76oC. Bioplastik yang dihasilkan

dianalisis sifat fisika dan kimianya, meliputi analisis FT-IR, SEM, RVA, kekuatan

tarik, pemanjangan pada saat putus, penyerapan air, dan densitas. Dari hasil

analisis FT-IR ditunjukkan adanya perluasan gugus C=O pada rentang 1118,71

cm-1 dan 1168,86 cm-1 serta perluasan gugus OH pada rentang 2870,08 cm-1 dan

2989,66 cm-1. Hasil analisa FTIR ini tidak menunjukkan adanya gugus fungsi

baru yang terbentuk. Hasil SEM menunjukkan morfologi bioplastik dimana masih

terdapat filler MCC yang tidak terdispersi dengan baik atau aglomerasi yang

secara tidak langsung mempengaruhi sifat mekanik bioplastik. Dari analisa pati

kulit singkong diperoleh kadar pati 75,9061%, kadar amilosa 25,1921%, kadar

amilopektin 49,9139%, kadar air 9,45%, kadar abu 1,5%, kadar lemak 1,58%,

kadar protein 4,25%, suhu gelatinisasi 76,685oC dengan viskositas puncak sebesar

4225,5 cP dan viscosity breakdown sebesar 2566,5 cP. Pada penelitian ini

diperoleh bioplastik dengan kondisi terbaik pada penggunaan massa

mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 20%, dengan nilai kuat tarik 9,12 Mpa,

persen perpanjangan pada saat putus 0,29%, nilai densitas 1,05 gr/cm3 dan persen

penyerapan air 40,18%.

Kata kunci : pati, mikrokristalin selulosa, sorbitol, bioplastik, biodegradable

Universitas Sumatera Utara

Page 9: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

vii

ABSTRACT

Bioplastic is plastic that can be used as the common conventional plastic, but has

the tendency to decompose by microorganism activities and transform to water

and carbon dyoxyde. Starch is natural polymer that is used as matrix in the

production of bioplastics. The addition of filler can improve the mechanical

properties of bioplastics. Production of bioplastics refers to the melt intercalation

method, which does not need the addition of a solvent to the production of

bioplastics. In this experiment, the mass of cassava peel starch used was 10 gram,

using microcrystalline cellulose content Avicel PH101 with variation of 0; 2; 4;

and 6% (wt / wt), while the volume of sorbitol used was 20; 25; and 30% (wt).

Heating temperature of bioplastics’ solution was 76 ° C. Bioplastics were physical

and chemical analyzed, including FT-IR, SEM, RVA, tensile strength, elongation

at break, water absorption, and density analysis. The results of FT-IR analysis

indicated the expansion of the group C=O in the range of 1118.71 and 1168.86

cm-1 as well as the expansion of the OH group in the range of 2870.08 and

2989.66 cm-1. FTIR analysis results does not indicate a new functional group.

SEM result shows the morphology of bioplastics with MCC filler poorly

dispersed in bioplastic inducing agglomeration. The analysis of cassava peel

starch results in starch content of 75,9061%, amylose content of 25,1921%,

amylopectin content of 49,9139%, moisture content of 9,45%, ash content of

1,5%, fat content of 1,58%, protein content of 4,25%, gelatinization temperature

76,685 oC with viscosity peak of 4225,5 Cp and viscosity breakdown of 2566,5

cP. From this research, bioplastic with the best and optimum characteristics is

found at microcrystalline cellulose content 6% and sorbitol content 20%, with a

value of 9,12 MPa tensile strength, percent extension at break of 0,29%, the

density of 1,05 gr/cm3 and water uptake of 40,18%.

Key words: starch, microcrystalline cellulose, sorbitol, bioplastic, biodegradable

Universitas Sumatera Utara

Page 10: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

viii

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i

PENGESAHAN ii

PRAKATA iii

DEDIKASI iv

RIWAYAT HIDUP PENULIS v

ABSTRAK vi

ABSTRACT vii

DAFTAR ISI viii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR TABEL xvi

DAFTAR LAMPIRAN xvii

DAFTAR SINGKATAN xix

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 LATAR BELAKANG 1

1.2 PERUMUSAN MASALAH 4

1.3 TUJUAN PENELITIAN 4

1.4 MANFAAT PENELITIAN 4

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 7

2.1 KOMPOSIT 7

2.2 BIOKOMPOSIT 7

2.3 BIOPLASTIK 8

2.4 PATI KULIT SINGKONG 8

2.5 MIKROKRISTALIN SELULOSA PH 101 10

2.6 SORBITOL 11

2.7 GELATINISASI PATI 12

2.8 RETROGRADASI 14

2.9 ULTRASONIKASI 15

Universitas Sumatera Utara

Page 11: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

ix

2.10 METODE PEMBUATAN BIOPLASTIK 16

2.10.1 Eksfoliasi/Adsorpsi 16

2.10.2 Polimerisasi In Situ Interkalatif 16

2.10.3 Interkalasi Larutan/Interkalasi Prepolimer dari Larutan 16

2.10.4 Melt Intercalation 16

2.11 KARAKTERISTIK PATI 17

2.11.1 Analisis Kadar Pati 17

2.11.2 Analisis Kadar Amilosa dan Amilopektin 17

2.11.3 Analisis Kadar Air 18

2.11.4 Analisis Kadar Abu 18

2.11.5 Analisis Kadar Lemak 19

2.11.6 Analisis Kadar Protein 19

2.11.7 Analisis Sifat Pasting 20

2.12 UJI BIOPLASTIK 20

2.12.1 Penentuan Rapat Massa (Densitas) 20

2.12.2 Sifat Kuat Tarik 21

2.12.3 Pemanjangan pada saat Putus 22

2.12.4 Scanning Electron Microscopy (SEM) 22

2.12.5 Fourier Transform InfraRed (FT-IR) 23

2.12.6 Ketahanan terhadap Air 23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 24

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 24

3.2 BAHAN DAN PERALATAN 24

3.3 PERALATAN 24

3.4 PROSEDUR PERCOBAAN 25

3.4.1 Pembuatan Pati 25

3.4.2 Pembuatan Bioplastik 25

3.5 PROSEDUR ANALISIS 26

3.5.1 Prosedur Analisa Pati 26

3.5.1.1 Prosedur Analisa Kadar Pati 26

3.5.1.2 Prosedur Analisa Kadar Amilosa 27

3.5.1.3 Prosedur Analisa Kadar Amilopektin 28

Universitas Sumatera Utara

Page 12: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

x

3.5.1.4 Prosedur Analisa Kadar Air 28

3.5.1.5 Prosedur Analisa Kadar Lemak 29

3.5.1.6 Prosedur Analisa Kadar Protein 30

3.5.1.7 Prosedur Analisa Kadar Abu 31

3.5.1.8 Prosedur Analisa Profil Gelatinisasi Dengan Rapid

Visco Analyzer (RVA)

31

3.5.1.9 Prosedur Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform

InfraRed (FT-IR)

32

3.5.2 Prosedur Analisis Bioplastik 32

3.5.2.1 Prosedur Analisis Densitas 32

3.5.2.2 Prosedur Pengujian Sifat Kuat Tarik 33

3.5.2.3 Prosedur Pengujian Perpanjangan pada saat putus 33

3.5.2.4 Prosedur Pengujian Ketahanan terhadap Air 33

3.5.2.5 Prosedur Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform

InfraRed (FT-IR)

34

3.5.2.6 Prosedur Analisa Scanning Electron 34

3.6 FLOWCHART PENELITIAN 35

3.6.1 Flowchart Pembuatan Pati Kulit Singkong 35

3.6.2 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Pati 36

3.6.3 Flowchart Pembuatan Kurva Standar Untuk Pengujian

Kadar Amilosa

37

3.6.4 Flowchart Analisa Pengujian Kadar Amilosa 38

3.6.5 Flowchart Uji Kadar Air 39

3.6.6 Flowchart Analisa Uji Kadar Lemak Pati 40

3.6.7 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Protein 41

3.6.8 Flowchart Analisa Uji Kadar Abu Pati 42

3.6.9 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform

InfraRed (FT-IR)

42

3.6.10 Flowchart Pembuatan Bioplastik 43

3.6.11 Flowchart Analisa Densitas 44

3.6.12 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform

InfraRed (FT-IR)

44

Universitas Sumatera Utara

Page 13: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xi

3.6.13 Flowchart Pengujian Sifat Kuat Tarik 45

3.6.14 Flowchart Pengujian Perpanjangan pada saat putus 45

3.6.15 Flowchart Analisa Ketahanan terhadap Air 46

3.6.16 Flowchart Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) 46

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 47

4.1 HASIL KARAKTERISASI PATI DARI KULIT SINGKONG 47

4.2 HASIL KARAKTERISTIK PATI KULIT SINGKONG 48

4.2.1 Kadar Pati 48

4.2.2 Kadar Amilosa dan Amilopektin 49

4.2.3 Kadar Air 49

4.2.4 Kadar Abu 50

4.2.5 Kadar Protein 50

4.2.6 Kadar Lemak 51

4.3 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA FT-IR BIOPLASTIK

PATI KULIT SINGKONG DAN MIKROKRISTALIN

SELULOSA AVICEL PH101 DENGAN PEMLASTIS

SORBITOL

51

4.4 KARAKTERISTIK MORFOLOGI PATI KULIT SINGKONG

DENGAN SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE)

55

4.5 KARAKTERISTIK PROFIL GELATINISASI PATI DENGAN

RVA (RAPID VISCO ANALYZER)

56

4.6 HASIL KARAKTERISTIK BIOPLASTIK DARI PATI KULIT

SINGKONG

59

4.6.1 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan

Pemlastis Sorbitol Terhadap Densitas Bioplastik

59

4.6.2 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan

Pemlastis Sorbitol Terhadap Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik

61

4.6.3 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan

Pemlastis Sorbitol Terhadap Pemanjangan Pada Saat Putus

Bioplastik

64

4.6.4 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan

Pemlastis Sorbitol Terhadap Sifat Penyerapan Air Bioplastik

66

Universitas Sumatera Utara

Page 14: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xii

4.7 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA MORFOLOGI

PATAHAN BIOPLASTIK PATI KULIT SINGKONG DENGAN

MIKROKRISTALIN SELULOSA DAN PEMLASTIS

SORBITOL

68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 71

5.1 KESIMPULAN 71

5.2 SARAN 72

DAFTAR PUSTAKA 73

LAMPIRAN 83

Universitas Sumatera Utara

Page 15: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur Molekul Selulosa 10

Gambar 2.2 Struktur Kimia Sorbitol 12

Gambar 2.3 Pengaruh Temperatur Gelatinisasi Terhadap Viskositas

Pati

13

Gambar 2.4 Perubahan Granula Pati Selama Proses Gelatinisasi

dan Retrogradasi

14

Gambar 2.5 Diagram skematik dari proses ultrasonikasi MCC 15

Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Pati Kulit Singkong 35

Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Pati 36

Gambar 3.3 Flowchart Pembuatan Kurva Standar Untuk Pengujian

Kadar Amilosa

37

Gambar 3.4 Flowchart Analisa Pengujian Kadar Amilosa 38

Gambar 3.5 Flowchart Uji Kadar Air 39

Gambar 3.6 Flowchart Analisa Uji Kadar Lemak Pati 40

Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Protein 41

Gambar 3.8 Flowchart Analisa Uji Kadar Abu Pati 42

Gambar 3.9 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform

InfraRed (FT-IR)

42

Gambar 3.10 Flowchart Pembuatan Bioplastik 43

Gambar 3.11 Flowchart Analisa Densitas 44

Gambar 3.12 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform

InfraRed (FT-IR)

44

Gambar 3.13 Flowchart Pengujian Sifat Kuat Tarik 45

Gambar 3.14 Flowchart Pengujian Perpanjangan pada saat putus 45

Gambar 3.15 Flowchart Analisa Ketahanan terhadap Air 46

Gambar 3.16 Flowchart Analisa Scanning Electron Microscope

(SEM)

46

Gambar 4.1 (a) Kulit singkong 47

Universitas Sumatera Utara

Page 16: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xiv

(b) Pati Kulit singkong 47

Gambar 4.2 Hasil Analisis FT-IR 52

Gambar 4.3 Hasil SEM pati kulit singkong perbesaran 10000 kali 55

Gambar 4.4 Grafik Profil Gelatinisasi Pati Kulit singkong yang

Diukur dengan RVA (Rapid Visco Analyzer)

57

Gambar 4.5 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa

danPlasticizer Sorbitol Terhadap DensitasBioplastik

59

Gambar 4.6 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa

danPlasticizer Sorbitol Terhadap Sifat Kekuatan Tarik

(Tensile Strength) Bioplastik

61

Gambar 4.7 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa

danPlasticizer Sorbitol Terhadap Pemanjangan Pada

Saat Putus (Elongation AT break)Bioplastik

64

Gambar 4.8 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa

danPlasticizer Sorbitol Terhadap Penyerapan Air

(Water Uptake)Bioplastik

66

Gambar 4.9 Hasil Analisa Morfologi Patahan (a) Bioplastik Pati

Kulit Singkong dan (b) Bioplastik Pati Kulit Singkong

Dengan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol

di Perbesaran 10000x

68

Gambar C.1 Pati Kulit Singkong 88

Gambar C.2 Mikrokristalin Selulosa (MCC) 88

Gambar C.3 Proses Pembuatan Larutan Mikrokristalin Selulosa

(MCC), Sorbitol dan Aquades

89

Gambar C.4 Sorbitol 89

Gambar C.5 Proses Pembuatan Bioplastik 90

Gambar C.6 Alat Ultrasonikasi 90

Gambar C.7 Alat Uji Tarik (Tensile Strength) 91

Gambar C.8 Alat Uji FTIR (Fourier Transform Infra - Red) 91

Gambar C.9 Alat Uji SEM (Scanning Electron Microscopy) 92

Gambar C.10 Produk Bioplastik 93

Gambar D.1 Hasil FTIR Mikrokristalin Selulosa (MCC) 94

Universitas Sumatera Utara

Page 17: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xv

Gambar D.2 Hasil FTIR Pati Kulit Singkong 94

Gambar D.3 Hasil FTIR Bioplastik Pati Kulit Singkong Tanpa

Pengisi Mikrokristalin Seluosa (MCC) Dan Tanpa

Plasticizer Sorbitol

95

Gambar D.4 Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Plasticizer

Sorbitol Dan Tanpa Penambahan Mmikrokristalin

Selulosa (MCC)

95

Gambar D.5 Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Penabahan

Plasticizer Sorbitol Dan Penambahan Mikrokristalin

Selulosa (MCC)

96

Gambar D.6 Hasil Uji Kadar Air, Protein, Lemak, Rva Pati Kulit

Singkong Dan RVA Larutan Bioplastik Dari Pati Kulit

Singkong Dengan Pengisi Mikrokristalin Selulosa Dan

Plasticizer Sorbitol

97

Gambar D.7 Hasil Uji Kadar Pati, Kadar Amilosa dan Kadar

Amilopektin

98

Universitas Sumatera Utara

Page 18: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1.1 Penelitian-penelitian Bioplastik 1

Tabel 2.1 Komponen Kimia Kulit Pati Singkong 9

Tabel 2.2 Sifat mikrokristalin selulosa PH 101 11

Tabel 4.1 Hasil Analisa Pati Kulit Singkong 48

Tabel 4.2 Hasil Keterangan Gugus Fungsi Pati Kulit Singkong

Menggunkan

52

Tabel 4.3 Perubahan Bilangan Gelombang Pada Bioplastik Pati

Kulit Singkong, Bioplastik Pati-Sorbitol, dan Bioplastik

Pati-Sorbitol-MCC

54

Tabel 4.4 Data Profil Gelatinisasi Pati Kulit singkong Hasil

Pengukuran RVA (Rapid Visco Analyzer)

57

Tabel A.1 Data Hasil Analisis Pati Kulit Singkong 82

Tabel A.2 Data Hasil Analisis RVA (Rapid Visco Analyzer) Pati

Kulit Singkong

82

Tabel A.3 Data Hasil Analisis Densitas (Density) 83

Tabel A.4 Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength) 83

Tabel A.5 Data Hasil Analisis Pemanjangan Saat Putus (Elongation

at Break)

84

Tabel A.6 Data Hasil Analisis Penyerapan Air (Water Uptake) 84

Tabel A.7 Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength)

Bioplastik Dengan Pelarut NaOH

85

Universitas Sumatera Utara

Page 19: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran A DATA PENELITIAN 82

A.1 DATA HASIL ANALISIS PATI KULIT

SINGKONG

82

A.2 DATA HASIL ANALISIS RVA (RAPID VISCO

ANALYZER) PATI KULIT SINGKONG

82

A.3 DATA HASIL DENSITAS (DENSITY) 83

A.4 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (TENSILE

STRENGTH)

83

A.5 DATA HASIL PEMANJANGAN SAAT PUTUS

(ELONGATION AT BREAK)

84

A.6 DATA HASIL PENYERAPAN AIR (WATER

UPTAKE)

84

A.7 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (TENSILE

STRENGTH) BIOPLASTIK DENGAN PELARUT

NaOH

85

Lampiran B CONTOH PERHITUNGAN 86

B.1 PERHITUNGAN KADAR ABU PATI KULIT

SINGKONG

86

B.2 PERHITUNGAN DENSITAS 86

B.3 PERHITUNGAN KETAHANAN TERHADAP AIR 87

Lampiran C DOKUMENTASI PENELITIAN 88

C.1 PATI KULIT SINGKONG 88

C.2 MIKROKRISTALIN SELULOSA (MCC) 88

C.3 PROSES PEMBUATAN LARUTAN

MIKROKRISTALIN SELULOSA (MCC),

SORBITOL DAN AQUADES

89

C.4 SORBITOL 89

C.5 PROSES PEMBUATAN BIOPLASTIK 90

Universitas Sumatera Utara

Page 20: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xviii

C.6 ALAT ULTRASONIKASI 90

C.7 ALAT UJI TARIK (TENSILE STRENGTH) 91

C.8 ALAT UJI FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA-

RED)

91

C.9 ALAT UJI SEM (SCANNING ELECTRON

MICROSCOPY)

92

C.10 PRODUK BIOPLASTIK 93

Lampiran D HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN 94

D.1 HASIL FTIR MIKROKRISTALIN SELULOSA

(MCC)

94

D.2 HASIL FTIR PATI KULIT SINGKONG 94

D.3 HASIL FTIR BIOPLASTIK PATI KULIT

SINGKONG TANPA PENGISI

MIKROKRISTALIN SELULOSA DAN TANPA

PLASTICIZER SORBITOL

95

D.4 HASIL FTIR PRODUK BIOPLASTIK DENGAN

PENAMBAHAN PLASTICIZER SORBITOL DAN

TANPA PENAMBAHAN MIKROKISTALIN

SELULOSA (MCC)

95

D.5 HASIL FTIR PRODUK BIOPLASTIK DENGAN

PENAMBAHAN PLASTICIZER SORBITOL DAN

DENGAN PENAMBAHAN MIKTOKRISTALIN

SELULOSA (MCC)

96

D.6 HASIL UJI KADAR AIR, PROTEIN, LEMAK,

RVA PATI KULIT SINGKONG DAN RVA

LARUTAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT

SINGKONG DENGAN PENGISI

MIKROKRISTALIN SELULOSA DAN

PLASTICIZER SORBITOL

97

D.7 HASIL UJI KADAR PATI, KADAR AMILOSA

DAN KADAR AMILOPEKTIN

98

Universitas Sumatera Utara

Page 21: PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT …repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/57139/7/Cover.pdf · NIM I10405111 Medan, %Januari 2016 Universitas Sumatera Utara. PENGESAHAN ...

xix

DAFTAR SINGKATAN

PV Peak Viscosity

B Breakdown

S Setback

HPV hot paste viscosity

CPV cold paste viscosity

AOAC Official Methods of Analysis

MCC Microcrystalline Cellulose

ASTM American Standart Testing of Material

FT-IR Fourier Transform-Infra Red

SEM

RVA

Scanning Electron Microscopy

Rapid Visco Analyzer

UTM Ultimate Tensile Machine

Universitas Sumatera Utara