Naskah KIR_Bioplastik

ABSTRAK

BIOPLASTIK DARI BIJI NANGKA

Plastik sangat kita butuhkan dalam kehidupan sehari-hari. Karena benda ini sangat murah, serbaguna, ringan, dan tahan lama. Akan tetapi, plastik merupakan penyebab utama pencemaran lingkungan. Plastik merupakan polimer yang bersifat elastic dan  tidak mudah untuk diuraikan. Butuh waktu puluhan bahkan ratusan tahun bagi bakteri pengurai untuk menguraikan sampah plastik.

Bioplastik merupakan salah satu inovasi yang diciptakan untuk mengurangi jumlah pencemaran yang disebabkan sampah plastik. Bioplastik terbuat dari campuran polimer sintetis dengan bahan alami seperti pati atau selulosa. Bioplastik mudah diuraikan oleh bakteri pengurai. Dalam hal ini, peneliti memanfaatkan biji nangka sebagai bahan untuk membuat plastik biodegradable (bioplastik) karena mengandung zat pati sekitar 36 gram dari 100 gr biji nangka. Dalam hal ini peneliti membuatnya menjadi tepung terlebih dahulu sebelum diolah menjadi bioplastik. Proses pembuatan bioplastik dilakukan secara sederhana melalui tahapan sintesis pati biji nangka, blending (pencampuran bahan), dan pengeringan.

Secara morfologi, bioplastik biji nangka mempunyai bentuk yang sama dengan bioplastik lainya dan elastic. Pengujian elongasi menunjukkan persentase elastisitas regang bioplastik sebesar 1,10% dengan massa 6,5 gr dan luas 225 cm². Pengujian kuat tarik menunjukkan persentase kuat tarik bioplastik sebesar 0,022 N/cm² dengan beban makasimal yang dibawa sebesar 500gr. Selain itu, bioplastik dari biji nangka dapat dibentuk menjadi aksesoris seperti gantungan kunci dan bross. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa biji nangka dapat dijadikan sebagai bahan untuk membuat bioplastik sehingga dapat mengurangi masalah pencemaran lingkungan karena mudah diuraikan.

Kata kunci: bioplastik, dan biji nangka

I.                   PENDAHULUAN

 Plastik sangat kita butuhkan dalam kehidupan sehari-hari. Karena benda ini sangat murah, serbaguna, ringan, dan tahan lama. Akan tetapi, plastik merupakan penyebab utama pencemaran lingkungan. Plastik tidak ramah lingkungan karena rantai polimernya yang kuat dan besar membuatnya sulit untuk di pecah. Menurut data dari Green Peace setiap tahunnya terdapat jutaan biota laut mati karena terjerat atau memakan plastik. Di sisi lain, pemakaian produk yang terbuat dari plastik semakin meningkat dan diminati banyak orang. Pada tahun 2012, pemakaian plastik di Indonesia mencapai 3 juta ton lebih. Padahal 10 tahun yang lalu pemakaian plastik sudah mencapai 1,35 juta ton. Sebagian besar plastik digunakan sebagai kemasan dan produk rumah tangga.

Plastik paling banyak digunakan sebagai bahan pengemas karena sifatnya yang ringan, fleksibel, transparan, tahan air, praktis, dan harganya relatif murah dibandingkan dengan bahan pengemas lain.  Plastik juga dapat dengan mudah dibentuk sesuai kebutuhan. Saat ini jumlah penggunaan plastik sebagai kemasan pangan maupun non pangan semakin meningkat. Jenis kantung plastik yang umum digunakan adalah plastik sintetis yang dibuat dari minyak bumi seperti polietilen. Etilen sebagai bahan baku merupakan hasil konversi hidrokarbon dari minyak bumi.

Selain sifat bahan bakunya yang terbatas dan tidak dapat diperbaharui, kemampuan plastik sintetis untuk hancur di lingkungan juga sangat rendah. Kemasan plastik yang dibuang akan memperburuk kondisi lingkungan, khususnya lingkungan perairan dan tanah. Banyaknya kasus kebanjiran di wilayah perkotaan disebabkan karena banyaknya sampah plastik yang menumpuk dan tidak diolah/daur ulang. Plastik merupakan polimer yang bersifat elastic dan  tidak mudah untuk diuraikan. Butuh waktu puluhan bahkan ratusan tahun bagi bakteri pengurai untuk menguraikan sampah plastik.  Sehingga jika tercecer di tanah, bahan ini akan merusak lingkungan, menghambat peresapan air, menyebabkan banjir, dan merusak kesuburan tanah. Setiap tahun satu triliun tas kresek digunakan di dunia. Rata-rata setahun setiap orang di dunia ini menggunakan sekitar 170 tas kresek. Faktanya hanya 1 persen tas kresek yang didaur ulang. Berarti setiap satu menit, ada 2 juta tas kresek yang dibuang.

Plastik biodegradabel merupakan salah satu inovasi yang diciptakan untuk mengurangi jumlah pencemaran yang disebabkan sampah plastik. Plastik biodegradabel terbuat dari campuran polimer sintetis dengan bahan alami seperti pati atau selulosa. Bioplastik mudah diuraikan oleh bakteri pengurai. Bioplastik dapat dibuat dari bahan dasar zat pati.  Dalam hal ini, peneliti memanfaatkan biji nangka sebagai bahan untuk membuat plastik biodegradable (bioplastik). Biji nangka mengandung zat pati sekitar 36 gram dari 100 gr biji nangka. Dalam hal ini peneliti membuatnya menjadi tepung terlebih dahulu sebelum diolah menjadi bioplastik.

Bioplastik adalah plastik yang diperoleh dari bahan-bahan biomassa yang dapat diperbaharui. Plastik ini berbeda dari plastik konvensional yang diproduksi dengan bahan dasar petroleum. Zat pati pada biji nangka terdiri dari 2 komponen dasar yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa merupakan polimer yang lurus dan panjang, sedangkan amilopektin merupakan polimer pendek dan bercabang. Agar bisa dimanfaatkan sebagai plastik, maka perlu teknik hidrolisis asam dengan menambahkan asam cuka ke dalam tepung biji nangka untuk memecahkan cabang amilopektin yang membuat plastik menjadi rapuh dan kaku. Dan perlu menambahkan gliserin sebagai plasticizer untuk melumaskan agar tidak lengket.  Dengan demikian, biji nangka dapat dimanfaatkan sebagai bahan untuk membuat bioplastik. Sehingga dapat membantu mengatasi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh sampah plastik.

II.                TUJUAN

 Tujuan penelitian ini adalah untuk:

1.      Mengetahui manfaat biji nangka sebagai bahan pembuat bioplastik.

2.      Mengetahui cara membuat bioplastik dari biji nangka.

III.    LANDASAN TEORI

A.      BIOPLASTIK

 Seiring dengan meningkatnya kesadaran untuk pelestarian alam dan lingkungan, kebutuhan akan plastik biodegradable (bioplastik) mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Pada tahun 2010, diproyeksikan produksi plastik biodegradabel akan mencapai 1.200.000 ton atau menjadi 1/ 10 dari total produksi bahan plastik. Industri bioplastik akan berkembang menjadi industri besar di masa yang akan datang.

Bioplastik atau biodegradable plastic merupakan jenis plastik yang terbuat dari bahan yang mudah diperbaharui dan mudah diuraikan oleh aktivitas mikroorganisme menjadi hasil berupa air dan karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan tanpa meninggalkan sisa yang beracun, seperti zat pati, minyak nabati, dan mikroorganisme. Bahan dasar untuk pembuatan bioplastik di alam sangat melimpah dan mempunyai keragaman struktur yang tidak beracun. Karena sifat bioplastik yang dapat kembali ke alam, maka bioplastik merupakan plastic yang ramah lingkungan. Bahan yang dapat diperbarui ini memiliki biodegradabilitas yang tinggi sehingga sangat berpotensi untuk dijadikan bahan pembuat bioplastik .

Penggunaan bahan dasar plastik yang dapat didegradasi secara biologis oleh mikroorganisme alami terus dikembangkan dalam rangka mengurangi permasalahan lingkungan yang ditimbulkan oleh sampah-sampah non-organik, terutama sampah plastik. Keuntungan lain dari penggunaan bahan baku alami dalam pembuatan bioplastik adalah sifatnya yang merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui, sehingga keberadaannya dapat terus dilestarikan.

Permintaan bioplastik yang meningkat menyebabkan bioplastik berkembang cepat dalam produk termoplastik global, karena bersifat biodegradable. Penggunaan utama bioplastik ditujukan untuk kemasan, pelayanan makanan sekali pakai, dan serat aplikasi. Beberapa contoh plastik biodegradable yang telah banyak dikomersilkan antara lain terdiri dari bahan hasil sintesis kimia seperti poli asam glikolat, poli asam laktat, poli kaprolakton, dan poli vinil alkohol; hasil kultivasi mikroba seperti golongan poliester dan polisakarida; dan yang terakhir adalah dari hasil modifikasi kimia bahan-bahan alami seperti pati, selulosa, kitin, dan protein kedelai (Huang dan Edelman dalam Waldi, 2007)

Teknologi plastik konvensional berbahan dasar minyak bumi masih menyisakan masalah yaitu plastik tidak bisa terurai secara alami. Bioplastik focus pada upaya pergantian bahan baku alami plastik yaitu zat pati. Zat pati singkong dan jagung telah popular sebagai bahan baku bioplastik.  Sejumlah polimer alam seperti pati dan khitosan telah mendapat perhatian sebagai material plastik yang mudah terbiodegradasi. Pati merupakan zat tepung dari karbohidrat dengan suatu polimer senyawa glukosa yang terdiri dari dua komponen utamanya yaitu amilosa dan amolipektin, bersifat kaku dan rapuh serta tidak larut dalam air dingin. Penelitian mengenai plastik yang dapat terbiodegradasi di dasarkan pada anggapan bahwa mikroorganisme dapat menguraikan polimer bila dalam polimer tersebut terdapat gugus-gugus polar atau polimer alam.

Sifat mekanik bioplastik dari bahan polimer dapat diketahui dengan mengaplikasikan gaya pada sampel tersebut. Pengaplikasian gaya dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan mengaplikasikan gaya searah atau gaya bolak-balik pada sampel. Gaya searah biasa diaplikasikan pada sampel untuk mengetahui kekuatan tekan. Untuk melakukan pengujian ini, sampel dibuat menjadi bentuk dumbbell berdasarkan ketebalannya (Ike Nur P dalam anonim, 2013). Sifat mekanik tersebut meliputi kuat putus (strength at break) dan perpanjangan saat putus.

1)    Kuat Putus (strength at break)

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan suatu bahan terhadap pembebanan pada titik lentur dan juga untuk mengetahui keelastisan suatu bahan (Anonim, 2013).

2)   Perpanjangan Saat Putus (elongation at break)

Perpanjangan didefinisikan sebagai persentase perubahan panjang film pada saat film ditarik sampai putus. Kekuatan regang putus merupakan tarikan maksimum yang dapat dicapai sampai film dapat tetap bertahan sebelum film putus atau robek. Pengukuran kekuatan regang putus berguna untuk mengetahui besarnya gaya yang dicapai untuk mencapai tarikan maksimum pada setiap satuan luas film untuk merenggang atau memanjang.

B.       PLASTIK

Plastik adalah polimer rantai-panjang dari atom yang mengikat satu sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau "monomer". Istilah plastic mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik, namun ada beberapa polimer alami yang termasuk plastik. Plastik terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi (Wikipedia, 2013).

Plastik mudah terbakar, ancaman terjadinya kebakaran pun semakin meningkat. Asap hasil pembakaran bahan plastik sangat berbahaya karena mengandung gas-gas beracun seperti hidrogen sianida (HCN) dan karbon monoksida (CO). Hidrogen sianida berasal dari polimer berbahan dasar akrilonitril, sedangkan karbon monoksida sebagai hasil pembakaran tidak sempurna. Hal inilah yang menyebabkan sampah plastik sebagai salah satu penyebab pencemaran udara dan mengakibatkan efek jangka panjang berupa pemanasan secara global pada atmosfer bumi.

Sampah plastik yang menumpuk dalam tanah tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme. Sehingga  menyebabkan mineral-mineral dalam tanah baik organik maupun anorganik semakin berkurang, hal ini menyebabkan jarangnya fauna tanah, seperti cacing dan mikorganisme tanah, yang hidup pada area tanah tersebut, dikarenakan sulitnya untuk memperoleh makanan dan berlindung. Selain itu kadar O2 dalam tanah semakin sedikit, sehingga fauna tanah sulit untuk bernafas dan akhirnya mati. Ini berdampak langsung pada tumbuhan yang hidup pada area tersebut.

C.       BIJI NANGKA

Nangka dengan nama latin Artocarpus heterophyllus lamk merupakan tanaman berasal dari India yang tersebar ke daerah tropis termasuk Indonesia (Marulli Tua, 2013). Bagian yang dapat dikonsumsi selain daging buah nya, biji buah nangka juga dapat dan aman dikonsumsi karena mengandung karbohidrat tinggi. Namun, masyarakat pada umumnya dalam mengkonsumsi buah nangka biji buah dibuang dan dijadikan sebagai limbah padat. Padahal kandungan karbohidrat biji nangka sangat tinggi dapat dijadikan menjadi pati. Biji nangka mengandung pati sebanyak 36 gram dalam setiap 100 gr biji nangka. Untuk mengatasi limbah biji nangka tersebut atau mengurangi limbah biji nangka, kita dapat memanfaatkannya menjadi bahan baku pembuatan bioplastik (biodegradable plastic).

Pati atau amilum merupakan suatu senyawa organik yang tersebar luas pada kandungan tanaman. Amilum dihasilkan dari dalam daun-daun hijau sebagai wujud penyimpanan sementara dari produk fotosintesis. Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang . Pati (amilum) mempunyai rumus molekul (C₆H₁₀O₅) banyak terdapat dalam biji, umbi, akar, dan jaringan batang tanaman (Pasaribu dalam Marbun, 2007).

Komponen – komponen yang menyusun pati adalah amilosa dan amilopektin. Amilosa merupakan komponen pati yang mempunyai rantai lurus dan larut dalam air. Amilosa memberikan sifat keras, dan memiliki berat molekul rata-rata 10.000 – 60.000. Sedangkan amilopektin merupakan komponen pati yang mempunyai rantai cabang dan tidak larut dalam air, tetapi larut dalam butanol. Amilopektin menyebabkan sifat lengket, tidak larut dalam air dingin, dan mempunyai berat molekul 60.000 – 100.000 (zulfa dalam Marbun, 2007). Pada pembuatan bioplastik, pati dari biji nangka merupakan polisakarida yang tersusun dari glukosa yang saling berikatan. Ikatan tersebut dapat diputuskan secara kimia melalui proses hidrolisis dengan menggunakan asam sebagai katalisator. Amilosa merupakan polimer yang lurus dan panjang, sedangkan amilopektin merupakan polimer pendek dan bercabang. Agar bisa dimanfaatkan sebagai plastik, maka perlu teknik hidrolisis asam dengan menambahkan asam cuka ke dalam tepung biji nangka untuk memecahkan cabang amilopektin yang membuat plastik menjadi rapuh dan kaku. Dan perlu menambahkan gliserin sebagai plasticizer untuk melumaskan agar tidak lengket.

Hidrolisis merupakan proses terjadinya reaksi antara senyawa kimia organik dengan anorganik , dimana air memegang peranan penting dalam proses peruraian. Hidrolisis yang banyak digunakan adalah hidrolisis dengan menggunkaan asam atau enzim sebagai katalis. Melalui proses hidrolisis dengan asam karena pemotongan rantai pati tidak teratur persentase konversi menjadi gula dengan menggunkan asam  akan lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan enzim. Pada hidrolisis sempurna dimana pati seluruhnya dikonversikan menjadi dekstrosa. Reaksi hidrolisis tersebut dipengaruhi oleh adanya katalisator, temperatur, dan kadar suspensi pati. Katalisator yang digunkan dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan asam cuka  karena dengan katalis asam reaksinya dapat berjalan lebih cepat. Kecepatan reaksi tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi asam.

Dalam pembuatan bioplastik ini, hanya diperlukan 4 bahan yaitu glycerin, asam cuka, air, dan tepung biji nangka serta boleh ditambahkan tepung maizena untuk menambahkan polimernya agar plastic menjadi elastic. Kemudian semua bahan tersebut dicampur menjadi satu dan dipanaskan hingga campuran tersebut berubah menjadi gell dan bening. Namun pada saat proses pencetakan, alat pencetak perlu diolesi minyak sayur sebagai pelumas agar ketika kering mudah dilepas dari pencetak atau tidak lengket.

IV.    DESKRIPSI

A.    Waktu dan tempat penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium IPA SMP Negeri 1 Slawi yang beralamat di jl. Prof. Moh. Yamin no. 32 Slawi kab. Tegal. Penelitan dilaksanakan pada tanggal 1 s.d 10 Agustus 2013.

B.   Alat dan bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengaduk, beker glas, kompor Bunsen, kaki tiga, cat, akuades, pasta warna, biji nangka, glycerin, dan asam cuka.

C.       Rancangan percobaan

a.       Studi literature

Studi literature bertujuan untuk mengetahui proses pembuatan bioplastik dengan mempertimbangkan berbagai parameter seperti kandungan zat pati dalam biji nangka, proses pembuatan bioplastik, dan pengujian bioplastik.

b.      Proses pembuatan pati

Bahan baku berupa biji nangka yang direbus selama 30 menit, kemudian ditumbuk hingga halus. Setelah itu dikeringkan/dijemur. Setelah kering di tumbuk lagi hingga lebih halus kemudian diayak. Hasil ayakan tersebut dijadikan sebagai tepung biji nangka.

c.       Proses pembuatan bioplastik

Alat yang perlu dipersiapkan dalam pembuatan bioplastik adalah kompor atau Bunsen untuk memanaskan, wajan/panci kecil atau gelas kimia sebagai tempat untuk mencampurkan semua bahan, pengaduk, dan cetakan berupa papan atau tempat roti (loyang). Sedangkan bahan yang digunakan adalah tepung biji nangka, tepung maizena, gliserin, asam cuka makanan, dan air. Langkah –langkah pembuatan bioplastik adalah sebagai berikut:

1.      Tuangkan 2 sendok teh tepung biji nangka, 1 sendok teh tepung maizena, 1 sendok teh gliserin, 1,5 sendok teh asam cuka, dan 50 ml air kedalam wadah (gelas kimia, wajan atau panci). Kemudian campurkan dan diaduk.

2.      Panaskan campuran tersebut di atas kompor atau Bunsen sambil diaduk-aduk hingga membentuk gell bening seperti lem.

3.      Setelah campuran tersebut berubah warna menjadi bening, angkatlah dan tiriskan pada papan/cetakan roti.

4.      Membentuk adonan bioplastik menjadi aksesoris

5.      Keringkan di bawah sinar matahari.

6.      Setelah kering, angkatlah dari cetakan dan bioplastik bisa digunakan.

7.      Menguji bioplastik dengan uji kelenturan, uji permeabilitas, dan uji biodegradasi.

d.      Uji sifat mekanik

Uji sifat mekanik bertujuan untuk mengetahui kelenturan, kerapuhan, kekakuan dan kekuatan bioplastik tersebut. Uji sifat mekanik dilakukan dengan cara uji elastisitas bioplastik (elongasi) dan uji kuat tarik (Marbun, 2007).

Uji elastisitas bioplastik (elongasi) dapat dianalisis dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

ɛ =

keterangan :

ɛ = elastisitas bioplastik/regangan/elongasi (%)

  = pertambahan panjang (cm)

o                 = panjang awal (cm)

Uji kuat tarik dapat dianalisis dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Keterangan:

σ           = kuat tarik (N/cm²)

Aѳ        =luas penampang awal (cm²)

F maks = beban maksimal (N)

Karakteristik uji kuat tarik dilakukan dengan cara meletakkan beban berat di atas bioplastik hingga bioplastik tersebut patah. Sehingga dapat diketahui seberapa berat beban yang harus diletakkan pada bioplastik tersebut. Kemudian kita bandingkan antara berat beban dengan luas penampang bioplastik. Sedangkan uji regangan (elongasi) dilakukan dengan cara mengukur masing-masing sisi bioplastik tersebut sebelum dan sesudah di berikan beban berat. Kemudian dibandingkan antara massa beban yang akan diletakkan di atas bioplastik dengan luas penampang bioplastik.

e.       Uji permeabilitas

Uji permeabilitas bertujuan untuk mengetahui permeabilitas bioplastic terhadap air, dalam hal ini apakah bioplastik tersebut mudah larut air, sehingga cepat rapuh dan tembus air, ataukah tahan air. Dalam hal ini dengan cara memberikan zat cair di atas bioplastik tersebut.

f.       Uji biodegradasi

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui biodegradabilitas dari bioplastik yang dihasilkan adalah pengujian soil burial test (Suryani,2013). Pengujian ini berguna untuk mengetahui laju penguraian sampel atau masa pelapukan bioplastik, sehingga waktu yang dibutukkan sampel tersebut untuk diuraikan oleh mikroorganisme dalam tanah dapat diketahui. Dalam hal ini dilakukan dengan teknik penanaman di dalam tanah, yaitu meletakkan bioplastik di dalam wadah/kaleng berisi tanah dan sampah organic. Kemudian didiamkan selama 1 minggu, setelah itu dilihat kembali untuk mengamati morfologi dan massa bioplastik antara sebelum dan sesudah diletakkan di dalam tanah.

D.      HASIL DAN PEMBAHASAN

Sintesis pati biji nangka

Pati atau amilum pada biji nangka dapat diperoleh dengan cara merebus biji nangka kemudian ditumbuk dan dikeringkan. Setelah kering ditumbuk lagi dan diayak. Hasil ayakan tersebut digunakan sebagai tepung biji nangka. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap 100 gr biji nangka yang direbus menghasilkan 36 gr tepung biji nangka. Tepung biji nangka ini bisa digunakan sebagai bahan untuk membuat bioplastik.

 

Gambar 1. Proses pembuatan tepung biji nangka

Sintesis bioplastik

Proses sintesis bioplastik dilakukan secara sederhana yaitu dengan mencampurkan semua bahan (blending) berupa glycerin, asam cuka, tepung biji nangka, air, dan tepung maizena. Kemudian dipanaskan, setelah itu dicetak dan dikeringkan. Glycerin berfungsi sebagai pelumas dan plasticizer, sedangkan asam cuka berfungsi sebagai pemutus polimer dari amilopektin sehingga plastic menjadi rapuh dan mudah diuraikan.

Gambar 2. Proses blending

Hasil  pengujian

a.       Hasil pengamatan morfologi

Pengamatan morfologi dilakukan untuk mengetahui bentuk bioplastik dan massa bioplastik. Berdasarkan pengamatan, dapat diketahui bahwa bioplastik dari biji nangka mempunyai bentuk yang elastic (lentur), transparan, dan kaku. Hal ini dapat ditunjukkan pada gambar berikut ini.

        

A                                                            B

Gambar 3. Hasil bioplastik dengan massa A 6,5 gr dan B 8 gr

b.      Hasil pengujian uji elastisitas regang (elongasi)

Tujuan dari pengujian elastisitas regang (elongasi) adalah untuk menguji sifat mekanik bioplastik biji nangka yaitu dari kelenturan, kekuatan, kerapuhan, dan kekakuan. Pengujian ini dilakukan dengan cara memberikan beban pada bioplastik tersebut, dan mengamati pertambahan panjang bioplastik. Jika beban yang diberikan dapat  membuat bioplastik menjadi lebih panjang, maka elastisitas regang dapat dihitung. Sehingga dalam hal ini dilakukan pengukuran luas awal dan luas akhir pada bioplastik. Hasil pengukuran awal luas bioplastik adalah 225 cm² kemudian setelah dilakukan uji elastisitas regang dengan memberikan beban, maka terjadi penambahan luas bioplastik menjadi 246,68 cm² sehingga dengan menggunakan rumus elongasi dapat diketahui elastisitas regangnya sebesar 1,10 %.  

c.       Hasil pengujian uji kuat tarik

Pengujian kuat tarik dilakukan untuk mengetahui kerapuhan dan kekuatan bioplastik terhadap tekanan pada beban yang dibawa. Dalam hal ini pengujiannya dengan menggunakan penambahan massa beban hingga bioplastik tersebut mengalami kerapuhan. Setelah rapuh dan putus maka dapat diketahui hasil kekuatan gaya tarik maksimalnya dengan menggunakan rumus uji kuat tarik. Dalam hal ini diketahui massa bioplastik adalah 6,5 gr dan luas penampang awal 225 cm². Hasil uji kuat tarik pada berbagai macam massa beban dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel 1. Hasil uji kuat tarik bioplastik biji nangka

No	Massa beban	Aѳ	Uji kuat tarik (σ)	Hasil
1	100 gr	1 N	0,0044 N/cm2	Belum rapuh
2	200 gr	2 N	0,009 N/cm2	Belum rapuh
3	300 gr	3 N	0,013N/cm2	Belum rapuh
4	400 gr	4 N	0,017 N/cm2	Belum rapuh
5	500 gr	5 N	0.022 N/cm2	Rapuh dan putus

Berdasarkan tabel di atas dapat diketahui bahwa kuat tarik bioplastik biji nangka sebesar 0,022 N/cm² dengan massa beban maksimum 500 gr. Sehingga kekuatan bioplastik tersebut hanya mencapai beban 500 gr.

d.      Hasil pengujian biodegradasi

Pengujian biodegradasi dilakukan untuk mengetahui laju atau masa pelapukan bioplastik di dalam tanah oleh bakteri pengurai. Dalam hal ini dengan mengamati bentuk dan morfologi bioplastik serta massanya setelah dipendam di dalam tanah kering yang dicampur sampah organic selama 5 hari. Berdasarkan hasil pengamatan secara visual dapat diketahui bahwa terjadi perubahan warna dan morfologi bioplastik menjadi berwarna coklat, lebih kecil dan lunak, tidak elastic, dan massanya berubah dari massa awal 6,5 gr menjadi 2,3 gr. Hal ini dapat ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar 4. Bioplastik setelah mengalami biodegradasi didalam tanah selama 5 hari.

Berdasarkan gambar di atas, dapat diketahui bahwa warna dan bentuk bioplastik semakin berubah seiring bertambahnya waktu biodegradasi, dan juga persentase pengurangan massa bioplastik sebesar 35%.

e.       Uji permeabilitas zat cair

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui daya serap/absorsi zat cair dari bioplastik biji nangka. Berdasarkan percobaan awal penambahan glycerin yang sedikit membuat bioplastik tersebut kurang tahan terhadap air, sehingga mudah menyerap cairan. Namun, setelah ditambahkan glycerin bioplastik menjadi lebih tahan terhadap zat cair. Dengan demikian, glycerin sangat menentukan sifat permeabilitas bioplastik karena sebagai plasticizer.

f.       Penggunaan bioplastik sebagai aksesoris

Bioplastik yang sudah diblending kemudian dibentuk untuk dijadikan aksesoris yang nantinya setelah kering diberikan tambahan warna.

 

Gambar 5. Bioplastik yang dibentuk menjadi aksesoris

Pada gambar 5 menunjukkan bioplastik dapat dibentuk menjadi aksesoris berupa gantungan kunci dan bross yang cantik.

Bioplastik adalah plastik atau polimer yang secara alamiah dapat dengan mudah terdegradasi baik melalui serangan mikroorganisme maupun oleh cuaca (kelembaban dan radiasi sinar matahari). Bioplastik terbuat dari sumber biomassa seperti minyak nabati, amilum jagung, amilum biji, atau mikrobiota. Pada percobaan pembuatan bioplastik ini menggunakan bahan dasar tepung dari biji nangka, karena memiliki komponen dasar yaitu amilose dan amilopektin. Amilose adalah polimer yang lurus dan panjang. Sedangkan amilopektin adalah polimer yang pendek dan bercabang , artinya polimer ini akan menghasilkan plastik yang pendek dan rapuh.

Ada dua cara yang dapat kita lakukan untuk menghasilkan plastik yang kita inginkan, pertama yaitu dengan menggunakan teknik hidrolisis asam (acid hydrolysis) dengan menambahkan cuka kedalam plastik sehingga kita bisa mematahkan cabang amilopektin yang dapat membuat plastik menjadi kaku dan rapuh. Cara kedua dengan menambahkan plasticyzer (bahan ini dapat dibeli di toko kimia dengan nama dagang gliserin), gliserin berperan sebagai pelumas pada tingkat molekul sehingga dapat membuat plastik bersifat kuat dan lentur, sifat ini dapat kita peroleh sesuai keinginan dengan mengatur gliserin yang ditambahkan, jika kita ingin memperoleh plastik yang lentur maka tambahkan gliserin yang banyak, namun jika kita menginginkan plastik yang kaku maka penambahan gliserin sedikit saja.

Bioplastik biji nangka yang telah dibuat kemudian diuji baik secara morfologi maupun sifat mekaniknya. Pengujian secara morfologi dilakukan secara visual dengan mengamati bentuk dan warna, serta pengujian biodegradasi dan permeabilitas zat cair. Sedangkan pengujian sifat mekanik dilakukan dengan menguji elastisitas regang/elongasi dan uji kuat tarik. Berdasarkan hasil pengamatan, bioplastik dari biji nangka mempunyai bentuk yang sama seperti bioplastik lainya yaitu elastic, dan halus.

Pengujian biodegradasi menunjukkan waktu pelapukan dan penguraian bioplastik oleh mikroorganisme pengurai. Dalam hal ini, selama 5 hari proses biodegradasi di dalam tanah kering yang dicampur sampah organic, bioplastik mengalami perubahan morfologi yaitu bentuk menjadi lebih kecil, lunak, dan berlubang, dan warna menjadi lebih coklat serta massanya berkurang 35% yaitu menjadi 2,3 gr. Sedangkan pengujian permeabilitas zat cair menunjukkan bahwa bioplastik tahan terhadap zat cair, akan tetapi hal ini disesuaikan dengan intensitas glycerin yang ditambahkan.

Pengujian elastisitas regang/elongasi dilakukan untuk mengetahui kelenturan dan elastisitas bioplastik terhadap beban yang dibawa. Hasil pengukuran  uji elongasi dihitung dengan membandingkan luas awal bioplastik dan luas akhir bioplastik setelah mengalami peregangan dan pertambahan luas ketika diberikan beban maksimal. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa luas awal bioplastik 225 cm² dan luas akhir bioplastik setelah diberikan beban maksimal 500 gr menjadi 246,68 cm² sehingga elastisitas regangnya sebesar 1,10%. Tingkat elastisitas regang/elongasi dapat dipengaruhi oleh banyaknya glycerin yang diberikan, semakin banyak glycerin yang ditambahkan, maka tingkat elastisitas semakin besar sehingga bioplastik menjadi lebih lentur dan kuat.

Pengujian kuat tarik dilakukan untuk menguji kekuatan gaya tarik dan kekuatan bioplastik terhadap tekanan dari beban yang dibawa. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa bioplastik dengan massa 6,5 gr dan luas penampang 225 cm² dapat menampung dan membawa beban maksimal sebesar 500 gr atau berat sebesar 5 N. hal ini ditunjukkan dengan terjadinya kerapuhan dan robeknya bioplastik ketika digunakan untuk membawa beban tersebut, sehingga untuk gaya tarik kuatnya sebesar 0,022 N/cm².  Berdasarkan hasil pengamatan dan pengujian tersebut di atas, maka biji nangka dapat digunakan sebagai bioplastik yang mudah diuraikan.

V.                KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.      Pati biji nangka dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan bioplastik.

2.      Proses pembuatan bioplastik dilakukan secara sederhana melalui tahapan sintesis pati biji nangka, blending (pencampuran bahan), dan pengeringan.

3.      Secara morfologi, bioplastik dari biji nangka mempunyai bentuk yang sama dengan bioplastik lainya dan elastic.

4.      Pengujian elongasi menunjukkan persentasi elastisitas regang bioplastik sebesar 1,10% dengan massa 6,5 gr dan luas 225 cm².

5.      Pengujian kuat tarik menunjukkan persentase kuat tarik bioplastik sebesar 0,022 N/cm² dengan beban makasimal yang dibawa sebesar 500gr.

6.      Bioplastik juga dapat digunakan untuk membuat aksesoris cantik seperti bross dan gantungan kunci.

VI.    DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Bioplastik. http://id.wikipedia.org/wiki/Bioplastik. Diakses tanggal 30 Juni 2013

Anonim. 2013. http://eltracytaocktora.blogspot.com/2012/09/amilum-atau-amilosa.html. Diakses tanggal 30 Juni 2013

Marbun, Sulartono Eldo. 2007. Skripsi : Sintesa Bioplastik Dari Pati Ubi Jalar Menggunakan Penguat Logam ZnO dan Penguat Alami Selulosa. Prodi Teknik Kimia, Fakultas Teknik UI, Depok.

Maruli Tua, Harri Sabar. 2013. Potensi Tepung Biji Nangka (artocarpus heterophyllus) Dalam Pembuatan Kukis Dengan Penambahan Tepung Tempe. http://repository.ipb.ac.id. Diakses tanggal 30 Juni 2013

Suryani. 2013. Sintesa Dan Uji Biodegradasi Polimer Alami. http://jurnal.pnl.ac.id/wp- content/plugins/Flutter/files_flutter/13648880656.SintesadanUJiBiodegradasi.pdf. Diakses tanggal 30 Juni 2013

Waldi, Jummi . 2007. Jurnal : Pembuatan bioplastik poli-β-hidroksialkanoat (pha) yang dihasilkan oleh rastonia eutropha pada Substrat hidrolisat pati sagu dengan Pemlastis isopropil palmitat. Departemen teknologi industri pertanian, Fakultas teknologi pertanian, Institut pertanian Bogor, Bogor.