KARYA TULIS LENGKAP

  • Published on
    28-Jun-2015

  • View
    1.268

  • Download
    3

Embed Size (px)

Transcript

<p>PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA</p> <p>INOVASI BARU PENGEMBANGAN HIDROLISAT PATI BONGGOL PISANG SEBAGAI SUMBER UTAMA PEMBUATAN PLASTIK BIODEGRADABLE POLY--HIDROKSIALKANOAT</p> <p>BIDANG KEGIATAN: PKM GAGASAN TERTULIS</p> <p>Disusun oleh:</p> <p>Rahman</p> <p>(F34070100/ 2007)</p> <p>Ahmad Jaelani Manurung (F34080050/ 2008) Nadita Zairina Suchesdian (G24080044/ 2008)</p> <p>INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010</p> <p>LEMBAR PENGESAHAN 1. Judul kegiatan : Inovasi Baru Pengembangan Hidrolisat Pati Bonggol Pisang sebagai Sumber Utama Pembuatan Plastik Biodegradable Poly--Hidroksialkanoat 2. Bidang kegiatan : ( ) PKM-AI ( ) PKM-GT 3. Ketua Pelaksana Kegiatan : a. Nama Lengkap : Rahman b. NIM : F34070100 c. Jurusan : Teknologi Industri Pertanian d. Universitas/ Institut/ Politeknik : Institut Pertanian Bogor e. Alamat Rumah dan No Tel./ HP : Asrama PPSDMS NF Regional 5 Jln. Seraung Utama, Kec. Ciampea Bogor, 16620/ 0852 7435 7436 f. Alamat email : rh89_ipb@yahoo.com 4. Anggota Pelaksana Kegiatan/ Penulis : 2 orang 5. Dosen Pendamping: a. Nama Lengkap dan Gelar : Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, M.Si b. NIP : 19640810 198803 2 002 c. Alamat Rumah dan No Tel./ HP : Komplek Sindangsari, Blok.G, No. 1 dan 2, Ciampea, Bogor, 08128534505 Bogor, 28 Maret 2010</p> <p>Menyetujui, Ketua Departemen Teknologi Industri Pertanian</p> <p>Ketua Pelaksana Kegiatan,</p> <p>(Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti) NIP. 19621009 198903 2 001</p> <p>(Rahman) NIM. F34070100</p> <p>Wakil Rektor Bidang Akademik dan Kemahasiswaan</p> <p>Dosen Pendamping,</p> <p>(Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS.) NIP. 19581228 198503 1 003</p> <p>(Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, M.Si) NIP. 19640810 198803 2 002</p> <p>KATA PENGANTAR Segenap puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan karya tulis yang berjudul Pemanfaatan Hidrolisat Pati Bonggol Pisang (Musa paradisiaca) sebagai Bahan Baku dalam Pembuatan Plastik Biodegradable Poly--Hidroksialkanoat. Karya tulis ini ditujukan untuk mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa Gagasan Tertulis (PKM-GT) 2010 yang diadakan oleh DIKTI. Melalui karya tulis ini, penulis ingin memberikan solusi terhadap permasalahan lingkungan yang difokuskan pada bidang kemasan plastik. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, M.Si selaku dosen pendamping dan Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti selaku Ketua Departemen Teknologi Industri Pertanian yang telah memberikan banyak bimbingan dan arahan kepada penulis dalam penyusunan karya tulis ini. Tidak lupa penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan selama proses pembuatan karya tulis ini. Penulis menyadari terdapat banyak kekurangan baik dari segi materi, ilustrasi, contoh, dan sistematika penulisan dalam pembuatan karya tulis ini. Oleh karena itu, saran dan kritik dari para pembaca yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Besar harapan penulis, karya tulis ini dapat bermanfaat baik bagi penulis pribadi dan bagi pembaca pada umumnya terutama bagi dunia teknologi pertanian di Indonesia.</p> <p>Bogor, 28 Maret 2010</p> <p>Penulis</p> <p>DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL. i LEMBAR PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR..... v DAFTAR TABEL..... vi RINGKASAN.... vii PENDAHULUAN.. 1 Latar Belakang.. 1 Tujuan dan Manfaat..... 2 GAGASAN...... 2 Kerangka Gagasan.... 2 Kemasan Plastik dan Teknologi Pengembangannya..... 4 Pati Bonggol Pisang... 7 Model Plastik Biodegradable Berbasis Pati Bonggol Pisang.... 9 Tahap Ekstraksi Pati..... 9 Tahap Produksi PHA.... 9 Tahap Produksi Kemasan Plastik Biodegradable. 11 Prospek Pengembangan Masa Depan. 12 Penyusunan Proposal Pengajuan Dana Penelitian. 13 Penelitian Plastik Biodegradable Berbasis Pati Bonggol Pisang.. 13 Sosialisasi Kemasan Plastik Biodegradable kepada Petani dan Masyarakat.. 13 KESIMPULAN... 13 DAFTAR PUSTAKA..... 14</p> <p>DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Tahapan Pencetusan Gagasan..... Gambar 2. Kerangka Pemikiran.. Gambar 3. Kemasan Plastik Polistirena. Gambar 4. Bonggol Pisang.. Gambar 5. Struktur Kimia Pati.... Gambar 6. Struktur Kimia PHA... Gambar 7.Diagram Alir Produksi PHA Gambar 8 Model Kemasan Plastik Biodegradable Pati Bonggol Pisang... 2 3 5 8 8 10 10 12</p> <p>DAFTAR TABEL Tabel 1. Jenis Plastik... 4 Tabel 2. Data Produksi Pisang Nasional... 7</p> <p>RINGKASAN Salah satu kemasan plastik konvensional yang saat ini banyak digunakan adalah plastik dari polimer polistirena. Pada dasarnya, proses pembuatan plastik konvensional menggunakan bahan baku utama berupa minyak bumi dengan penambahan beberapa bahan kimia, seperti: kadmium, timbal, nikel, dan klor. Penggunaan kemasan plastik konvensional dapat menyebabkan pencemaran lingkungan dan berisiko bagi kesehatan manusia. Hal tersebut dikarenakan kemasan plastik konvensional sulit diuraikan secara biologis, sehingga penggunaannya secara terus-menerus akan meyebabkan terjadinya penumpukan limbah plastik yang dapat merusak kesuburan tanah dan menjadi sumber penyakit. Di samping itu, penggunaan plastik konvensional sebagai kemasan makanan akan berisiko bagi kesehatan karena adanya potensi migrasi zat kimia karsinogenik dari kemasan plastik konvensional ke dalam makanan sehingga sangat berbahaya apabila dikonsumsi. Plastik biodegradable berbasis pati merupakan solusi tepat untuk mengurangi pencemaran lingkungan dan gangguan kesehatan akibat penggunaan plastik konvensional. Meskipun demikian, plastik biodegradable yang dikembangkan saat ini masih mengalami beberapa hambatan dikarenakan bahan baku yang digunakan berasal dari bahan pangan, seperti jagung dan singkong. Hal tersebut dapat menimbulkan masalah baru bagi ketahanan pangan. Oleh sebab itu, perlu adanya suatu diversifikasi bahan baku dalam pembuatan plastik biodegradable. Bonggol pisang (Musa paradisiaca) merupakan potensi bahan baku alternatif untuk membuat plastik biodegradable berbasais pati. Potensi ini belum dimanfaatkan secara optimal, padahal bonggol pisang memiliki komponen yang terdiri dari 76% pati, 20% air, dan 4% bahan lainnya (Yuanita et al., 2008). Untuk itu, perlu adanya upaya pemanfaatan bonggol pisang yang bertujuan mengetahui potensi pati yang terkandung di dalamnya sebagai bahan baku alternatif plastik biodegradable. Bonggol pisang yang ketersediaannya melimpah, mempunyai kandungan pati yang dapat dikonversi menjadi polimer poly--hidroksialkanoat (PHA) dengan bantuan mikroorganisme. Polimer PHA ini selanjutnya akan diproduksi menjadi plastik biodegradable. Beberapa bakteri yang digunakan dalam menghasilkan PHA, antara lain: Acetobacter latus, Acetobacter vinelandi, dan pseudomonas olevorans. Bakteri ini dapat dikulturkan secara efektif untuk menghasilkan polimer PHA. Polimer PHA dihasilkan pada tahap kultivasi mikroba. Untuk mengambil polimer PHA yang dihasilkan, selanjutnya dilakukan proses isolasi. Tahap isolasi dapat digunakan melalui dua cara, yaitu dengan menggunakan pelarut dan tanpa menggunakan pelarut. Setelah proses isolasi, tahap terakhir adalah proses polimerisasi PHA, yaitu tahap memproduksi plastik biodegradable dalam bentuk film atau serat. Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa bonggol pisang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku plastik biodegradable. Untuk pengembangan di masa yang akan datang, diperlukan adanya kerjasama dengan para stakeholders yang ada, seperti: petani pisang, lembaga riset bioteknologi, LSM Lingkungan, pemerintah, dan masyarakat, sehingga implementasi gagasan dapat dilakukan secara efektif dan efisien.</p> <p>PENDAHULUAN Latar belakang Hingga saat ini, plastik merupakan bahan yang sangat diperlukan dalam berbagai sektor kegiatan, terutama dalam sektor perekonomian. Plastik pada umumnya digunakan sebagai bahan kemasan. Kemasan plastik tersebut merupakan plastik konvensional yang terbuat dari beberapa jenis polimer, seperti: polietilen tereftalat (PET), polivinil klorida (PVC), polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polikarbonat (PC) dan melamin (Badan POM RI, 2008). Polimerpolimer penyusun kemasan plastik konvensional ini pada dasarnya merupakan senyawa turunan dari minyak bumi yang diprediksi akan habis pada tahun 2025 (Prihandana, 2007). Ketergantungan terhadap penggunaan kemasan plastik konvensional akan menyebabkan semakin sedikitnya cadangan minyak bumi yang selama ini masih digunakan sebagai sumber utama penghasil energi. Penggunan kemasan plastik konvensional sebenarnya disebabkan oleh keistimewaan sifat plastik yang dapat dimodifikasi sesuai dengan fungsi dan jenis kemasan yang diinginkan. Akan tetapi, hal tersebut telah menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan dan kesehatan. Plastik konvensional ini dibuat dengan penambahan beberapa zat kimia, seperti: kadmium, timbal, nikel, dan klor. Zat kimia tersebut apabila terurai ke tanah akan mengganggu keseimbangan ekosistem air dan tanah, sedangkan jika digunakan sebagai kemasan makanan, ada risiko terjadinya migrasi zat-zat kimia karsinogenik dari kemasan ke dalam makanan sehingga sangat berbahaya apabila makanan tersebut dikonsumsi oleh manusia. Oleh sebab itu, diperlukan adanya suatu tindakan untuk mengatasi permasalahan tersebut, yaitu dengan pemanfaatan plastik biodegradable yang ramah lingkungan dan aman bagi kesehatan. Saat ini telah dikembangkan plastik biodegradable berbasis pati dan beberapa diantaranya telah dimanfaatkan sebagai bahan kemasan makanan. Meskipun demikian, prospek pengembangan plastik biodegradable tersebut tidak cukup baik karena sebagian besar bahan baku yang digunakan berasal dari bahan pangan, seperti jagung dan singkong. Penggunaan bahan pangan sebagai bahan baku plastik biodegradable akan berdampak negatif terhadap ketahanan pangan. Untuk itu, diperlukan bahan baku non pangan yang ketersediaannya melimpah sebagai bahan baku alternatif dalam pembuatan plastik biodegradable berbasis pati. Bonggol pisang (Musa paradisiaca) merupakan salah satu bahan baku alternatif plastik biodegradable yang ketersediaannya melimpah di Indonesia. Potensi tersebut hingga saat ini belum dimanfaatkan secara optimal karena sejauh ini, bonggol pisang hanya digunakan sebagai obat-obatan tradisional untuk penyakit disentri dan pendarahan usus (Rosdiana, 2009). Padahal, bonggol pisang memiliki komposisi berupa 76% pati, 20% air, dan 4% bahan lainnya (Yuanita et al., 2008) yang berpotensi besar dalam pembuatan plastik biodegradable. Bonggol pisang mampu menjadi solusi yang efektif dan efisien dalam mengatasi permasalahan akibat penggunaan plastik konvensional.</p> <p>Tujuan dan Manfaat Penulisan karya ini dilakukan dengan tujuan sebagai berikut. Memaparkan dampak negatif yang diakibatkan oleh pemanfaatan plastik konvensional terhadap lingkungan. Menemukan solusi untuk menanggulangi dampak negatif dari pemanfaatan plastik konvensional. Menganalisis potensi pati yang terkandung dalam bonggol pisang sebagai bahan baku plastik biodegradable. Menyusun proses pembuatan plastik biodegradable berbasis bonggol pisang.</p> <p>a. b. c. d.</p> <p>Adapun penulisan karya ini memberi manfaat antara lain: a. Menemukan solusi tepat guna untuk mengatasi permasalahan akibat penggunaan plastik konvensional. b. Dapat menyumbangkan ide penganekaragaman jenis plastik biodegradable yang ramah lingkungan dan tidak berpengaruh terhadap ketahanan pangan. c. Memberikan alternatif pengolahan bonggol pisang kepada para petani pisang, sehingga mampu menciptakan sistem pertanian terpadu.</p> <p>GAGASAN Gagasan kreatif yang diajukan dalam karya tulis ini dilakukan melalui kajian pustaka terhadap permasalahan yang berkembang di masyarakat berdasarkan konsep ilmiah. Gagasan tersebut dicetuskan setelah dilakukan pengumpulan data melalui penelusuran pustaka berupa buku, jurnal, serta skripsi. Selain itu, pengumpulan data pun dilakukan melalui diskusi dengan kakak tingkat dan dosen. Setelah data terkumpul, dilakukan pengolahan dan analisis terhadap data tersebut sehingga diperoleh gagasan kreatif berupa solusi atas permasalahan yang diangkat. Selanjutnya dilakukan penyusunan saran-saran berkaitan dengan permasalahan. Tahapan pencetusan gagasan dapat dilihat pada Gambar 1. Konsep ilmiah Pengumpulan Data Permasalahan</p> <p>Pengolahan dan Analisis Data</p> <p>Perumusan Solusi</p> <p>Penarikan Simpulan Gambar 1. Tahapan Pencetusan Gagasan</p> <p>Kerangka Gagasan</p> <p>Kerangka gagasan yang digunakan dalam penyusunan karya tulis ini diperlihatkan pada Gambar 2. Pembahasan diawali dengan penjelasan mengenai pencemaran lingkungan akibat penggunaan plastik konvensional, yang difokuskan pada kemasan plastik. Setelah itu, pembahasan diarahkan pada dampak negatif penggunaan plastik konvensional terhadap ketahanan energi dan kesehatan. Selanjutnya, pembahasan difokuskan pada aspek pemanfaatan plastik biodegradable untuk mengatasi masalah yang ada. Kemudian dilakukan analisis terhadap adanya masalah baru yang disebabkan solusi berupa pemanfaatan plastik biodegradable yang sudah ada. Setelah mengidentifikasi masalah baru yang diperoleh dari analisis data, penulis membangun gagasan berupa pengembangan ide yang merupakan perbaikan solusi yang pernah ada, sehingga dihasilkan solusi berupa pemanfaatan bonggol pisang sebagai bahan baku pembuatan plastik biodegradable. Setelah itu, dilakukan analisis terhadap pihak-pihak yang diperkirakan dapat membantu dalam pengimplementasian gagasan kreatif. Setelah diketahui pihak-pihak yang dapat membantu, dilakukan penyusunan langkahlangkah strategis untuk mengimplementasikan gagasan kreatif tersebut. Pencemaran Lingkungan</p> <p>Kemasan Plastik Konvensional Penggunaan Minyak Bumi Penggunaan Bahan Kimia</p> <p>Krisis Energi</p> <p>Gangguan Kesehatan</p> <p>Penggunaan Plastik Biodegradable Berbahan Baku Jagung Berbahan Baku Bonggol Pisang Berbahan Baku Singkong</p> <p>Bahan Baku Pangan</p> <p>Bahan Baku Non Pangan</p> <p>Bahan Baku Pangan</p> <p>Kriris Pangan</p> <p>Mengandung Pati</p> <p>Krisis Pangan</p> <p>Kultivasi Mikrobial</p> <p>Polimer PHA</p> <p>Hidrolisat Pati Bonggol Pisang sebagai Bahan Baku Plastik Biodegradable Gambar 2. Kerangka Pemikiran</p> <p>Kemasan Plastik dan Teknologi Pengembangannya Plastik konvensional adalah produk yang berasal dari senyawa hidrokarbon yang diperoleh dari minyak. Senyawa ini dapat diproduksi dari arang, kayu, gas alam dan juga gasoline. Sumber utama dari pembuatan plastik pada saat ini berasal dari minyak bumi. Terdapat berbagai macam plastik yang diproduksi dari minyak bumi (Mark, 1980). Tabel 1 menunjukkan berbagai macam plastik yang berasal dari senyawa-senyawa minyak bumi. Tabel 1. Jenis Plastik Senyawa (Dari Minyak Bumi) Jenis Plastik Metanol (CH4) Plastik Beklit Fenolat (C7H8O2)X Plastik Urea (C2H6O2H2)X Plastik Melamin (C4H8ON6)X Plastik Poliformaldehida (CH2O)X Plastik ClF (C2ClF3)X Plastik Vinyl (C2H3Cl)X Etilena (C2H4) Plastik Polistirena (C8H8)X Plastik Polivinyl (C2H3Cl)X Plastik Polietilena (C2H2)X Propilena (C3H8) Plastik Polipropilena Plastik Beklit Fenolat (C2H8O2)X Benzena (C6H6) Plastik Polistirena (C8H8)X Plastik Beklit Venolat (C7H8O2)X Sumber: Mark (1980) Penggunaan plastik konvensional h...</p>