Jurnal Ilmiah Teknologi Pertanian

AGROTECHNO

Volume 8, Nomor 2, Oktober 2023

ISSN: 2503-0523 ■ e-ISSN: 2548-8023

Pengaruh Konsentrasi Polivinil Alkohol dan Magnesium Stearat terhadap Karakteristik Bahan Pengemas Biokomposit Foam Tapioka dan Glukomanan

The Effect of Polyvinyl Alcohol and Magnesium Stearate Concentration on The Characteristics of Tapioca Foam Biocomposite and Glucomananan Packaging Materials

Shafira Salsabila Putri 1, Bambang Admadi Harsojuwono1*, Anak Agung Made Dewi Anggreni1 1Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas

Udayana, Bali, Indonesia

Email: [email protected]

Abstract

Biocomposite foam made from tapioca glucomannan starch has weaknesses such as hydrophilicity and low mechanical properties. This purpose of this research is to determine the influence of polyvinyl alcohol (PVA) concentration and magnesium stearate on the characteristics of tapioca glucomannan biocomposite foam packaging material, as well as to determine the optimal concentration of PVA and magnesium stearate. A randomized block design with two factors was used in this study. The PVA concentrations, consisting of three levels (20%, 30%, 40%), were used as factor I, while the magnesium stearate concentrations (10%, 15%, 20%) were used as factor II. The observed variables were thickness, tensile strength, tear resistance, density, fixed compression, biodegradation time, and thickness expansion. The analysis of variance was performed followed by Duncan's test. The results showed that the concentrations of PVA and magnesium stearate had a significant effect on fixed compression, tensile strength, thickness expansion, tear resistance, and biodegradation, but they did not have a significant effect on thickness and density. The interaction between treatments had a significant effect on fixed compression, tear resistance, and tensile strength, but it did not have a significant effect on density, thickness, thickness expansion, and biodegradation time. The best physical characteristics were obtained from the biocomposite foam made with 40% PVA and 20% magnesium stearate, with a tensile strength of 2.10 N/cm2, tear resistance of 1.50 N/cm2, density of 0.40 g/ml, fixed compression of 2.89%, thickness of 3.59 mm, thickness expansion of 0.61%, and biodegradation time of 17.33 days.

Keywords: Biocomposite foam, tapioca, glucomannan, polyvinyl alcohol, magnesium stearate.

Abstrak

Biokomposit foam berbahan pati tapioka glukomanan memiliki kelemahan seperti hidrofilik dan memiliki sifat mekanik yang rendah. Tujuan Penelitian ini adalah mengetahui pengaruh konsentrasi polivinil alkohol serta magnesium stearat terhadap karakteristik bahan pengemas biokomposit foam tapioka glukomanan serta menentukan konsentrasi optimal polivinil alkohol dan magnesium stearate. Metode rancangan acak kelompok dengan dua factor digunakan pada penelitian ini. Konsentrasi polivinil alkohol yang terdiri atas 3 taraf yaitu 20%, 30%, 40% digunakan sebagai faktor I, sedangkan konsentrasi magnesium stearat yaitu 10%, 15%, 20% digunakan sebagai faktor II. Variabel yang diamati yaitu ketebalan, kuat tarik, ketahanan sobek, densitas, pampat tetap, waktu bidegradasi dan pengembangan tebal. Hasil analisis keragaman kemudian dilanjutkan uji Duncan. Hasil penelitian menunjukan konsentrasi polivinil alkohol dan magnesium stearat memberikan pengaruh sangat nyata terhadap pampat tetap, kuat tarik, pengembangan tebal, ketahanan sobek, dan biodegradasi, tetapi tidak memberikan pengaruh nyata terhadap ketebalan dan densitas. Interaksi antar perlakuan memberikan pengaruh sangat nyata terhadap pampat tetap, ketahanan sobek, dan kuat tarik, tetapi tidak memberikan pengaruh nyata terhadap densitas, ketebalan, pengembangan tebal, dan waktu biodegradasi. Pada polivinil alkohol 40 % dan magnesium stearat 20% dihasilkan biokomposit foam tapioka glukomanan dengan karakteristik fisik terbaik dengan nilai kuat tarik 2,10 N/cm2, ketahanan sobek 1,50 N/cm2, analisis densitas 0,40 g/ml, pampat tetap 2,89%, ketebalan 3,59 mm, pengembangan tebal 0,61%, dan waktu biodegradasi selama 17,33 hari.

Kata kunci: Biokomposit foam, tapioka, glukomanan, polivinil alkohol, magnesium stearat

PENDAHULUAN

Keberadaan kemasan sekali pakai dapat mengubah pola hidup masyarakat menjadi semakin praktis dan konsumtif, hal ini yang menyebabkan masyarakat

Indonesia semakin bergantung kepada penggunaan kemasan sekali pakai seperti. Namun, styrene pada styrofoam sulit terurai dengan mikoroogranisme sehingga dapat berdampak negatif lingkungan dan

kesehatan manusia. Adanya dampak negatif pada styrofoam maka diperlukan alternatif pengganti lain seperti biokomposit foam yang berbahan dasar alami seperti pati dan serat. Pada penelitian ini menggunakan dua pati yaitu tapioka dan glukomanan. Tapioka dan glukomanan merupakan bahan utama dalam pembutatan busa biokomposit. (Pradipta & Mawarani, 2012), pati tapioka mampu menghasilkan gel yang sangat baik, juga menghasilkan pasta yang bening bila dipanaskan (Indrianti, 2013). Menurut (Purnavita & Dewi, 2021), glukomanan memiliki kemampuan membentuk cross linker antar polimer lainnya. Namun, berdasarkan penelitian (Etikaningrum et al., 2016) biofoam dengan bahan pati memiliki kelemahan seperti sensitif terhadap air, sifat mekanik rendah dan fleksibilitas bahan rendah. Berdasarkan penjelasan tersebut, perlu adanya senyawa penguat untuk memperbaiki sifat mekanik biokomposit foam seperti senyawa polivinil alkohol (PVA). PVA (polivinil alcohol) memperbaiki karakteristik mekanik biofoam karena PVA berfungsi untuk memadatkan struktur yang dapat menstabilkan biokomposit foam (Hevira et al., 2021). Polivinil alkohol memiliki gugus (OH-) yang dapat berinteraksi dengan gugus karboksilat lainnya. Penelitian (Hendrawati et al., 2019), menunjukkan biofoam berbahan pati sagu dengan penambahan PVA 30% mempunyai nilai daya serap air 29,42%, biodegradabilitas 25,13% dan kuat tarik 2,22% MPa. Akan tetapi PVA bersifat hidrofilik sehingga tidak memenuhi SNI (Standar Nasional Indonesia). Maka dari itu perlu penambahan senyawa pengisi yang bersifat hidrofobik. Magnesium stearat adalah senyawa hidrofobik yang dapat mengurangi kemampuan serap dari biodegradable foam (Richana, 2016). Selain itu, interaksi PVA dan magnesium stearat dapat terjadi karena Polivinil alkohol memiliki gugus (OH-) yang dapat berikatan dengan ion magnesium pada magnesium stearat pada saat magnesium stearat terdisosiasi. Hasil pada penelitian (Ruscahyani et al., 2021) menjelaskan bahwa biofoam pati kulit jagung yang menggunakan 5% magnesium sterat sebagai demolding agent menghasilkan karakteristik terbaik. Namun berdasarkan percobaan pra-penelitian yang telah dilakukan konsentrasi yang menghasilkan hasil fisik terbaik yaitu magnesium stearat dengan konsentrasi 15% dari bahan matriks. Berdasarkan kajian tersebut, belum adanya informasi tentang pengaruh konsentrasi terbaik PVA dan magnesium stearate serta interaksi keduanya dalam membentuk biokomposit foam berbahan tapioka dan glukomanan. Maka dari itu, penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh PVA dan magnesium stearat serta interaksinya terhadap biokomposit foam tapioka glukomanan dan menentukan pada konsentrasi PVA dan magnesium stearat berapa yang

menghasilkan biokomposit foam optimal sesuai standar yang diacu yaitu standar Standar Nasional Indonesia (SNI) dan Standar Internasional.

METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian

Laboratorium Biokimia dan Nutrisi pada Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana digunakan sebagai pembuatan biokomposit foam, uji densitas, uji ketebalan, uji pengembangan tebal dilakukan. Sementara ujibiodegradasi dilakukan di Green House Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana, dan uji kuat tarik, uji pampat dan ketahanan sobek dilakukan di Universitas Brawijaya. Waktu pelaksanaan penelitian pada bulan Oktober - Desember 2022.

Bahan dan Alat

Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah tepung glukomanan (ikari), polivinil alkohol, tepung tapioka (rose brand), magnesium stearate, asam stearat, selulosa, sorbitol, asam asetat 1%, diisosianat (TDI-80), dan aquades. Sedangkan, alat yang digunakan pada penelitian adala gelas beaker 250ml (pyrex), timbangan analitik (ohaos piooner , gelas ukur (iwaki), batang pengaduk, pipet tetes, spatula, cetakan 10 x 10 cm, hotplate, pisau, timer, kertas kue, termometer, penggaris, mikrometer skrup, alat uji HD-B609A untuk ketahan sober dan kuat tarik, alat uji HD-F750-1 untuk pampat tetap

Rancangan Percobaan

Rancangan Acak Kelompok (RAK) digunakan sebagai metode dalam penelitian ini. Faktorial dengan dua faktor. Konsentrasi polivinil alkohol yang terdiri dari 3 taraf yaitu 20%, 30%, 40% dari bahan matriks digunakan sebagai factor I. Sementara, konsentrasi magnesium stearat 10%, 15%, 20% dari bahan matriks sebagai faktor II. Kemudian diperoleh 9 kombinasi perlakuan yang tiap kombinasi dikelompokan menjadi tiga kelompok berdasarkan perbedaan waktu pembuatan dan diperoleh 27 unit percobaan. Kemudian data yang didapat dari analisis keragamannya yang dilakukan pada masing-masing variable kemudia dilanjutkan dengan Uji Duncan dilakukan jika pada uji keragaman menunjukan perlakuan berpengaruh nyata.

Pelaksanaan Penelitian

Proses Pembuatan Biokomposit Foam

Proses pembuatan diawali dengan dipersiapan alat dan bahan yang diperlukan. Tapioka 3 g glukomanan 1,5 g ditimbang sehingga total bahan komposit (6 g), PVA alkohol (20%; 30%; 40%g) dari total matriks, magnesium stearat terdiri dari (10% ; 15% ; 20%) dari matriks dan penambahan larutan asam

asetat 1% dan poliol dan diisosianat sebanyak 17,15 g sehingga didapat total bahan 100 g. Tiga beaker disiapkan, gelas 1 berisi tapioka dan 2 berisi glukomanan masing – masing dilarutkan dengan asam asetat kemudian dipanaskan dengan suhu 75 ± 1oC selama 5 menit hingga membentuk gel. Kemudian disiapkan gelas beaker berisi asam stearate dan selulosa kemudain kedua gel tersebut dicampurkan kedalam campuran tersebut diaduk lagi selama 5 menit pada suhu 70 ℃. Setelah homogen ditambahkan polivinyl alkohol dan magnesium stearat dan diaduk hingga homogen. Setaelah homogen kemudian ditambah senyawa poliol (sorbitol) dan toluen diisosianat dan diaduk kembali selama 2 menit, hingga menghasilkan foam. Setelah foam terbentul selanjutnya dipindahkan kedalam cetakan dengan dengan ukuran 10 x 10 cm dan adonan foam kemudian dibiarkan mengembang maksimal selama 10 menit (Ferdiansyah, 2016). Kemudian biokomposit foam dicetak dengan alat press selama kurang lebih 20 menit. Setelah tercetak nampan foam dikengeringan dengan suhu 40 ℃ selama 18 jam menggunakan oven. Nampan foam yang telah jadi dilanjutkan dengan pengujian standar yang digunakan.

Variabel yang Diamati

Variabel ditentukan berdasarkan Standar Nasional Indonesia 06-1004-1989 mengenai karakteristik plastik busa/foam, Standar Internasional (SI) EN 317 mengenai plastik film dan ASTM D5988 mengenai biodegradasi aerobik material plastik di dalam tanah sebagai pengamatan mengikuti standar mutu. Dari standar yang telah disebutkan didapat 7 variabel pengamatan pada penelitian ini yaitu pampat tetap, ketebalan, densitas, kuat tarik, pengembangan tebal (SI EN 317), ketahanan sobek dan waktu biodegradasi (SI ASTM D5988).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kekuatan Tarik (Tensile Strength

Perlakuan konsentrasi PVA dan magnesium stearat serta interaksinya yang ditunjukan dalam analisis keragaman pada uji kuat tarik memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01) terhadap biokomposit foam tapioka glukomanan. Dengan nilai rata-rata kuat tarik antara 0,73 ± 0,06 – 2,10 ± 0,13 N/cm2.

Pada tabel 1 menunjukkan nilai kuat tarik tertinggi dimiliki oleh konsentrasi PVA 40% dengan magnesium stearat 20% dengan nilai sebesar 2,10 ± 0,13 N/cm2 berbeda sangat nyata dengan kombinasi perlakuan lain. Sedangkan pada konsentrasi PVA 20% dengan magnesium stearat 10% menghasilkan nilai kuat tarik terendah sebesar 0,73 ± 0,06 N/cm2, berbeda sangat nyata dengan kombinasi perlakuan lainnya. Nilai kuat tarik akan meningkat sejalan

dengan peningkatan jumlah konsentrasi polivinil alkohol dan magnesium stearat. Pernyataan tersebut sejalan dengan penelitian (Dermawan et al., 2020) polivinil alkohol dapat membentuk lapisan film yang akan memperkuat ikatan hydrogen yang terbentuk diantara rantai-rantai polimer. Penambahan magnesium stearat pada campuran PVA dapat meningkatkan nilai kekuatan tarik biofoam karena diduga adanya ikatan intermolekular antara magnesium stearat dan PVA dapat membantu meningkatkan kekuatan tarik biofoam. Dengan adanya ikatan antara PVA dan magnesium stearat, kekuatan dan kekakuan biofoam dapat meningkat. Hal ini karena adanya partikel pengisi magnesium stearat yang terikat pada molekul PVA membantu meningkatkan stabilitas struktural biofoam. Dari hasil penelitian ini nilai kuat tarik terbaik sebesar 2,10 N/cm2 yang berarti sudah memenuhi Standar Nasional Indonesia 061004-1989 yaitu minimal 0,70 N/cm2.

Tabel 1. Nilai rata-rata uji kuat tarik (N/cm2) dari biokomposit foam tapioka glukomanan dengan perlakuan polivinil alkohol dan magnesium stearat

Konsentras i Polivinil Alkohol

Konsentrasi Magnesium Stearat

10%

15%

20%

20%

0,73±0,06 e

1,12±0,07 d

1,21±0,10 d

30%

1,24±0,03 d

1,49±0,05

c

1,66±0,11 b

40%

1,45±0,05 c

1,66±0,02 b

2,10±0,13 a

Keterangan: perbedaan taraf kesalahan 5% ditunjukan pada perbedaan huruf dibelakang nilai rata-rata

Ketahanan Sobek

Perlakuan konsentrasi PVA dan magnesium stearat serta interaksinya yang ditunjukan dalam analisis keragaman pada uji ketahanan sobek memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01) terhadap biokomposit foam tapioka glukomanan. Dengan nilai rata-rata ketahanan sobek antara 0,54 ± 0,04 – 2

1,50 ± 0,09 N/cm .

Pada Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai ketahanan sobek tertinggi dimiliki oleh konsentrasi polivinil alkohol 40% dan magnesium stearat 20% sebesar 1,50 ± 0,09 N/cm2, berbeda nyata dengan kombinasi perlakukan lain. Sementara itu, konsentrasi polivinil alcohol 20% dan magnesium stearat 10% menghasilkan nilai ketahanan sobek terendah sebesar 0,54 ± 0,04 N/cm2, yang berbeda nyata dengan lainnya. Menurut (Bourtoom, 2008) nilai kekuatan sobek semakin meningkat dengan semakin meningkatnya konsentrasi PVA dan magnesium stearat.

Tabel 2. Nilai rata-rata uji ketahanan sobek (N/cm2) dari biokomposit foam tapioka glukomanan dengan perlakuan polivinil alkohol dan magnesium stearat

Konsentrasi Polivinil Alkohol

Konsentrasi Magnesium Stearat

10%

15%

20%

20%

0,54 ±

0,80 ±

0,86 ±

0,04e

0,05d

0,07d

30%

0,88 ±

1,07 ±

1,18 ±

0,02d

0,03c

0,08b

40%

1,05 ±

1,20 ±

1,50 ±

0,02c

0,04b

0,09a

Keterangan: perbedaan taraf kesalahan 5% ditunjukan pada perbedaan huruf dibelakang nilai rata-rata

Hal ini disebabkan PVA bersifat biokompetibel dengan komponen lain dalam komposit, sehingga mampu membentuk ikatan yang kuat (Chandrakala et al., 2013). Sementara itu magnesium stearat berperan sebagai lubrikan dan bahan pengisi dalam komposit polimer (Felton, 2006). Peran keduanya secara bersama – sama diduga membangun sinergi sehingga memperkuat ikatan keduanya sehingga meningkatkan ketahanan sobek. Dari hasil penelitian ini nilai ketahanan sobek terbaik sebesar 1,50 N/cm2 yang berarti sudah memenuhi Standar Nasional Indonesia 06-1004-1989 yaitu minimal 0,50 N/cm2.

Densitas

Perlakuan konsentrasi PVA dan magnesium stearat serta interaksinya yang ditunjukan dalam analisis keragaman pada uji densitas tidak memberikan pengaruh nyata (P>0,05) terhadap biokomposit foam tapioka glukomanan. Dengan rata-rata nilai densitas antara 0,03 – 0,04 g/ml.

Tabel 3 Nilai rata-rata nilai uji densitas (g/ml) dari biokomposit foam tapioka glukomanan dengan perlakuan polivinil alkohol dan magnesium stearat.

Konsentrasi Polivinil Alkohol

Konsentrasi Magnesium Stearat

10%

15%

20%

20%

0,03 ±

0,04 ±

0,03 ±

0,01a

0,01a

0,01a

30%

0,04 ±

0,03 ±

0,03 ±

0,01a

0,01a

0,01a

4∩o∕.

0,03 ±

0,03 ±

0,04 ±

0,02a

0,01a

0,01a

Keterangan:

perbedaan

taraf

kesalahan 5%

ditunjukan pada perbedaan huruf dibelakang nilai

rata-rata

Pada Tabel 3 menunjukkan bahwa bahwa biokomposit foam dengan campuran konsentrasi

PVA dan magnesium stearat menghasilkan nilai densitas yang tidak signifikan. Biokomposit foam polivinil alkohol dan magnesium stearat tidak berpengaruh nyata terhadap nila i densitas biokomposit foam. Hal ini dapat disebabkan adanya penambahan masa polivinil alkohol dan magnesium stearat yang menyebabkan peningkatan volume biokomposit foam (Kusuma & Hendrawati, 2021) perubahan densitas biofoam relative kecil. Nilai densitas dapat diperbaiki penambahan bahan pengisi lain yang partikelnya lebih kecil sehingga dapat mengisi rongga – rongga pada biokomposit foam. Dari hasil penelitian ini nilai densitas yang didapat masih belum memenuhi Standar Nasional Indonesia 06-1004-1989 yaitu 0,012–0,015 g/ml.

Pampat Tetap

Perlakuan konsentrasi PVA dan magnesium stearat serta interaksinya yang ditunjukan dalam analisis keragaman pada uji pampat tetap memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01) terhadap biokomposit foam tapioka glukomanan. Dengan rata-rata nilai pampat tetap antara 9,42 – 2,89 %.

Tabel 4. Nilai rata-rata uji pampat tetap (%) dari biokomposit foam tapioka glukomanan dengan perlakuan polivinil alkohol dan magnesium stearat.

Konsentrasi Magnesium Stearat

10%      15%      20%

9,42 ±     8,48 ±     6,73 ±

0,38a       0,44b       0,25d

7,63 ±     6,56 ±      5,81 ±

0,06c       0,38d       0,29e

Konsentrasi Polivinil Alkohol

20%

30%


Keterangan: perbedaan taraf kesalahan 5% ditunjukan pada perbedaan huruf dibelakang nilai rata-rata

Pada Tabel 4 menunjukkan bahwa konsentrasi polivinil alkohol 40% dan magnesium stearat 20% menghasilkan pampat tetap terbaik dengan nilai sebesar 2,89 ± 0,06%, berbeda nyata dengan kombinasi perlakuan lain. Sementara itu, pada konsentrasi nilai polivinil alkohol 20% dan magnesium stearat 10% menghasilkan nilai pampat tetap terburuk sebesar 9,42 ± 0,38%, yang berbeda nyata dengan perlakuan lainnya. Hal ini dapat disebabkan semakin tinggi kandungan PVA dan magnesium stearate, semakin meningkatkan volume biokomposit foam yang berarti ketabalannya semakin tinggi pula. Menurut (Suliwarno, 2018) semakin tinggi penggunaan PVA maka ikatan silang yang terbentuk antara PVA dan pati semakin banyak dan rapat karena adanya gugus hidroksil, sementara itu magnesium stearat memiliki sifat antikempal. Sinergi antar ketiganya menyebabkan semakin banyak jaring-jaring yang terbentuk dan menyebabkan gas hasil reaksi poliol dan diisosianat

semakin banyak tertahan, sehingga terjadi pengembangan dan peningkatan volume biokomposit foam. Hal ini berdampak pada nilai pampat tetap yang merupakan selisih tebal setelah dipampatkan dibagi tebal awal dikalikan 100%. Dengan demikian semakin tebal biokomposit awal sementara perubahan tebal pasca pemampatan kecil maka semakin rendah nilai pampat tetapnya. Dari hasil penelitian ini nilai ketahanan sobek terbaik sebesar sebesar 2,89% yang berarti sudah memenuhi Standar Nasional Indonesia 06-1004-1989 yaitu yaitu maksimum 10%.

Ketebalan

Perlakuan konsentrasi PVA dan magnesium stearat serta interaksinya yang ditunjukan dalam analisis keragaman pada uji ketebalan tidak memberikan pengaruh nyata (P>0,05) terhadap biokomposit foam tapioka glukomanan. Dengan rata-rata nilai ketebalan antara 3,07 ± 0,51 – 4,81 ± 1,77 mm.

Tabel 5. Nilai rata-rata nilai ketebalan (mm) dari biokomposit foam tapioka glukomanan dengan perlakuan polivinil alkohol dan magnesium stearat.

Konsentrasi Magnesium Stearat

10% 15% 20%

3,59±0,74a 3,52±0,35a 4,39±0,91a 3,07±0,51a 3,54±0,14a 4,81±1,77a 3,64±1,23a 4,49±1,25a 3,59±0,23a

Konsentrasi Polivinil Alkohol 20% 30% 40%


Keterangan: perbedaan taraf kesalahan 5% ditunjukan pada perbedaan huruf dibelakang nilai rata-rata

Pada tabel 5 menunjukkan bahwa penambahan senyawa polivinil alkohol dan magnesium stearate pada biokomposit foam dari tapioka dan glukomanan tidak memberikan pengaruhh nyata pada nilai ketebalan. Hal ini disebabkan pasca pengembangan biokomposit foam dengan berbagai variasi konsentrasi polivinil alkohol dan magnesium stearate, diberi tekanan yang sama dalam waktu yang sama dengan ukuran ketebalan yang sama. Hal ini didasarkan bahwa mutu produk yang dikemas dapat dipengaruhi oleh ketebalan yang tepat pada kemasan (Anandito et al., 2012).

Pengembangan Tebal (Swelling

Perlakuan konsentrasi PVA dan magnesium stearate yang ditunjukan pada analisis keberagaman pada uji pengembangan tebal memberikan pengaruh sangat nyata tetapi interaknya tidak memberikan pengaruh nyata terhadap biokomposit foam tapioka glukomanan. Dengan rata-rata nilai pengembangan tebal antara 0,61 ± 0,06 – 1,3 5 ± 0,02%.

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi konsentrasi polivinil alkohol dan magnesium stearat tidak berpengaruh nyata namun

uji beda menggunakan Duncan seperti terlihat pada Table 6 menunjukkan variasi perbedaan pengembangan tebal.

Tabel 6. Nilai rata-rata nilai pengembangan tebal (%) dari biokomposit foam tapioka glukomanan dengan perlakuan polivinil alkohol dan magnesium stearat.

Konsentrasi

Konsentrasi Magnesium Stearat

Polivinil Alkohol

10%

15%

20%

20%

1,35 ±

1,27 ±

1,18 ±

0,02a

0,05ab

0,10bc

30%

1,05 ±

1,10 ±

0,98 ±

0,05cd

0,06cd

0,05de

40%

0,81 ±

0,84 ±

0,61 ±

0,15e

0,14e

0,06 f

Keterangan:

perbedaan

taraf kesalahan 5%

ditunjukan pada perbedaan huruf dibelakang nilai

rata-rata

Tabel 6 menunjukkan bahwa konsentrasi polivinil alkohol 20% dan magnesium stearat 10% memiliki nilai tertinggi pengembangan tebal pada biokomposit foam tapioka glukomanan sebesar 1,35 ± 0,02%, menunjukan beda nyata dengan kombinasi perlakuan lain. Sedangkan, konsentrasi polivinil 40% dan magnesium stearate 20% memiliki nilai terendah pengembangan tebal sebesar 0,61 ± 0,06 %, menunjukan beda nyata dengan kombinasi perlakuan lain. Menurut (Hendrawati et al., 2015), peningkatan konsetrasi magnesium sterat berbanding lurus dengan dengan persentase efisiensi penyerapan karena magnesium stearat merupakan garam sederhana yang memiliki bersifat hidrofobik sehingga mampu memberikan lapisan film pada sekeliling permukaan yang berperan sebagai penghalang atau barrier bagi molekul air masuk ke dalam sampel biokomposit foam, meskipun polivinil alkohol yang ditambahkan memiliki sifat hidrofilik. Dengan demikian semakin tinggi konsentrasi bahan hidrofobik yang ditambahkan maka dapat menurunkan persentase pengembagan tebal dari biokomposit foam. Sementaa itu interaksi dan PVA dan magnesium stearate dalam konsentrasi rendah diduga dapat meningkatkan nilai pengembangan tebal. Dari hasil penelitian ini nilai pengembangan tebal terbaik sebesar 0,61% yang berarti sudah memenuhi sesuai dengan Standar Internasional (SI) (EN 317) yaitu maksimum 1,44%.

Biodegradasi

Perlakuan konsentrasi PVA dan magnesium stearate yang ditunjukan pada analisis keberagaman pada uji waktu biodegradasi memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01), akan tetapi interaksinya tidak memberikan pengaruh nyata biokomposit foam tapioka glukomanan. Dengan nilai rata-rata nilai

waktu biodegradasi antara 17,33 ± 0,58 – 20,67 ± 0,58 hari.

Tabel 7. Nilai rata-rata nilai biodegradasi (%) dari biokomposit foam tapioka glukomanan dengan perlakuanpolivinil alkohol dan magnesium stearat.

Konsentrasi Polivinil Alkohol

Konsentrasi Magnesium Stearat

10%

15%

20%

20%

20,67 ±

20,00 ±

19,33 ±

0,58a

0,00ab

0,58bc

30%

19,67 ±

19,33 ±

19,00 ±

0,58ab

0,58bc

1,00bcd

40%

18,67 ±

18,00 ±

17,33 ±

0,58cd

0,00de

0,58e

Keterangan: perbedaan taraf kesalahan 5% ditunjukan pada perbedaan huruf dibelakang nilai rata-rata

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi konsentrasi polivinil alkohol dan magnesium stearat tidak berpengaruh nyata namun uji beda menggunakan Duncan seperti terlihat pada Tabel 7 menunjukkan variasi perbedaan waktu biodegradasi. Tabel 7 menunjukkan konsentrasi polivinil alkohol 20% dan magnesium stearat 10% menghasilkan waktu biodegradasi biokomposit foam tapioka dan glukomanan yang paling lama dengan nilai sebesar 20,6 ± 0,58 hari, yang tidak berbeda nyata dengan waktu biodegradasi dari biokomposit foam yang menggunakan konsentrasi PVA 30% dan magnesium stearate 10% serta PVA 20% dan magnesium stearate 15%. Sementara itu, biokomposit foam tapioka glukomana dengan waktu biodegradasi paling pendek yaitu 17,33 ± 0,58 hari dimiliki konsentrasi polivinil alkohol 40% dan magnesium stearate 20%, nilainya menunjukan beda nyata dengan biokomposit foam yang menggunakan PVA 40% dan magnesium stearate 15%. Hasil ini menunjukkan bahwa nilai biodegradasi menurun seiring dengan meningkatnya konsentrasi polivinil alkohol dan magnesium stearat, begitu sebaliknya. Penurunan nilai biodegradasi seiring dengan meningkatnya konsentrasi yang tinggi dari PVA dan magnesium stearat dapat menghambat biodegradasi secara ikatan kimia karena struktur kimia yang kompleks, ketahanan terhadap enzim dan mikroorganisme, dan adanya pembentukan lapisan yang menghambat akses mikroorganisme. Hasil ini tidak berbanding lurus terhadap penelitian dari (Sarlinda et al., 2022), penggunaan konsentrasi PVA semakin tinggi dengan magnesium stearate dalam konsentrasi tetap menyebabkan perlambatan biodegradasi biokomposit foam pati kulit singkong-serat kulit kopi-PVA. Diduga perubahan konsentrasi magnesium stearate bersinergi dengan PVA sehingga menghasilkan nilai waktu biodegradasi

yang berlawanan. Dari hasil penelitian ini nilai pengembangan tebal terbaik sebesar 17,33 hari yang berarti sudah memenuhi SI (ASTM D5988) yaitu maksimal 60 hari.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Konsentrasi polivnil alkohol dan magnesium stearat memberikan pengaruh sangat nyata terhadap pampat tetap, kuat tarik, pengembangan tebal, ketahanan sobek, dan biodegradasi, tetapi tidak memberikan pengaruh nyata terhadap ketebalan serta densitas. Interaksi antar perlakuan berpengaruh sangat nyata terhadap pampat tetap, ketahanan sobek, dan kuat tarik, tetapi tidak memberikan pengaruh nyata terhadap pengembangan tebal, densitas, ketebalan, dan lama waktu biodegradasi.

Pada konsentrasi polivinil alkohol 40% dan magnesium sterat 20% didapat biokomposit foam pati tapioka glukomanan dengan nilai terbaik yaitu nilai kuat tarik 2,10 N/cm2, ketahanan sobek 1,50 N/cm2, densitas 0,40 g/ml, pampat tetap 2,89% sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI), ketebalan 3,59 mm, swelling 0,61% sesuai dengan Standar Internasional (SI) (EN 317), dan waktu degradasi selama 17,33 sesuai Standar Internasional (ASTM D5988).

Saran

Bedasarkan penelitian yang telah dilakukan, untuk dapat memperbaiki dan meningkatkan karakteristik sifat fisik dari biokomposit foam tapioka glukomanan sesuai dengan standar disarankan menggunakan bahan pengisi lain dan menggunakan variasi konsentrasi PVA dan magnesium stearat yang berbeda, serta menggunakan metode lain pada proses pembuatan biokomposit foam untuk penelitiaan lanjutan

DAFTAR PUSTAKA

Anandito, R. B. K., Nurhartadi, E., & Bukhori, A.

(2012). Pengaruh Gliserol terhadap Karakteristik Edible Film Berbahan Dasar Tepung Jali (Coix lacryma-jobi L.). Jurnal Teknologi Hasil Pertanian, 5(2), 17–23.

Bourtoom, T. (2008). Plasticizer effect on the properties of biodegradable blend from rice starch-chitosan. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 30(SUPPL. 1), 149– 155.

Chandrakala, H. N., Bommulu, R., Shivakumaraiah, Lee, J., & Hatna, S. (2013). Polyvinyl alcohol/carbon coated zinc oxide nanocomposites: Electrical, optical, structural and morphological characteristics. Journal of

Alloys and Compounds, 580, 392–400. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.06.091

Dermawan, K., Sigit Lestari, R. A., & Kasmiyatun, M. (2020). Pembuatan Plastik Biodegradable dari Pati Biji Nangka dengan Penambahan Polyvinyl Alcohol (PVA) dan Sorbitol. CHEMTAG Journal of Chemical Engineering, 1(1),                                        18.

https://doi.org/10.56444/cjce.v1i1.1388

Etikaningrum, Joko Hermanianto, Evi Savitri Iriani, Rizal Syarief, & Asep Wawan Permana. (2016). Pengaruh Penambahan Berbagai Modifikasi Serat Tandankosong Sawit Pada Sifat Fungsional Biodegradable Foam. Jurnal Penelitian Pascapanen Pertanian, 3(3), 146– 155.

Felton, L. A. (2006). A Review of: “Handbook of Pharmaceutical Excipients, 5th edition.” Drug Development and Industrial Pharmacy, 32(8), 1003.

https://doi.org/10.1080/03639040600599897

Ferdiansyah, M. (2016). Kajian Karakteristik Karboksimetil Selulosa (CMC) Dari Pelepah Kelapa Sawit Sebagai Upaya Diversifikasi Bahan Tambahan Pangan Yang Halal. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan, 5(4), 136–139. https://doi.org/10.17728/jatp.198

Hendrawati, N., Dewi, E. N., & Santosa, S. (2019). Karakterisasi Biodegradable Foam dari Pati Sagu Termodifikasi dengan Kitosan Sebagai Aditif. Jurnal Teknik Kimia Dan Lingkungan, 3(1), 47. https://doi.org/10.33795/jtkl.v3i1.100

Hendrawati, N., Sofiana, A. R., & Widyantini, I. N. (2015). Pengaruh Penambahan Magnesium Stearat dan Jenis Protein Pada Pembuatan Biodegradable Foam Dengan Metode Baking Process. Jurnal Bahan Alam Terbarukan, 4(2), 34–39. https://doi.org/10.15294/jbat.v4i2.4166

Hevira, L., Ariza, D., & Rahmi, A. (2021). Pembuatan Biofoam Berbahan Dasar Ampas Tebu Dan Whey. Jurnal Kimia Dan Kemasan,

43(2),                                      75.

https://doi.org/10.24817/jkk.v43i2.6718

Kusuma, L., & Hendrawati, N. (2021). Kajian Literatur Karakteristik Biodegradable Polymer Berbahan Baku Pati Dengan Penambahan Filler Dan Beeswax. Distilat: Jurnal Teknologi Separasi,           7(2),           333–340.

https://doi.org/10.33795/distilat.v7i2.246

Pradipta, I. M. D., & Mawarani, L. J. (2012). The manufacture and characterization of environmentally friendly polymers based on glucomannan porang tuber. Journal of Science and Art Pomits, 1(1), 1–6.

Purnavita, S., & Dewi, V. C. (2021). Kajian Ketahanan Bioplastik Pati Jagung Dengan Variasi Berat Dan Suhu Pelarutan Polivinil Alkohol. CHEMTAG Journal of Chemical Engineering,            2(1),            14.

https://doi.org/10.56444/cjce.v2i1.1918

Richana, E. S. I. T. C. S. dan N. (2016). Pengembangan Biodegradable Foam Berbahan Baku Pati. In Buletin Teknologi Pasca Panen (Vol. 7, Issue 1, pp. 30–40).

Ruscahyani, Y., Oktorina, S., & Hakim, A. (2021). Pemanfaatan Kulit Jagung Sebagai Bahan Pembuatan Biodegradable Foam. Jurnal Teknologi Technoscientia, 14(1), 25–30. https://doi.org/10.34151/technoscientia.v14i1.3 295

Sarlinda, F., Hasan, A., & Ulma, Z. (2022). Pengaruh Penambahan Serat Kulit Kopi dan PVA terhadap Karakteristik Biodegradable Foam dari Pati Kulit Singkong. Jurnal Pengendalian Pencemaran Lingkungan (JPPL , 4(2), 9–20. https://doi.org/10.35970/jppl.v4i2.1430

Suliwarno, A. (2018). Karakteristik Hidrogel Selulosa/Polivinil Alkohol Untuk Absorpsi Logam Berat. Jurnal Sains Materi Indonesia, 18(2),                                       55.

https://doi.org/10.17146/jsmi.2017.18.2.4164.

108