Bio Plastik

Click here to load reader

  • date post

    05-Dec-2014
  • Category

    Documents

  • view

    130
  • download

    5

Embed Size (px)

description

laporan

Transcript of Bio Plastik

PEMBUATAN BIOPLASTIK POLI--HIDROKSIALKANOAT (PHA) YANG DIHASILKAN OLEH Rastonia eutropha PADA SUBSTRAT HIDROLISAT PATI SAGU DENGAN PEMLASTIS ISOPROPIL PALMITAT

Oleh

JUMMI WALDIF34102017

2007 DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

Hidup akan terasa indah jikalau kita mau menikmati setiap episode-episode yang kita jalani. Hidup bukanlah untuk menyesali kondisi yang ada, sebab kita bisa mengambil hikmah dari setiap kejadian yang kita rasakan dan alami. Memang hidup itu penuh dengan jalan yang berliku; selalu dihadapkan dengan masalah, baik besar maupun kecil. Kita perlu menyadari bahwa setiap masalah yang kita hadapi adalah sebuah tahapan untuk menuju kedewasaan dalam menjalani serta mengarungi kehidupan ini. -Siwal-

JUMMI WALDI. F34102017. Pembuatan Bioplastik Poli--Hidroksialkanoat (PHA) yang Dihasilkan oleh Rastonia Eutropha pada Substrat Hidrolisat Pati Sagu dengan Pemlastis Isopropil Palmitat. Dibawah bimbingan Chilwan Pandji dan Khaswar Syamsu. 2007.

RINGKASANPenggunaan bahan dasar plastik yang dapat didegradasi secara biologis oleh mikroorganisme alami sebagai substitusi plastik berbasis petrokimia merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi permasalahan lingkungan yang ditimbulkan oleh sampah-sampah non-organik. Salah satu bahan bioplastik yang cukup penting dan masih terus diteliti serta dikembangkan sampai saat ini adalah Poli--Hidroksialkanoat (PHA). Poli--hidroksialkanoat (PHA) merupakan poliester hidroksialkanoat yang disintesa oleh sejumlah bakteri sebagai komponen simpanan energi dan karbon intraseluler, diakumulasi sebagai granula dalam sitoplasma sel (Lee, 1996). Pada penelitian ini PHA diperoleh dari hasil kultivasi Ralstonia eutropha secara fed-batch selama 96 jam pada substrat hidrolisat pati sagu. Pemlastis adalah cairan aditif yang digunakan untuk melembutkan polimer plastik sehingga dapat merubah sifat kaku menjadi lebih fleksibel. Berdasarkan komposisi asam lemak minyak sawit yang unik dengan kadungan asam lemak utama, yaitu asam oleat dan palmitat atau fraksi olein dan stearin, kedua fraksi tersebut dapat dikonversi menjadi pemlastis. Salah satu ester asam lemak minyak sawit yang dapat dimanfaatkan sebagai pemlastis adalah isopropil palmitat (Sadi dan Purboyo, 1996). Isopropil palmitat merupakan ester dari isopropil alkohol dan asam palmitat, mempunyai nama resmi 1-metil etil heksadekanoat (Anonim1, 2006). Pembuatan bioplastik dilakukan dengan metode solution casting dan menggunakan klorofom sebagai pelarut. Konsentrasi isopropil palmitat (IPP) yang dipakai adalah 0% (b/b) (kontrol), 10% (b/b), 15% (b/b), dan 20% (b/b). Untuk melihat pengaruh penambahan IPP sebagai pemlastis maka dilakukan karakterisasi sifat mekanis, gugus fungsi, sifat termal, dan derajat kristalinitas dari bioplastik yang dihasilkan. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh kesimpulan bahwa kuat tarik bioplastik PHA yang dibuat dengan menggunakan pemlastis IPP semakin turun sejalan dengan peningkatan konsentrasi IPP sebagai pemlastis. Nilai kuat tarik bioplastik dengan konsentrasi IPP 0% (b/b), 10% (b/b), 15% (b/b), dan 20% (b/b) adalah berturut-turut sebesar 10.923 MPa, 6.1371 MPa, 4.6219 MPa, dan 2.6160 MPa. Nilai perpanjangan putus bioplastik dengan konsentrasi IPP 0% (b/b), 10% (b/b), 15% (b/b), dan 20% (b/b) adalah berturut-turut sebesar 2.7262%, 2.8534%, 2.8649%, dan 1.7147%. Dan nilai elastic modulus bioplastik dengan konsentrasi IPP 0% (b/b), 10% (b/b), 15% (b/b), dan 20% (b/b) adalah berturut-turut sebesar 500.99 MPa, 298.18 MPa, 208.81 MPa, dan 182.64 MPa. Pada pengujian kuat tarik ini, bioplastik dengan konsentrasi IPP 15% (b/b) memiliki titik yield, dimana titik ini menandakan terjadinya proses perpindahan deformasi elastis kepada deformasi plastis yang memungkinkan bioplastik ini untuk memiliki perpanjangan putus lebih besar. Berdasarkan karakteristik

mekanik tersebut dapat dinyatakan bahwa bioplastik yang dibuat dengan konsentrasi IPP 15% (b/b) adalah yang terbaik. Analisa gugus fungsi bioplastik tanpa pemlastis (Juari, 2006) menunjukkan peak dominan untuk gugus fungsi PHA yaitu adanya gugus C = O ester, gugus C O C polimer, gugus OH, gugus CH2, gugus C C, dan gugus CH3. Sedangkan analisa gugus fungsi untuk bioplastik dengan konsentrasi IPP 15% (b/b) menunjukan C = O ester pada bilangan panjang gelombang 1724.2. Sifat termal polimer meliputi pengujian suhu peralihan kaca Tg (glass transition) dan suhu pelelehan Tm (melting point). Hasil analisa DSC PHA tanpa pemlastis (Juari, 2006) dan bioplastik dengan konsentrasi IPP 15% (b/b) tidak dapat dibandingkan secara nyata karena terdapat beberapa perbedaan diantaranya kemurnian bahan baku (PHA) yang digunakan dan keakuratan alat pengujian. Tm untuk PHA tanpa pemlastis adalah sebesar 168,72 oC sedangkan Tm untuk bioplastik dengan konsentrasi IPP 15% (b/b) adalah sebesar 168.8 oC. PHA dengan derajat kristalinitas 100% mempunyai perubahan entalpi sebesar 146 J/g (Hahn et al.,1995). Dengan metode perbandingan langsung antara perubahan entalpi bioplastik sampel dan PHA 100% kristalin, maka dapat diketahui nilai derajat kristalinitas bioplastik PHA tanpa pemlastis adalah sebesar 50,52% dan bioplastik dengan konsentrasi IPP 15% (b/b) adalah sebesar 53.97%. Hasil pengukuran densitas bioplastik dengan konsentrasi IPP 0% (b/b), 10% (b/b), 15% (b/b), dan 20% (b/b) adalah berturut-turut sebesar 0.891 cm/g3, 0.880 cm/g3, 0.873 cm/g3, dan 0.699 cm/g3. Densitas bioplastik menurun sejalan dengan peningkatan jumlah konsentrasi IPP yang digunakan sebagai pemlastis.

JUMMI WALDI. F34102017. Production of Bioplastic Poly--Hydroxyalkanoate (PHA) Produced by Rastonia eutropha Using Hydrolyzed Sago Starch Substrate with Isopropyl Palmitate as Plasticizer. Supervised by Chilwan Pandji and Khaswar Syamsu. 2007.

SUMMARYBiodegradable polymer as a substitute for petrochemical based plastics is an alternative in solving environmental problem caused by non-organic wastes. One of the potential biodegradable polymers is Poly--Hydroxyalkanoate (PHA). Poly--Hydroxyalkanoate is polyester synthesized by various types of bacteria and accumulated as reserve energy and carbon in the form of granules in cytoplasm (Lee, 1996). In this research, PHA is produced by Ralstonia eutropha fed batch cultivation for 96 hours using hydrolyzed sago starch substrate. Plasticizer is a liquid additive which is used to soften a polymer and can change its characteristic into a more flexible shape. Based on an unique fatty acid composition of palm oil with especial content fatty acid, that is oleic acid and palmitate or fraction olein and stearin, both the fraction can be converted into plasticizers. One of fatty acid esters of palm oil that is able to be exploited as plasticizer is isopropyl palmitate (Sadi and Purboyo, 1996). Isopropyl palmitate is ester from isopropyl alcohol and palmitic acid that has the formal name of 1-metyl ethyl hexadecanoate (Anonim1, 2006). Bioplastic was made by solution casting method and use cloroform as solvent and isopropyl palmitate as plasticizer. The concentration of isopropyl palmitate (IPP) that is used in this research were 0% (w/w) (as control), 10% (w/w), 15% (w/w), and 20% (w/w). Mechanic, functional groups, thermal and crystalline analyses were used to observe the effects of IPP addition as plasticizer. The research results showed that bioplastic tensile strength progressively decrease with the increasing of IPP concentration. The tensile strengths values for 0%, 10%, 15%, and 20% (w/w) IPP bioplastics are 10.923 MPa, 6.1371 MPa, 4.6219 MPa, and 2.6160 MPa. The elongation at breaks values for 0%, 10%, 15%, and 20% (w/w) IPP bioplastics are 2.7262%, 2.8534%, 2.8649%, and 1.7147%. And the values of elastic modulus for 0%, 10%, 15%, and 20% (w/w) IPP bioplastics are 500.99 MPa, 298.18 MPa, 208.81 MPa, and 182.84 MPa. The tensile strength result for 15% (w/w) IPP bioplastic showed a yield point, which means that this bioplastic has a high value of elongation at break. Based on its mechanical characteristics, bioplastic with an addition of 15% (w/w) IPP is the best bioplastic result. Functional groups analysis of bioplastic without plazticizer addition (Juari, 2006) showed a dominant peak for PHAs functional groups, which is groups of C=O ester, groups of COC polymer, groups of OH, groups of CH2, groups of CC, and groups CH3. Functional groups analysis of bioplastic with 15% (w/w) IPP concentration showed a group of C=O ester at wavelength number of 1724.2. Thermal analysis of polymers includes analysis for glass transition temperature (Tg) and melting temperature (Tm). Results of DSC analysis showed that bioplastic PHA without plasticizer addition and bioplastic with 15% (w/w)

IPP concentration could not be compared directly because there were some differences between those bioplastics, such as the purity level of raw material (PHA) that was used and the accuracy of instrument test. Tm for PHA without plasticizer addition is 168.72 oC, while Tm of bioplastic with 15% (w/w) IPP concentration is 168.8oC. PHA with 100% crystalinity degree has a changing enthalpy for about 146 J/g (Hahn et al., 1995). By direct comparison method based on the changes of enthalpy bioplastics sample and PHA with 100% crystalinity degree, the crystalinity degree for bioplastic PHA without plasticizer addition is 50.52% and bioplastic PHA with 15% (w/w) IPP concentration is 53.97%. The results of density measurement of bioplastics by adding 0% (w/w), 10% (w/w), 15% (w/w), and 20% (w/w) IPP concentration is to 0.891 g/cm3, 0.880 g/cm3, 0.873 g/cm3, and 0.699 g/cm3. Bioplastics densities decrease with increasing of concentrations IPP which is used as plasticizer.

PEMBUATAN BIOPLASTIK POLI--HIDROKSIALKANOAT (PHA) YANG DIHASILKAN OLEH Rastonia eutropha PADA SUBSTRAT HIDROLISAT PATI SAGU DENGAN PEMLASTIS ISOPROPIL PALMITAT

SKRIPSI Sebagai salah sat