REACTOR: JOURNAL OF RESEARCH ON CHEMISTRY AND ENGINEERING – VOL. 2 NO. 1 (2021) 15-18
Available online at: http://reactor.poltekatipdg.ac.id/

## R E A C T O R
Journal of Research on Chemistry and Engineering
|    ISSN Online 2746-0401    |
Pengaruh  Penambahan  Gliserin  dan  Polivinil  Alkohol  Terhadap Karakteristik Biofoam dari Kulit Singkong dan Daun Angsana
Melysa Putri 1 , Dwi Kemala Putri 1 , Alvernia Putri 1
1 Politeknik ATI Padang, Jl. Bungo Pasang-Tabing, Padang, 25171, Indonesia

## ARTICLE INFORMATION

## ABSTRACT
Received: June 05, 2021 Revised: June 26, 2021 Available online: June 30, 2021 Styrofoam is a petroleum-based and synthetic polymer that is only used once. To reduce waste and environmental damage as well as health problems, this study aims to make Biofoam from cassava peel and angsana leaves using a combination of  extrusion and baking methods. In this study, glycerin and polyvinyl alcohol were also added with volume variations, 10: 30 (sample 1), 20 : 20 (sample 2), and  30: 10  (sample  3)  mL  to  improve  the  physical  properties  of Biofoam .  The physical characteristics observed were color, water content using the gravimetric method, and water absorption capacity of ABNT NBR NM ISO 535. Sample 1 and sample 2 were lighter in color than sample 3. The lowest water content value was found in sample 2, while sample 2 was has the ability to absorb less water is sample 3.

## KEYWORDS
Angsana  Leaves, Biofoam , Cassava  Peel, Glycerin, Polyvinyl Alcohol

## CORRESPONDENCE
Name: Melysa Putri E-mail: melysaputri@poltekatipdg.ac.id

## PENDAHULUAN
Styrofoam sering digunakan sebagai bungkusan makanan di restauran atau penjual kaki lima karena kepraktisannya.  Akan  tetapi,  penggunaan styrofoam dapat  menimbulkan  bahaya  bagi  kesehatan  maupun lingkungan. Hal ini disebabkan karena styrofoam terdiri dari 90 – 95 % polistirena yang dapat menghasilkan gas berbahaya  seperti  stiren,  poliaromatik  hidrokarbon, hidrokloroflorokarbon  (HCFC),  dan  karbon  monoksida apabila dibakar. Menurut The Environmental Protection Agency (EPA) Amerika, styrofoam menghasilkan limbah sekitar 2,6 juta ton dan merupakan penghasil limbah ke- 5 terbesar di dunia pada proses pembuatannya [1], [2].
Untuk  mengurangi  limbah  tersebut,  beberapa  peneliti mencoba  membuat Biofoam .  Komponen  yang  paling penting dalam pembuatan Biofoam adalah pati dan serat yang  berfungsi untuk  memperkuat struktur. Kandungan pati  sangat  penting  dalam  menentukan  karakteristik fisikokimia  dari Biofoam yang  dihasilkan  dan  juga karena  pati  memiliki  sifat  biodegrabilitas  yang  tinggi, murah. Menurut Standard European Union , Biofoam ini
akan  terdekomposisi  menjadi  karbohidrat,  air,  dan substansi  humus  dalam  rentang  waktu  6  –  9  bulan. Sehingga  dapat  mengurangi  dampak  penggunaan styrofoam dan ikut serta dalam memanfaatkan limbah di sekitar kita [1], [3], [4].
Akan  tetapi, Biofoam yang  terbentuk  dari  pati  murni memberikan  sifat  fisika  dan  sifat  mekanik  yang  kurang baik  serta  mudah  larut  dalam  air.  Untuk  itu  perlu dilakukan modifikasi dengan penambahan zat pemlastis, polimer,  serat,  dan  beberapa  tambahan  lainnya.  Zat pemlastis yang paling banyak digunakan adalah gliserol. Penambahan gliserol dapat memperbaiki sifat fisik, sifat mekanik,  dan  melindungi  plastik  dari  mikroorganisme yang dapat merusak plastik. Untuk dapat meningkatkan kualits  produk  yang  dihasilkan  terutama  dalam mengurangi  sifatnya  dalam  menyerap  air,  maka  perlu ditambahkan polivinil alcohol [1], [4], [5].
Beberapa penelitian telah dilakukan dalam  mencari dan menentukan  kandungan  pati  dan  serat  yang  baik  dalam membuat Biofoam .  Salah  satunya  adalah  pemanfaatan kulit  pisang  dan  daun  kamboja  kering  dengan penambahan gliserin, asam asetat, dan campuran lainnya
menghasilkan Biofoam berpori  besar  dan  daya  serap airnya  tinggi  karena  rendahnya  kandungan  pati  dan pencetakan  hanya  menggunakan  teflon  pada  oven  250 o C.  Kombinasi  sorgum  dengan  daun  mangga  kering menghasilkan Biofoam dengan daya serap airnya rendah karena  menggunakan PVA dan gliserin yang mereduksi penyerapan  air  dan  meningkatkan  hidrofobisitas Biofoam. Biofoam yang berbahan dasar pati, protein, dan kitosan  dengan  penambahan  variasi  magnesium  stearat melalui  metode  baking  proses  menghasilkan Biofoam dengan tingkat penyerapan air dan biodegradablitas yang rendah [2], [6], [7].
Bangkit  pada  tahun  2020  telah  membuat Biofoam dari pati biji durian dan nanoserat selulosa ampas teh dengan metode  pemanggangan  dengan  menggunakan  variasi PVA 10 %, 20 %, dan 30 %. Proses pembuatan Biofoam dilakukan  dengan  menggunakan  oven  pada  suhu  80 o C selama 60 menit.  Dari hasil penelitiannya, sampel  yang diberikan PVA 30 %. Pemanfaatan limbah kulit singkong menjadi Biofoam telah  pernah  dilakukan  oleh  peneliti lain  di  tahun  2019.  Peneliti  memvariasikan  waktu  dan suhu  proses thermopressing dalam  pengembangan Biofoam berbasis tapioka dan α-selulosa kulit singkong. Variasi suhu yang digunakan adalah 150, 160, 170, dan 175 o C, sedangkan variasi waktu yang digunakan adalah 30, 40, 50, dan 60 menit. Berdasarkan penelitian tersebut kondisi  operasional  yang  terbaik  adalah  suhu  175 o C selama  60  menit.  Pada  tahun  2016,  Irma  dan  kawan- kawan membuat Biofoam dengan pengaruh penambahan kitosan  dan  gelatin  pada  bahan  baku  pati  biji  nangka. Selain  itu,  Nurfitasari kulit  singkong  menghasilkan Biofoam yang  berwarna  coklat  dan  rapuh  karena  tidak menggunakan  PVA.  Oleh  karena  itu,  kami  mencoba membuat Biofoam dari kombinasi kulit singkong dengan daun  angsana  dengan  penambahan  polivinil  alkohol. Selain itu, penelitian ini juga dilatarbelakangi oleh belum adanya penggunaan daun angsana  sebagai sumber serat dalam pembuatan Biofoam [4], [8], [9].

## METODOLOGI
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Operasi Teknik Kimia dan Laboratorium Dasar, Politeknik ATI Padang, Bungo  Pasang,  Tabing.  Untuk  menunjang  pelaksanaan penelitian  ini,  maka dibutuhkan  beberapa peralatan dan bahan  antara  lain:  kulit  singkong  dan  daun  angsana sebagai  bahan  baku, gliserin,  polivinil  alkohol, magnesium  stearat, aquadest, beberapa  peralatan  gelas, magnetic stirrer dan magnetic barr, pemberat, saringan, termometer, blender, dan oven.
Pembuatan  Tepung  Kulit  Singkong  dan  Serat  dari Daun Angsana
Untuk membuat tepung dari kulit singkong, bahan dasar
yang  digunakan  adalah  kulit  singkong  bagian  dalam. Kulit  singkong  tersebut  dibersihkan  terlebih  dahulu dengan  menggunakan  air.  Kulit  singkong  tersebut kemudian  diblender  dan  dikeringkan.  Pati  yang  telah kering  diblender  dan  diayak  dengan  ayakan  60  mesh. Sedangkan untuk mengambil serat dari daun angsana, hal yang  dilakukan  terlebih  dahulu  adalah  mencuci  daun tersebut  dengan  air.  Selanjutnya  direbus  selama  1  jam kemudian  dikeringkan  dan  diblender.  Tepung  yang dihasilkan diayak dengan ayakan 60 mesh [3], [9].

## Pembuatan Biofoam
Pembuatan Biofoam dilakukan  dengan  menggabungkan metode ekstrusi yang dikembangkan oleh Nurfitasari dan baking process .  Gelas piala 500 mL disiapkan sebanyak 3  buah.  Sebanyak  34,3  gram  pati  kulit  singkong ditambahkan  dengan  0,7  gram  serat  daun  angsana dicampurkan  dengan  0,35  gram  magnesium  stearat dalam  masing-masing  gelas  piala.  Selanjutnya  gliserin dan  PVA  ditambahkan  ke  dalam  masing-masing  gelas piala dengan variasi 10 mL gliserin : 30 mL PVA (sampel 1), 20 mL gliserin : 20 mL PVA (sampel 2), dan 30 mL gliserin  :  10  mL  PVA  (sampel  3)  sambil  dipanaskan. Campuran  tersebut  dihomogenkan  hingga  terbentuk seperti adonan kue. Adonan dicetak dan dimasukkan ke dalam oven selama 1 jam pada suhu 170 o C. Kemudian didinginkan pada suhu ruang selama 3 hari. dilakukan uji karakteristik Biofoam [3], [9], [10].

## Uji Warna
Biofoam yang telah didinginkan pada suhu kamar selama 3 hari, diamati warnanya.

## Uji Kadar Air
Analisis  kadar  air  dilakukan  dengan  menggabungkan metode  yang  dilakukan  oleh  Bangkit  (2020)  dengan Nurfitasari  (2018). Biofoam yang  telah  dihasilkan ditmbang dan dioven selama 5 menit pada suhu 100 o C. Kemudian didinginkan selama 10 menit dan ditimbang. Prosedur  yang  sama  kembali  dilakukan  hingga didapatkan berat konstan [8], [9].

## Daya Serap Air
Sampel  dari  ketiga  variasi  dipotong-potong,  kemudian ditimbang.  Sampel  tersebut  kemudian  dicelupkan  ke dalam  gelas  piala  yang  berisi  air  dengan  variasi  waktu perendaman  2,  4,  6,  dan  8  menit.  Setelah  direndam, sampel  diangkat  dan  dikeringkan.  Selanjutnya  sampel ditimbang dan dihitung daya serap airnya dengan rumus:
DSA  (%)  =  (berat  sampel  setelah  dicelup-berat  sampel awal) /berat sampel awal x 100% [11]                                   (1)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Warna
Biofoam dibuat dengan  memanfaatkan kemampuan pati untuk  mengembang  karena  adanya  pengaruh  panas  dan gesekan  selama  proses  ekstrusi.  Proses  ekstrusi umumnya  menggunakan  suhu  tinggi.  Panas  yang dihasilkan selama proses ekstrusi akan menyebabkan pati dan  bahan  campuran  lainnya  mengalami  perubahan fisikokimia. Berdasarkan Gambar 1, dapat dilihat sampel 3  dan  sampel  2  memiliki  warna  yang  lebih  bagus daripada sampel 1.
Gambar 1. Biofoam dari kulit singkong dan daun angsana, dari kiri ke kanan sampel 3, sampel 2, dan sampel 1

## Analisis Kadar Air
Analisis kadar air dilakukan untuk mengetahui ketahanan Biofoam terhadap  penyerapan  air.  Hal  ini  disebabkan karena  pati  sangat  rentan  terhadap  air  karena  adanya ikatan  hidrogen  pada  pati,  sehingga  dapat  menurunkan sifat  fungsional  dari  foam.  Kadar  air  pada  adonan Biofoam merupakan blowing  agent yang  dapat meningkatkan  pengembangan  adonan Biofoam untuk menghasilkan  struktur  berongga.  Adonan  yang  terlalu encer  akan  menyebabkan  struktur Biofoam banyak rongga,  dinding  yang  tipis  dan  daya  serap  yang  tinggi [12].
Gambar 2. Grafik pengaruh penambahn gliserin dan PVA terhadap kadar air Biofoam
Dari  Gambar  2  dapat  dilihat  bahwa  sampel  3  memiliki kadar  air  yang  paling  tinggi  daripada  sampel  lainnya.
Sampel  3  terdiri  dari  30  mL  gliserin  dan  10  mL  PVA. Adanya  penambahan  gliserin  terhadap  sampel  dapat menurunkan  ketahanan  sampel  terhadap  air.  Hal  ini disebabkan karena adanya gugus hidroksil pada gliserin yang  bersifat  hidrofilik.  Sehingga  meregangkan  ikatan antar  molekul  amilosa  yang  memungkinkan  terjadinya celah dan air dapat masuk [13].
Sedangkan  sampel  1  dan  sampel  2  memiliki  kadar  air yang lebih rendah daripada sampel 3. Hal ini disebabkan karena penambahan PVA dapat meningkatkan fleksibelitas dan ketahanan Biofoam terhadap air. Hal ini disebabkan  oleh  sifat  hidrofobisitas  dari  PVA.  Jika dibandingkan dengan kadar air styrofoam yang ada saat ini  yaitu  sebesar  1,11  %,  maka  dapat  dikatakan  bahwa sampel 2 lebih mendekati nilai kadar air dari Styrofoam [14], [15].

## Daya Serap Air
Berdasarkan Gambar 3, dapat dilihat bahwa daya serap masing-masing  sampel  air  tidak  terlalu  jauh  berbeda. Akan tetapi, sampel 3 mimiliki daya serap air yang lebih stabil  dibanding  sampel  lainnya.  Hal  ini  disebabkan karena  sampel  3  mengandung  PVA  lebih  banyak daripada  sampel  lainnya.  Penambahan  PVA  dapat menurunkan penyerapan air dan meningkatkan hidrofobisitas  dari Biofoam .  Penambahan  PVA  juga dapat  meningkatkan  kualitas  dari Biofoam yang diproduksi  terutama  dalam  mengurangi  sifat  menyerap air, karena mengurangi rongga udara yang terbentuk [1], [2].
Gambar 3. Grafik pengaruh penambahan gliserin dan PVA terhadap daya serap air Biofoam

## KESIMPULAN
Pati  kulit  singkong  dan  serat  daun  angsana  dapat digunakan  sebagai  bahan  baku  pembuatan Biofoam . Berdasarkan  warna  yang  dihasilkan,  sampel  1  dan sampel  2  memiliki  warna  yang  lebih  terang  daripada sampel 3. Biofoam dengan nilai kadar air paling rendah adalah  sampel  2  yang  mengandung  gliserin  dan  PVA dengan jumlah yang sama yaitu 20 mL. Sedangkan untuk
kemampuan  daya  serap  airnya,  sampel  3  lebih  baik daripada sampel  lainnya, karena  sampel 3  mengandung PVA lebih banyak daripada sampel  lain. Oleh sebab itu perlu  dilakukan  penelitian  lebih lanjut  dengan menggunakan  metode  lain  untuk  pembuatan Biofoam dan  variasi  lain  sehingga  didapatkan Biofoam dengan kualitas yang lebih baik.

## DAFTAR PUTAKA
[1] C.  Irawan,  J.  Ahmad  Yani  Km,  and  K.  Selatan, “Biodegradable  Foam  dari  Bonggol  Pisang  dan  Ubi Nagara  sebagai  Kemasan  Makanan  yang  Ramah Lingkungan,” Chairul Irawan , pp. 33–42, 2018.
[2] S.  R.  Adiyar,  N.  Kadek,  A.  Kusuma,  and  S.  R. Dewanti,  “Effect  of  Composition  on  Physical Properties  of Biofoam from  the  Combination  of
Sorghum and Dried Mango Leaves,” vol. 3, no. 7, pp.
20–22, 2019.
[3] Pamilia Coniwanti, Roosdiana Mu’in, Hendra Wijaya Saputra,  M.  Andre  R.A.,  and  Robinsyah,  “Pengaruh konsentrasi  NaOH  serta  rasio  serat  daun  nanas  dan ampas tebu pada pembuatan Biofoam ,” Jurnal Teknik Kimia ,  vol.  24,  no.  1,  pp.  1–7,  2018,  doi: 10.36706/jtk.v24i1.411.
[4] M. P. Paramita, P. Studi, T. Kimia, F. Teknik, and U. M.  Surakarta,  “Pengaruh  Variasi  Waktu  Dan  Suhu
Proses Thermopressing Pada Pengembangan
Biodegradable  Foam  Berbasis  Tapioka  Dan  Α  -
Selulosa Kulit Singkong,” 2019.
[5] I.  I.  Sari,  “Pemanfaatan  Tepung  Kulit  Singkong (Manihot utilissima) Untuk Pembuatan Plastik Ramah Lingkungan  (Biodegradable)  Dengan  Penambahan Gliserol Dari Minyak Jelantah,” 2015.
[6] I.  N.  W.  Nanik  Hendrawati,  Anna  Rubi  Sofiana, “Pengaruh Penambahan Magnesium Stearat Dan Jenis Protein Pada Pembuatan Biodegradable Foam Dengan
Metode  Baking  Process,” Jurnal  Bahan  Alam Terbarukan ,  vol.  4,  no.  2,  pp.  34–39,  2016,  doi: 10.15294/jbat.v4i2.4166.
[7] E.  Rusliana,  M.  Saleh,  and  M.  Assagaf,  “Penentuan Kodisi  Proses  Terbaik  Pembuatan Biofoam Dari
Limbah  Pertanian  Lokal  Maluku  Utara,”  no.
November, pp. 10–13, 2014.
[8] B.  K.  S.  Sipahutar,  “Pembuatan  biodegradable  foam dari pati biji durian (Durio zibethinus) dan nanoserat selulosa ampas teh (Camellia sinensis) dengan proses pemanggangan skripsi,” 2020.
[9] I.  Nurfitasari,  “Pengaruh  Penambahan  Kitosan  Dan Gelatin  Terhadap  Kualitas  Biodegradable  Foam Berbahan  Baku  Pati  Biji  Nangka  (Artocarpus heterophyllus),” 2018.
[10] Y.  Ruscahyani,  “Pemanfaatan  Kulit  Jagung  Sebagai Bahan Pembuatan Biodegradable Foam,” 2020.
[11] Etikaningrum,  Joko  Hermanianto,  Evi  Savitri  Iriani, Rizal Syarief, and Asep Wawan Permana, “Pengaruh
Penambahan Berbagai Modifikasi Serat Tandankosong Sawit Pada Sifat Fungsional Biodegradable Foam,” Jurnal Penelitian Pascapanen
Pertanian , vol. 3, no. 3, pp. 146–155, Dec. 2016.
[12] S.  Bahri,  Fitriani,  and  Jalaluddin,  “Pembuatan Biofoam Dari  Ampas  Tebu  Dan  Tepung  Maizena,” Jurnal Teknologi Kimia Unimal , vol. 1, no. Mei, pp. 24–32, 2021.
[13] S.  Purnavita,  D.  Y.  Subandriyo,  and  A.  Anggraeni, “Penambahan Gliserol terhadap Karakteristik
Bioplastik dari Komposit Pati Aren dan Glukomanan,”
METANA , vol. 16, no. 1, pp. 19–25, May 2020, doi:
10.14710/metana.v16i1.29977.
[14] N. Kaisangsri, O. Kerdchoechuen, and N. Laohakunjit, “Biodegradable foam tray from cassava starch blended with natural fiber and chitosan,” Industrial Crops and Products ,  vol.  37,  no.  1,  pp.  542–546,  2012,  doi: 10.1016/j.indcrop.2011.07.034.
[15] P. R. Salgado, V. C. Schmidt, S. E. Molina, and A. N. Mauri, “Biodegradable foams based on cassava starch, sunflower proteins and cellulose fibers obtained by a baking  process,”  vol.  85,  pp.  435–443,  2008,  doi: 10.1016/j.jfoodeng.2007.08.005.