Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/konversi Email :  jurnalkonversi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## PENGARUH VARIASI KONSENTRASI GLISEROL DARI MINYAK JELANTAH TERHADAP  NILAI  UJI TARIK BIOPLASTIK DARI PEMANFAATAN LIMBAH KULIT ARI KACANG KEDELAI
Sri AnastasiaYudistirani 1* , Susanty 1 , Reva Deddy U. 1 , Hamany N. 1
1 Jurusan Teknik Kimia,  Universitas Muhammadiyah Jakarta,
* srianastasiayudistirani@yahoo.com
ABSTRAK . Kebutuhan kedelai sebagai bahan dasar pembuatan tempe dan tahu yang merupakan  makanan  pokok  sehari-hari  masyarakat  Indonesia  sangatlah  besar sehingga  menyebabkan  limbah  yang  dihasilkan  yaitu  kulit  ari  kedelai  menjadi berlimpah. Kulit  ari  kacang  kedelai  mengandung  selulosa,  hemilosa  dan  lignin yang dapat  dibuat  sebagai  bahan  bioplastik..Tujuan  penelitian  ini  adalah  pembuatan bioplastik yang berasal dari limbah kulit ari kacang kedelai melalui uji tarik dan analisa waktu  pemanasan  untuk  mendapatkan  titik  optimal  kekuatan  bioplastik  sebagai alternatif  pengganti  plastik  sintetis.  Penelitian  ini  menggunakan  metode  polimerisasi. Metode ini dilakukan dengan menggunakan gliserol yang berasal  dari minyak jelantah sebagai  plasticizer  dan  selulosa  dari  limbah  kulit  ari  kacang  kedelai  sebagai  sumber polimer  sehingga  saat  kedua  zat  tersebut  berinteraksi  pada  suhu  70-80 o C  akan terbentuk  gelatin  yang  kemudian  dipanaskan  untuk  menghasilkan  bioplastik.  Variasi konsentrasi  gliserol  sebesar  10;  12,5;  15;  17,5;  dan  20  (v/v) yang  masing-masing dilakukan  dalam  jangka  waktu  pemanasan  1  hari  dengan  suhu  45 o C.  Nilai  kuat  tarik tertinggi  berada  pada  penambahan  konsentrasi  gliserol  10  (v/v)  sebesar  7,3  N/cm 2 dalam persamaan regresi y = -0,076x + 8,08 dengan nilai R² = 0,9704. Uji ketahanan air  (%  swelling)  dilakukan  pada  suhu  ±  60 0 C dinyatakan  dengan  persamaan  y  =  - 1.196x + 51.96 dan nilai R² = 0,9706 memiliki nilai terkecil sebesar 27,1 % pada saat penambahan  konsentrasi  gliserol  20  (v/v).  Uji  biodegradable  dilakukan  dengan  soil burial test dimana pada minggu ke-1 bioplastik telah terurai sekitar 30%, pada minggu ke-2 hampir 50% terurai, lalu pada minggu ke-3 hampir 70% terurai dan pada minggu ke-4 bioplastik terurai sepenuhnya.
Kata  kunci: bioplastik,  gliserol,  plasticizer,  polimerisasi,  kulit  ari  kacang kedelai
ABSTRACT . The need for soybeans as a basic ingredient in making tempeh and tofu which  is  the  daily  staple  food  of  the  Indonesian  people  is  so  great  that  it  causes  the waste  produced  by  soybean  husk  to  be  abundant.  Soybean  husk  contains  cellulose, hemilose and lignin which can be made as bioplastics. The purpose of this research is the manufacture of bioplastics derived from soybean husk waste through tensile testing and  heating  time  analysis  to  obtain  the  optimum  point  of  bioplastic  strength  as  an alternative to synthetic plastic. This study uses a polymerization method. This method is carried out by using glycerol from used cooking oil as a plasticizer and cellulose from the  waste  of  leather  from  soybeans  as  a  polymer  source  so  that  when  the  two substances  interact  at  a  temperature  of 70-80oC  gelatin  will  be  formed  which  is  then heated to produce bioplastics. Variation of glycerol concentration of 10; 12.5; 15; 17.5; and  20  (v  /  v),  each  of  which  is  carried  out  in  a  heating  period  of  1  day  with  a temperature of 45oC. The highest tensile strength value is on the addition of glycerol concentration of 10 (v / v) of 7.3 N / cm2 in the regression equation y = -0.076x + 8.08 with the value of R² = 0.9704. Water resistance test (% swelling) was carried out at ± 600C expressed by the equation y = - 1,196x + 51.96 and the value of R² = 0.9706 had the smallest value of 27.1% when the addition of glycerol concentration was 20 (v / v). Biodegradable  tests  were  carried  out  with  soil  burial  tests  where  in  the  first  week  the bioplastics had decomposed about 30%, at week 2 almost 50% decomposed, then at
week  3  almost  70%  decomposed  and  at  week  4  the  bioplastics  completely decomposed.
Keywords : bioplastics, glycerol, plasticizers, polymerization, saffron epidermis

## PENDAHULUAN
Kebutuhan kedelai di Indonesia sangatlah besar karena banyak
makanan  dan  minuman  yang  diolah dari  bahan  ini  seperti  tempe,  tahu  atau pun  susu  kedelai.  Karena  dianggap tidak  memiliki  nilai  ekonomis  dan manfaat,  kulit  ari  kacang  kedelai banyak yang dibuang. Padahal
kandungan dari kulit ari kacang kedelai mengandung  bobot  kering  selulosa 42%,  hemilosa  16%  dan  lignin  2% (Hema  Aprilia  dkk,  2014).  Potensi pemanfaatan  kulit  ari  kacang  kedelai sangat  besar  Karena  pada  proses pembuatan  tempe  selalu  dihasilkan limbah  kulit  ari  kacang  kedelai.  Salah satu  upaya  memanfaatkan  limbah  ini ialah  sebagai  pakan  ternak,  namun rendah  nya  kandungan  gizi  yaitu  serat kasar  yang  tinggi  ini  merupakan  faktor pembatas  penggunaan  kulit  ari  kacang kedelai  sebagai pakan ternak sehingga perlu pengolahan agar pemanfaatannya lebih  optimal  (Kementerian  Lingkungan Hidup dan Kehutanan, 2016).
Menurut data dari Kementerian Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan, pada 2016 Indonesia menjadi peringkat ke-2 penghasil
sampah plastik terbanyak  didunia.  Nilai  ini  mencapai 10,95  juta  lembar  sampah  kantong plastik.  Karena  semakin  meningkatnya keperluan  pengguna  an  plastik  oleh masyarakat,  oleh  karena  itu  muncul gagasan  untuk  memanfaatkan  limbah kulit ari kacang kedelai menjadi produk polimer biodegradable (bioplastik).
Bioplastik  adalah  plastik  yang  dapat digunakan  layaknya  seperti  plastik konvensional,  namun  akan  hancur terurai  oleh  aktivitas  mikroorganisme menjadi  hasil  akhir  berupa  air  dan  gas karbondioksida  setelah  habis  terpakai dan  dibuang  ke  lingkungan  tanpa meninggalkan  sisa  yang  beracun.  Oleh karena  sifat  dari  bioplastik  inilah
diharapkan  dapat  sedikit  mengatasi masalah yang ada pada lingkungan.
Selulosa  merupakan  biopolimer  yang juga  dapat  diperoleh  dari  alam  seperti pati umbi-umbian dan beberapa produk tanaman lainnya. Polimer hasil
pertanian mempunyai  sifat  termoplastik sehingga  mempunyai  potensi  untuk dibentuk atau dicetak menjadi bioplastik kemasan. Di Indonesia polimer jenis ini tersedia  sepanjang  tahun    dan  karena mudah hancur secara alami ( biodegradable ) sehingga mampu mencegah bahaya sampah plastik yang sudah sangat merisaukan. Dari karakteristik yang dimiliki tersebut maka polimer  jenis  ini  dapat  digunakan sebagai  bahan  bioplastik  yaitu  plastik yang  dapat  diuraikan  kembali  oleh mikroorganisme  secara  alami  menjadi senyawa  yang  ramah  lingkungan.  Oleh karena  itu,  selulosa  memiliki  potensi sebagai  bahan  bioplastik.  (Rimadani dkk, 2016)
Penambahan plasticizer dapat menurunkan  kekuatan  intermolekuler dan    sifat  barrier  bioplastik  tetapi karena dapat meningkatkan  fleksibilitas bioplastik maka sangat menguntungkan untuk  pembuatan  bioplastik.  Gliserol merupakan salah satu bahan plasticizer yang efektif karena memiliki kemampuan  selain  mengurangi  ikatan hidrogen internal pada ikatan intermolekuler,  juga    pada  pembuatan edible  bioplastik  dapat  mengurangi kerapuhan  dan  ketahanan  bioplastik terutama  jika  disimpan  pada  suhu rendah. (Chairunniza,2015)
Minyak  goreng  jelantah  hasil  proses penggorengan  berulang  kali  dikenal dengan  minyak  jelantah.      Minyak goreng  jelantah    berasal  dari  bahan alami  seperti      minyak  jagung,  minyak sayur,  minyak  samin  dan  sebagainya. Minyak  yang  merupakan minyak  bekas pemakaian  kebutuhan  rumah      tangga
mengandung senyawa - senyawa yang bersifat  karsinogenik atau  yang  dikenal sebagai  asam  lemak  jenuh dalam jangka  waktu  tertentu  menyebabkan pecahnya  ikatan  trigliserida  menjadi gliserol dan free fatty acid (FFA), hal ini terjadi setelah minyak mengalami proses  penggorengan  berulang  ulang dan  jika  digunakan  kembali  dapat menyebabkan penyakit.  Dari sifat fisika dan kimia   minyak jelantah inilah maka minyak  jelantah  ini  dapat  dimanfaatkan pada  pembuatan  Gliserol  sebagai bahan  utama  pembuatan  Plasticizer yang  akan  digunakan  pada  proses pembuatan bioplastik ini.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Bahan dan Alat
Bahan-bahan  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  antara  lain  :  kulit  ari kacang  kedelai,  gliserol,  asam  asetat, maizena, aquadest, dan alkohol 96 %.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  oven,  blender, neraca analitik, hot plate,  thermometer, gelas  ukur,  beaker  glass,  pipet  tetes, pencetak, stirrer

## Metode Penelitian
Metode  penelitian  ini  dibagi  menjadi tiga  tahapan,  yaitu  persiapan  bahan baku, pembuatan gliserol, dan pembuatan bioplastik

## Persiapan Bahan Baku
Mencuci kulit ari kacang kedelai hingga bersih. merebus kulit ari kacang kedelai dengan  air  pada  suhu  100 o C  agar  kulit ari  terlepas  dari  kacangnya  selama  5 menit.  Menyaring  dan  mengeringkan kulit  ari  kacang  kedelai  tersebut. Menghaluskan  kulit  ari  kacang  kedelai tersebut  hingga  menjadi  bubuk  kasar. mengayak bubuk kasar tersebut selama  10  menit  dengan  ayakan  180 mesh.

## Pembuatan Gliserol
Menyiapkan  minyak  jelantah  dan etanol  70  atau  96%.  Memasukkan minyak jelantah dan etanol kedalam beaker  glass  500  mL  dengan
perbandingan  3  :  1.  Menc ampurnya kemudian memanaskan dalam hotplate dan dipertahankan pada suhu 70-75 o C serta  sambil  diaduk  dengan  kecepatan 80  rpm  selama  1  jam.  Campuran  akan terpisah menjadi 2 bagian (bagian atas berwarna  kuning  bening  dan  bagian bawah berwarna coklat pekat).
Memisahkan  kedua  campuran  tersebut dengan cara ekstraksi ataupun dekantasi.  Mengambil  bagian  atas (berwarna kuning bening) untuk mendapatkan gliserol

## Pembuatan Bioplastik
Melarutkan 10 ml gliserol, 10 g tepung maizena, 5 ml asam asetat konsentrasi 1 % dan aquadest 50 ml. Menambahkan  5  g  kulit  ari  kacang kedelai lalu memanaskan pada suhu70-80 o C sambil mengaduk hingga terbentuk  gelatin.  Meuangkan  gelatin itu diatas pencetak. Kemudian memasukkan kedalam oven pada suhu 45 o C selama  24  jam (1 hari).
Mengeluarkan  pencetak  dari  dalam oven  dan  mendiamkan  pada  suhu kamar.  Memisahkan  bioplastik  dengan pencetak secara perlahan dan menyimpannya.  Lalu  membuat  lagi dengan variasi penambahan konsentrasi  gliserol  sebesar  12,5;  15; 17,5; dan 20 (v/v). Metode Analisa Pengujian Mekanik Plastik Biodegradable
Sampel yang akan diuji dipotong sesuai standar  yaitu  2  x  7  cm.  Pengujian dilakukan  dengan  cara  kedua  ujung sampel  dijepit  pada  alat  Autograph.  Uji tarik    akan    mendapatkan    informasi mengenai    kuat    tarik    dan    elongasi bioplastik. Perhitungan :
a.  Kuat Tarik (N/cm 2 )
Kekuatan  Tarik  (N/cm2)  =        Gaya  kuat tarik (F)
Luas
permukaan (A) b.  Elongasi (%) Pengukuran  elongasi  dilakukan dengan  cara  yang  sama  dengan pengujian kuat tarik.Elongasi
dinyatakan dalam persentase.Perhitungan: Elongasi (%) =  l – l 0 x 100%
l 0
Keterangan  :  l  =  Panjang  setelah putus l 0 =  Panjang  mula- mula

## Uji Ketahanan Air
Uji  ini  dilakukan  untuk  mengetahui terjadinya  ikatan  dalam  polimer  serta tingkatan atau keteraturan ikatan dalam  polimer  yang  ditentukan melalui presentase  penambahan  berat  polimer setelah  mengalami  penggembungan. Proses  terdifusinya  molekul  pelarut kedalam  polimer  akan  menghasilkan gel yang menggembung. Sifat
ketahanan  bioplastik  terhadap  air ditentukan  dengan  uji swelling ,  yaitu presentase  penggembungan  bioplastik oleh  adanya  air  (Sanjaya,  2010).
Ketahanan plastic biodegradable terhadap  air  dapat  dihitung  dengan rumus:
A (%) =     W – W 0 x 100%
W 0 Keterangan :
A = Penyerapan air (%)
W 0 = Berat uji mula-mula (gr)
W     =  Berat  uji  setelah  perendaman
(gr)

## Biodegradasi
Metode yang digunakan adalah metode soil burial test  (Subowo dan Puji astuti, 2003) yaitu dengan metode penanaman sampel dalam tanah.Sampel berupa bioplastik
bioplastik ditanamkan pada tanah yang ditempatkan dalam pot dan diamati per- hari  terdegradasi  secara  sempurna. Proses  degradasi  bioplastik  plastik dalam  tanah.  Analisis  biodegradasi bioplastik  plastik  dilakukan  melalui pengamatan bioplastik secara visual. Bagaimanapun, biodegradasi tidak sepenuhnya  berarti  bahwa  material biodegradable akan selalu terdegradasi. Berdasarkan standar European  Union  tentang  biodegradasi plastik,  plastik  biodegradable  harus terdekomposisi menjadi
karbondioksida,  air,  dan  substansi humus  dalam  waktu  maksimal  6 sampai  9  bulan  (Sarka,  dkk.,  2011). Percobaan  yang  dilakukan  Sarka,  dkk
(2011)  dengan  menggunakan  pati  dari gandum,  menunjukkan  bahwa  semakin banyak  bagian  patinya,  maka  semakin mudah  bagi  plastik  tersebut  untuk terdegradasi,  sedangkan  antara  pati asli dengan pati terasetilasi, menunjukkan  bahwa  pati  asli  lebih mudah  terdegradasi  daripada  pati terasetilasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  kuat  tarik,  (%)    swelling,  dan  uji biodegradable  pembuatan  bioplastik dengan  bahan  baku  kulit  ari  kacang kedelai  dengan  plasticizer  gliserol dengan  variasi  penambahan  gliserol dari  10  ml  hingga  20  ml  dengan  suhu 45 o C  dapat  dilihat  pada  tabel  dibawah ini:

## Tabel 1 Hasil Uji Kuat Tarik & % Swelling
No  Gliserol Kuat Tarik % Swelling 1 10 * 7.3* 39.9 2 12.5 7.1 36,6 3 15 7 34,2 4 17.5 6.8 32,3 5 20 6.5 27,1

## Uji Kuat Tarik
Pada  penelitian  ini  dibuat  variasi konsentrasi  penambahan gliserol pada saat  proses  pembuatan  bioplastik    10, 12.5,  15,  17.5  dan  20  (v/v)  yang masing-masing dilakukan dengan jangka  waktu  pemanasan  1  hari dengan suhu 45 o C. Variasi ini
digunakan untuk mencari volume penambahan  gliserol  yang  baik  dalam pembuatan  bioplastik  dari  kulit  ari kacang kedelai sehingga dapat mengetahui  pengaruh  penambahan gliserol  terhadap  kuat  tarik  beberapa sampel  bioplastik  yang  dibuat  dan dapat  dijadikan  acuan  agar  menjadi bioplastik dengan kualitas yang terbaik.
Gambar 1. Grafik Kuat Tarik

## Uji Ketahanan Air
Uji  ketahanan  terhadap  air  dilakukan untuk  mengetahui  terjadinya  ikatan dalam  polimer  serta  tingkatan  atau keteraturan ikatan dalam polimer. Proses  terdifusinya  molekul  pelarut kedalam  polimer  akan  menghasilkan gel yang menggembung. Sifat ketahanan bioplastik terhadap air ditentukan  dengan  uji  swelling,  yaitu persentase  penggembungan  bioplastik oleh ada nya air (Ummah, 2013).

## Gambar  2 Grafik % Swelling
Pada  grafik  yang  terlihat  pada  gambar 2 didapatkan korelasi yang menyatakan hubungan  antara  Variasi  Gliserol  (ml) pada sumbu X dengan % swelling pada sumbu Y , mengikuti persamaan berikut y  =  -  1.196x  +  51.96  .  Hal  ini  dapat disimpulkan  bahwa  penyerapan  air dipengaruhi  oleh  suhu    ±  60 0 C  dengan ±40  %  swelling  penduga  persamaan linier.  Metode  regresi  linier  mewakili untuk  pengolahan  data  ini  dikarenakan perubahan  pada  y  diikuti  dengan  data yang  tidak  tetap  pada  x  dalam  wilayah yang  ditentukan  sehingga  didapatkan nilai regresi yang lebih besar.
Penambahan volume gliserol pada saat pembuatan cenderung  menurunkan daya serap air pada bioplastik, semakin banyak  gliserol  yang  ditambahkan maka ketahanan airnya semakin  tinggi, sedangkan semakin

## KESIMPULAN
Bioplastik dapat dibuat dari pemanfaatan  limbah  kulit  ari  kacang kedelai  dan  gliserol  yang  didapatkan dari  ekstraksi  limbah  minyak  jelantah. Konsentrasi gliserol 10 (v/v) menghasilkan nilai uji tarik 7,3 tertinggi, penambahan  volume  yang  semakin banyak berpengaruh
terhadap penurunan  kuat  tarik  pada  bioplastik. Jika persentase gliserol ada pada batas optimal maka bioplastik terlihat semakin kuat  dan  tidak  rapuh.  diperkirakan  bisa meningkatkan kuat tarik yang diperoleh.  Ketahanan  air  bioplastik akan  semakin  tinggi  seiring  dengan meningkatnya  penambahan  gliserol,
namun apabila gliserol yang ditambahkan  semakin  rendah  maka ketahanan  airnya  juga  aka  semakin rendah.

## Saran
Penelitian  ini  dapat  dikembangkan dengan  penambahan  kitosan  yang nantinya  akan  mempengaruhi  pada nilai kuat tarik yang didapatkan. Kitosan yang  digunakan  bisa  diambil  dari cangkang-cangkangan ataupun membelinya  dari  bahan  yang  sudah ada. Penambahan Gliserol juga diperlukan  untuk  memperkuat  dan memperlentur bioplastik sehingga untuk elongasinya bisa diuji. diperlukan penelitian lebih lanjut untuk
mendapatkan  nilai  optimal  persentase gliserol agar mendapat kan nilai uji tarik yang mendekati plastik. Bioplastik yang dihasilkan  dari  uji  ini  bisa  digunakan sebagai  penyalut  (pelapis)  untuk  pil ataupun  permen  isi  (yang  mudah pecah)  karena  bioplastik  ini  tidak mengandung bahan kimia yang berbahaya  (bahan  kimia  sintetisnya hanya asam asetat saja).

## DAFTAR PUSTAKA
Aprilia,  Hema.  Dkk.  2014. Penentuan Waktu  Fermentasi  Optimum  Produksi Xilanase dari Trichoderma Viride Mengguna  kan  Substrat  Kulit  Kedelai Dan Kulit Kacang Hijau Melalui Fermentasi  Semi  Padat .  Kimia  Student Journal: Universitas Brawijaya, Malang.
Choirunniza.  2015. Pengaruh    Variasi
Komposisi    Plasticizer    Sorbitol Dan  Gliserol    Terhadap      Sifat Mekanik      Plastik      Dari      Pati Umbi Keladi (Colocasia Esculenta) .  Pendidikan  Jurusan TeknikKimia, Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang. Pratiwi, Rimadani. Dkk. 2016. Pemanfaatan Selulosa dari Limbah Jerami Padi (Oryza sativa) sebagai  Bahan  Bioplastik. Jurnal Fakultas  Farmasi  Vol  3,  Nomor  3. Universitas Padjadjaran, Sumedang.
Sanjaya,  G.L.  dan  Puspita  L.  2010. Pengaruh  Penambahan  Khitosan dan  Plasticizaer  Gliserol  pada
Karakteristik Plastik Biodegradable dari  Pati  Limbah  Kulit  Singkong. Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Ummah,  Nathiqoh  Al.  2013. Uji Ketahanan  Biodegradable  Plastic
Berbasis Tepung Biji Durian (Durio
Zibethinus Murr) Terhadap Air dan Pengukuran  Densitasnya. Jurnal, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan  Alam  Universitas Negeri Semarang: Semarang