TEKNOLOGI PEMBUATAN BIOPLASTIK

DARI PATI UBI JALAR

Latar Belakang Masalah

Penggunaan plastik telah meluas hampir ke seluruh bidang kehidupan. Berbagai produk dan peralatan dihasilkan dari bahan ini karena dinilai lebih ekonomis, tidak mudah pecah, fleksibel, dan ringan. Salah satu contoh produk berbahan plastik yang paling sering dipakai oleh masyarakat adalah kantong plastik.

Berbagai cara telah ditempuh untuk mengurangi dampak dari penggunaan produk berbahan dasar plastik. Salah satunya dengan menimbun sampah plastik, namun cara ini akan menimbulkan masalah berupa pencemaran tanah. Cara lain yakni dengan melakukan program 3R (reduce, re-use, dan recycle). Program ini memerlukan sedikit kreatifitas terutama dalam hal recycle (daur ulang). Plastik yang mengalami daur ulang pun juga harus bersih sehingga pemisahan sampah diperlukan, seperti yang telah dilakukan di negara maju seperti Australia, Canada, dan negara-negara Eropa (Rukaesih Ahmad, 2004).

Plastik yang selama ini dipakai berasal dari minyak bumi, gas alam, dan batu bara. Bahan dasar tersebut mulai mengalami pengurangan di alam serta tidak bisa diperbarui (Yuli Darni, 2008). Penggantian minyak bumi sebagai bahan baku pembuatan plastik telah dilakukan dengan menggunakan bahan yang mudah didapat, berasal dari alam, dan mudah terdegradasi. Negara maju seperti Amerika Serikat telah mengembangkan polimer dengan bahan yang bersifat terbarui. Polimer yang dikembangkan dari tanaman berupa pati, selulosa, lignin, dari mikroorganisme dalam bentuk PLA (polylactic acid), dan dari hewan dalam bentuk kitin, kitosan, kasein, gelatin (Phil S. dan Stephen W., 2008).

Solusi lain dalam pemecahan masalah ini adalah dengan mengganti bahan dasar konvensional tersebut menjadi bahan yang mudah diuraikan oleh pengurai, yang disebut dengan plastik biodegradabel (bioplastik). Keuntungan dari bioplastik ini sangat jelas, yaitu mengurangi limbah plastik yang semakin lama jumlahnya semakin banyak. Bioplastik dirancang untuk memudahkan proses degradasi terhadap reaksi enzimatis mikroorganisme seperti bakteri dan jamur (Avella, 2009). Salah satu bahan yang mudah diuraikan adalah pati. Pati menjadi material yang menjanjikan untuk bahan plastik karena sifatnya yang universal, dapat diperbaharui dan harga terjangkau. Selain itu terda[at juga penguat alami, selulosa dengan keungulan sebagai material organik yang sangat melimpah pada lapisan biosfer dan merupakan material yang kuat. Dengan melakukan variasi penguat tersebut diharapkan akan diperoleh biokomposit yang mempunyai sifat mekanik, morfologi dan biodegradibilitas yang optimal.

Sejarah Perkembangan Plastik

Penemuan dan pembuatan plastik, pertama kali dilaporkan oleh Dr.Montgomerie pada tahun 1843, yaitu oleh penduduk Malaya dengan cara memanaskan getah karet kemudian dibentuk dengan tangan dan dijadikan sebagai gagang pisau. Pada tahun 1845 J.Peluoze berhasil mensintesa sululosa nitrat. Cetakan bahan plastik yang pertama, dipatenkan oleh J.L.Baldwin pada tangal 11 Februari 1862 yang disebut dengan molds for making daguerreotype cases. Cetakan ini kemudian digunakan secara luas untuk membentuk bahan-bahan plastik yang terdiri dari campuran getah karet dengan berbagai bahan pengisi, humektan dan pemplastik.

Penemuan selulosa nitrat atau seluloid pertama kali dilakukan oleh Dr.John Wesley Hyatt dari New York yaitu untuk menggantikan bola bilyard yang sebelumnya terbuat dari gading. Seluloid digunakan juga untuk mainan anak-anak, pakaian, cat dan vernis, serta film untuk foto.

Tahun 1920 Dr.Leo Hendrik Baekeland (Belgia) menemukan reaksi antara fenol dan formaldehida yang menghasilkan bakelite, dan penemuan ini dianggap sebagai awal industri plastik. Berbagai jenis bahan kemasan plastik baru bermunculan sesudah perang dunia kedua usai. Penemuan jenis-jenis plastik diantaranya adalah :

- Polystirene (mudah remuk) tahun 1830

- Vinil Chlorida tahun 1835

- Polyvinil chlorida tahun 1872

- Karet sintesis (metil butadiena) tahun 1915

- Neoprene tahun 1931

- Polyethylene tahun 1933

- Butadiena-styrene tahun 1933

- Karet-hidroklorida tahun 1934

- Polystirene yang ditambah dengan karet sehingga lebih kuat pada tahun 1950

- Polyprophylene tahun 1954

Plastik Biodegradabel (Bioplastik)

            Bioplastik adalah polimer yang dapat berubah menjadi biomassa, H2O, CO2 dan atau CH4 melalui tahapan depolimerisasi dan mineralisasi. Bioplastik merupakan suatu material polimer yang berubah ke dalam senyawa berat molekul rendah dimana paling sedikit satu tahap pada proses degradasinya melalui metabolisme organisme secara alami (Seal & Griffin, 1994). Bioplastik akan terurai oleh aktivitas pengurai melalui proses biodegradasi.

Prosedur Pembuatan Bioplastik

1.    Ekstraksi Pati

-          Mengupas kulit ubi jalar, kemudian mencuci bagian daging ubi jalarnya

-          Memarut daging ubi jalar hingga halus

-          Menambahkan air pada bahan yang sudah diparut dengan perbandingan 1kg bahan : 2 liter air

-          Melakukan penyaringan menggunakan kain saring sampai diperoleh ampas dan cairan (suspensi oati)

-          Mengekstraksi kembali ampas yang diperoleh dari proses penyaringan dengan penambahan air (1 kg ampas : 2 liter air), kemudian menyaring kembali untuk mendapatkan pati

-          Mencampurkan cairan pati yang diperoleh dari penyaringan pertama dan kedua dan mengendapkannya selama 1 jam, kemudian air hasil pengendapan dibuang sehingga diperoleh pati basah

-          Mengeringkan pati basah sampai diperoleh produk yang kering

-          Setelah pati disiapkan, selanjutnya adalah pembuatan bioplastik

2.    Pembuatan Bioplastik dengan Konsentrasi Penguat Selulosa

-          Mencampurkan 25% gliserol wt (dari 5 gram pati) dengan selulosa yang massanya 3% wt (dari 5 gram pati) dan 100 ml aquadest

-          Memasukkan campuran ke dalam ultrasonic processor selama 50 menit

-          Menambahkan matriks pati ubi alar sebanyak 5 gram, lalu memanaskan pada suhu 80-90⁰C dan melakukan pengadukan menggunakan stirrer dengan waktu 40 menit

-          Menuangkan campuran yang telah diaduk pada cetakan flexi glass ukuran 20x20 cm

-          Mengeringkan campuran dalam oven dengan suhu 40-50⁰C selama 5-6 jam

-          Mengeluarkan campuran dari oven, kemudian membiarkannya pada suhu kamar hingga campuran dapat dilepaskan dari cetakan

Sumber referensi :
Marbun, E. 2012. Sintesis Bioplastik dari Pati Ubi Jalar Menggunakan Penguat Logam ZnOdan Penguat Alami Selulosa. UI Press. Depok.