BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangPlastik banyak dimanfaatkan dalam berbagai keperluan manusia, mulai dari keperluan rumah tangga hingga keperluan industry. Pada umumnya, plastik digunakan sebagai kemasan. Hal ini desebabkan bentuknya yang elastis, berbobot, ringan tetapi kuat,tidak mudah pecah, bersifat transparan, tahan air, namun pada kenyataanya plastik menimbulkan dampak negatif.Plastik yang beredar di pasaran saat ini merupakan plimer sintetik yang tertbuat dari minyak bumi yang sulit untuk terurai di alam atau oleh alam. Akibatnya semakin banyak yang menggunakan plastik maka semakin meningkat pula pencemaran lingkingan oleh sampah plastik seperti seperti penurunan kualitas air, tanah tidak menjadi subur, plastik membutuhkan waktu ratusan tahun agar terurai dan dapat menghasilkan karbon dioksida bila di bakar.Berdasarkan dari permasalahan tersebut sekarang ini telah dikembangkan plastik alternative yang ramah linkungan, bahan baku pembuatannya tersdia di alam dalam jumlah yang besar, dan kekuatannya sama dengan plastik sintetis. Pengembangan plastik biodegradable merupakan salah satu solusi untuk memecahkan masalah ini. Plastik biodegradable dapat terurai oleh mikroorganisme secara alami menjadi senyawa yang ramah lingkungan dan bahan dasar pembuatannya dari material yang dapat diperbaharui, yaitu dari senyawa-senyawa yang terdapat dalam tanaman misalnya selulosa, kolagen, kasein, protein atau lipid yang terdapat dalam hewan.1.2 Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah dalam makalah ini yaitu mengetahui tentang plastik biodegradable, bahan baku pembuatan plastik biodegradable dan proses pembuatannya. Serta mengetahui dampak positif dan negatif dari plastik biodegradable.1.3 TujuanTujuan dari makalah ini agar mahasiswa mengetahui tentang plastik biodegradable, bahan baku pembuatan plastik biodegradable dan proses pembuatannya. Serta mengetahui dampak positif dan negatif dari plastik biodegradable.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pelastik BiodigradableKemasan adalah sesuatu yang dapat berfungsi sebagai wadah, pelindung produk, informasi (identitas), presentasi kemasan, sarana penyimpanan dan alat bantu untuk suatu produk agroindustri. Bahan kemasan konvensional yang sering digunakan adalah bahan kemasan plastik, kertas, logam, gelas, kayu yang masing-masing kemasan memiliki sifat khas, kelebihan dan kekurangannya. sedangkan bahan kemasan non konvensional yaitu bahan kemasan yang digunakan untuk mengatasi terbatasnya sarana dan prasarana yang dimiliki, mengatasi beban kerja yang terus meningkat misalnya melihat prospek pengelolaan sampah.Mendengar kata sampah, seringkali kita beranggapan bahwa sampah yaitu setumpuk limbah tidak berguna yang memiliki aroma bau busuk dan material sisa yang tidak diinginkan setelah berakhirnya suatu proses. Padahal dari pemanfaatan sampah yang didaur ulanglah, kita dapat melakukan upaya untuk mengurangi pemanasan global. Sampah dapat berasal dari jenis plastik, kertas, gelas, logam dan kayu maupun sampah yang berasal dari daun-daunan, sampah rumah tangga dan lain-lain. Berdasarkan sifatnya, sampah dibagi menjadi 2 yaitu sampah organik atau sampah yang dapat terurai (degradable)contohnya daun-daunan, sayuran, sampah dapur, dan lain-lain dan sampah anorganik atau sampah yang tidak dapat terurai contohnya plastik, botol, kaleng, dan lain-lain.Pada skala kawasan sekolah, perkantoran, dan pemukiman, pengelolaan sampah non konvensional dapat dikembangkan seiring dengan pengelolaan sampah konvensional yang sebelumnya telah terlaksanakan, sedangkan untuk kawasan umum, seperti pasar tradisonal dan terminal bus belum ada realisasi untuk mengembangkan prospek pengelolaan sampah non konvensional. Pemerintah terkesan tidak mau ambil pusing dengan masalah pengelolaan sampah dan menindaklanjuti masalah pengelolaan sampah yang tidak dikelola secara maksimal akan menjadi besar dan berdampak menimbulkan pemanasan global.Kita tahu bahwa sampah paling banyak yaitu jenis sampah plastik. Plastik merupakan jenis sampah yang tidak dapat diuraikan ataunon-degradable. Menurut catatan Kantor Lingkungan Hidup, rata-rata orang menghasilkan sampah 0,8 kg dan 15% diantaranya jenis sampah plastik setiap harinya. Alangkah baiknya apabila 15% jenis sampah plastik yang hampir semunyanon-degradable, dapat beralih ke jenis plastik yang mudah hancur ataudegradable plasticsebagai upaya untuk mengurangi pencemaran lingkungan akan plastik dan dampak pemanasan global.

Gambar 2.1 Plastik biodegradableDegradable plasticdapat dilakukan dengan 4 cara yaitu dengan pencahayaan, dengan oksidasi, dengan hidrolisis, dan dengan penguraian kembali oleh mikroorganisme(biodegradable plastic).Salah satu yang menarik perhatian saya adalah plastik yang melalui proses penguraian kembali oleh mikroorganisme atau lebih dikenal dengan sebutanbiodegradable plastic. Kita tahu sendiri bahwa plastik yang banyak beredar yaitu polimer sintetik yang terbuat dari minyak bumi yang sulit terurai di alam seperti petroleum, gas alam ataupun batubara. Ini merupakan salah satu faktor yang menyebabkan meningkatnya pencemaran lingkungan seperti membuat tanah menjadi tidak subur dan menurunnya kualitas air.Saat ini telah dikembangkan plastik biodegradable ramah lingkungan sebagai upaya untuk menyelamatkan lingkungan dari bahaya plastik. Plastik biodegradable ini terbuat dari material yang dapat diperbaharui, yaitu dari senyawa-senyawa yang terdapat dalam tanaman misalnya selulosa, kolagen, kasein, protein atau lipid yang terdapat dalam hewan. Serat selulosa yang bersifat lembut dan fleksibel serta tidak berubah pada variasi suhu mulia dari -700C sampai 800C dan dapat diputar-putar serta dibengkokkan merupakan salah satu komponen penyusun plastik biodegradable. Selain selulosa, kalogen yang proteinnya berasal dari tumbuhan dan seratnya yang bersifat elastik dapat membuat bahan kembali ke bentuk semula. Kasein juga merupakan komponen pembentuk plastik ini karena berperan sebagai permeabilitas uap air dan elastisitasfilm.Jenis plastik biodegradable ada yang berasal dari sel bakteri, misalnya saja polyhidroksialkanoat (PHA) dan poli-asam amino, ada pula yang berasal dari modifikasi asam laktat hasil perubahan zat tepung kentang atau jagung oleh mikroorganisme contohnya polyaktida (PLA), dan poliaspartat sintesis yang dapat terdegradasi. Dalam perkembangan prospek penggunaan plastik biodegradable yang cukup relevan, ternyata plastik biodegradable yang berbahan dasar tepung dapat didegradasi oleh bakteriPseudomonas sp.danBacillus sp.dengan cara memutus rantai polimer menjadi monomer-monomernya. Hasil dari degradasi tersebut selain menghasilkan karbon dioksida dan air, juga menghasilkan senyawa organik lain yaitu asam organik dan aldehid yang tidak berbahaya bagi lingkungan Bahan dasar plastik berasal dari selulosa bakteri, kitin, kitosan, atau tepung yang terkandung dalam tumbuhan, serta beberapa material plastik atau polimer lain yang terdapat di dalam sel tumbuhan dan hewan. Misalnya saja Polyaktida yang merupakan plastik berbahan dasar tepung adalah plastik yang aman bagi lingkungan. Berdasarkan penelitian, plastik non-biodegridable membutuhkan waktu sekiranya 50 tahun agar dapat terdekomposisi alam, sementara plastik biodegradable dapat terdekomposisi 10 hingga 20 kali lebih cepat. Hasil degradasi plastik ini dapat digunakan sebagai makanan hewan ternak atau sebagai pupuk kompos.Dengan adanya plastik biodegradable, maka mikroorganisme akan menguraikannya di dalam tanah yang akan meningkatkan unsur hara di dalamnya sehingga membuat tanah menjadi subur. Oleh karena itu, dalam upaya untuk mengurangi pencemaran lingkungan yang sebagian besar disebabkan oleh sampah plastik dan sekaligus mengurangi efek pemanasan global, proses pembuatan plastik biodegridable dengan teknologi proses sedemikian rupa diharapkan mampu untuk menyelematkan bumi kita dariglobal warming.Hal ini tentu saja tidak terlepas dari peran serta pemerintah dan masyarakat secara menyeluruh untuk mengaplikasikan plastik biodegradable itu sendiri

2.2 Polylactic Acid (PLA)Plastik biodegradable dapat dibuat dari polimer alami, salah satunya adalah pati. Plastik tersebut dikenal dengan PLA (Poly Lactic Acid). Poly Lactic Acid (PLA) adalah polimer dari sumber yang terbaharui dan berasal dari proses esterifikasi asam laktat yang diperoleh dengan cara fermentasi oleh bakteri dengan menggunakan substrat pati atau gula sederhana (Bastioli, 2002). PLA memiliki sifat tahan panas, kuat, & merupakan polimer yang elastic (Auras, 2002). Struktur kimia Poly Lactic Acid yaitu sebagai berikut.

Gambar 2.2 Poly Lactic AcidMelihat peluang tersebut, maka pengembangan PLA di Indonesia sangat potensial di masa depan. Indonesia merupakan negara yang kaya akan sumber daya alam, salah satunya melalui sumber pati sebagai bahan baku PLA. Sumber bahan baku pati di Indonesia sangat beragam, mulai dari beras, ubi kayu, jagung, dan sagu. Dengan melihat kondisi sosial, budaya, dan produktivitas, maka ubi kayu merupakan bahan baku yang sangat potensial untuk dijadikan PLA.Ubi kayu merupakan tanaman yang mempunyai daya adaptasi lingkungan yang sangat luas sehingga ubi kayu dapat tumbuh dengan baik di Indonesia. Rata-rata produktivitas nasional ubi kayu sebesar 180 kui/ha dengan produksi tahun 2008 sebesar 21 juta ton (BPS, 2008). Data tersebut menunjukkan betapa besarnya potensi ubi kayu untuk dikembangkan lebih lanjut. Akan tetapi, sejauh ini pemanfaatan ubi kayu di Indonesia masih sangat terbatas. Potensi ubi kayu diantaranya adalah sebagai kemasan plastik biodegradable, salah satunya adalah Poly Lactic Acid (PLA) (Suyatma, 2007).Dalam proses pembuatan Poly Lactic Acid dari ubi kayu terdapat lima langkah rangkaian proses utama. Tahapan tersebut adalah:a.) Ekstraksi Pati. Pati ubi kayu atau tapioka dibuat melalui beberapa tahap, yaitu pemarutan, pemerasan , penyaringan, pengendapan, dan pengeringan. (Iryanto, 1995).b.) Hidrolisis Pati menjadi Glukosa. Hidrolisis adalah pemecahan kimiawi suatu molekul karena pengikatan air sehingga menghasilkan molekul-molekul yang lebih kecil. (Gaman dan Sherrington,1981).c.) Fermentasi asam laktat. Glukosa yang dihasilkan pada tahap hidrolisis digunakan sebagai bahan fermentasi asam laktat. Yang dilakukan oleh bakteri asam laktat.d.) Esterifikasi dan Pembentukan Polimer. Asam Laktat yang terbentuk melalui fermentasi kemudian di esterifikasi. Kinetika reaksi dari pembuatan PLA dapat ditingkatkan dengan penggunaan zink oksida dan suhu tinggi (135 C, 6 jam) dilanjutkan dengan pembukaan cincin Lactide dan polymerisasi (Vink et al, 2003).e.) Pencetakan dan Pembentukan. Pembentukan dilakukan sebagaimana halnya proses pencetakan plastik sintetik karena bio-plastik PLA mempunyai juga sifat-sifat mekanis yang mirip dibandingkan plastik sintetik, terutama dengan polystyren (Sdegard, 2000; Drumright et al., 2000).Sifat penting dari PLA adalah kemampuannya terdegradasi secara biologis di dalam tanah. PLA terdegradasi melalui dua tahap, yaitu tahap degradasi/ fragmentasi dan tahap biodegradasi. Degradasi plastikterjadi karena panas , air, dan sinar matahari menghasilkan fragmen-fragmenpolimer.Plastik sintetiktidak mengalami biodegradasi, tetapi hanya mengalami degradasi sehingga masih meninggalkan residu. Pada hari ke- 15 PLA mengalami fragmentasi dan pada hari ke-30 mengalami biodegradasi.Poly Lactic Acid juga memiliki sifat-sifat yang mendukung untuk dijadikan kemasan baik pangan maupun non pangan karena memiliki sifat pembatas (barier) yang baik terutama untuk kelembaban dan uap air. Selain itu kelebihannya lagi jika digunakan khususnya sebagai kemasan pangan asam laktat atau Poly Lactic Acid masuk kedalam Golongan GRAS (Generally Recognize As Safe) (Auras, 2007), sehingga terjamin aman dari migrasi bahan-bahan berbahaya dari kemasan. Beberapa produk nonpangan yang dapat dibuat dari PLA baik pangan maupun non pangan di antaranya adalah jerigen, peralatan makan, dan tas belanja.Masa Depan ke-Indonesiaan sangat ditentukan dari hal yang direncanakan hari ini. Pengembangan PLA akan sangat menunjang pengembangan sektor ekonomi, lingkungan, pertanian, dan iptek. Berdasarkan laporan BPS (2000), bahwa produksi plastik biodegradabel di dunia diproyeksikan mencapai hampir 1.200.000 ton/tahun. Dengan demikian, pendayagunaan ubi kayu, sebagai bahan baku PLA dapat membuka peluang terciptanya industri baru dan dapat meningkatkan sektor perekonomian nasional. Di Bidang lingkungan apabila PLA digunakan sebagai kemasan, maka akan sangat membantu permasalahan lingkungan, baik di Indonesia maupun di dunia. Selain itu lahan marginal seluas 25.308.000 ha di Indonesia dapat dikonversi menjadi lahan ubi kayu. Sektor IPTEK Indonesia juga akan terdorong maju karena akan dilakukan banyak riset-riset pengembangan PLA. Pemanfaatan bahan baku lokal juga akan meningkatkan rasa cinta tanah air dan kebanggaan tersendiri masyarakat Indonesia.

2.3 Polihidroksialkanoat (PHA)Polihidroksialkanoat (PHA) merupakan salah satu jenis plastik biodegradabel yang memiliki potensi besar untuk menggantikan plastik hidrokarbon yang sekarang banyak digunakan. Lebih dari 40 jenis PHA dan kopolimernya telah ditemukan dan dinyatakan sebagai material yang ramah lingkungan. Polimer-polimer ini terbiodegradasi sempurna menjadi karbondioksida dan air setelah beberapa bulan penguburan dalam tanah (Yu dkk. [1998]).

Gambar 2.3 Polihidroksialkanoat (PHA)Berbagai mikroorganisme seperti Alcaligenes, Azotobacter, Bacillus,Nocardia, Pseudomonas, dan Rhizobium mengakumulasi polihidroksialkanoat sebagai material cadangan energi (Jogdand [2000]). Masing-masing mikroorganisme menghasilkan komposisi polimer PHA yang berbeda. Jenis sumber karbon yang dikonsumsi oleh mikroorganisme juga menentukan jenis PHA yang dihasilkan. Polihidroksialkanoat telah diproduksi secara komersil dengan proses biosintesa menggunakan bahan baku glukosa. Tetapi produksi PHA ini mengalami kendala terutama dari segi biaya produksi yang tinggi yang disebabkan oleh biaya bahan baku, yaitu glukosa dan biaya pengolahan (pengambilan PHA dari sel mikroorganisme). Upaya untuk mengurangi biaya produksi polihidroksialkanoat antara lain dilakukan dengan mencari bahan baku pengganti glukosa yang harganya relatif lebih murah. Salah satu bahan baku yang dapat digunakan adalah air limbah industri yang mempunyai kandungan organik yang relatif tinggi. Senyawa organik dalam limbah tersebut dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme untuk membentuk PHA. Industri tapioka merupakan salah satu industri yang menghasilkan air limbah dengan kandungan senyawa organik yang tinggi (Yeoh [1993]). Penggunaan air limbah industri tapioka sebagai bahan baku pengganti glukosa selain menurunkan biaya produksi PHA, juga memberikan nilai tambah berupa pemanfaatan limbah yang pada awalnya tidak bernilai dan berkurangnya pencemaran lingkungan akibat limbah tersebut, karena dengan proses ini limbah mengalami pengolahan olehmikroorganisme sebelum dibuang ke lingkungan.Produksi PHA yang telah banyak dilakukan menggunakan mikroorganisme kultur murni. Penggunaan kultur murni memerlukan biaya yang tinggi untuk pembiakan dan sterilisasi substrat sehingga mempertinggi biaya produksi. Penelitian Chua dkk. [1997] menunjukkan bahwa mikroorganisme dalam lumpur aktif dapat mengakumulasi PHA pada rasio C:N tertentu. Oleh karena itu dikembangkan penggunaan kultur campuran lumpur aktif sebagai pengganti kultur murni untukmemproduksi PHA. Pada kondisi aerobik, mikroorganisme lumpur aktif menggunakan karbon dariair limbah untuk pembentukan sel baru. Hal ini ditandai dengan penurunan chemical oxygen demand (COD) dalam air limbah. Ketika kondisi lingkungan berubah menjadi anaerobik, mikroorganisme mulai mengakumulasi PHA sebagai cadangan karbon dalam selnya. Penggunaan sequencing batch reactor (SBR) dapat menjamin tercapainya kondisi-kondisi ini, karena pada SBR pengontrolan kondisi operasi dapat dilakukan dengan lebih mudah. Beberapa penelitian (Purnama [2001], Sondjaja dkk. [2001], Harimawan dan Wibawa [2002] dan Damajanti [2003]) telah dilakukan di laboratorium Mikrobiologi dan Teknologi Bioproses FTI-ITB untuk memproduksi PHA dengan menggunakan SBR dan limbah sintetik tapioka sebagai substrat. Penelitian-penelitian ini dilakukan dengan membuat variasi siklus pengolahan, lamanya periode aerob:anaerob, serta waktu pengumpanan substrat ke dalam reaktor. Dari penelitian-penelitian tersebut perolehan kandungan PHA yang tinggi dengan penyisihan COD yang juga cukup tinggi dicapai pada waktu pengumpanan 6 jam, waktu aerob-anaerob antara 4-5 jam, serta penggunaan siklus pendek yaitu dengan melakukan proses aerob dan anaerob secara berselang-seling. Dengan volume kerja reaktor 6 L dan waktu 1 siklus selama 12 jam, dicapai kandungan PHA tertinggi sebesar 0,5 g PHA/g sel dan PHA yang diperoleh adalah kopolimer polihidroksibutirat-ko-hidroksivalerat. Penelitian ini bertujuan mengamati kandungan PHA yang dapat diakumulasi oleh mikroorganisme lumpur aktif dalam pengolahan air limbah industri tapioca dengan menggunakan sequencing batch reactor (SBR).

BAB IIIPENUTUP

3.1 KesimpulanKesimpulan dari makalah plastik bidegradable ini adalah :1. Pelastik biodegradable lebih mudah terurai oleh alam di bandingkan dengan pelastik sintetis.2. Pelastik biodegradable memiliki dua bahan pokok polyhidroksialkanoat (PHA) dan poli-asam amino (PLA)3. Kebutuhan pokok pelastik setiap tahunnya meningkat.4. Limbah pelastik sintetis sulit di degradasi oleh tanah

DAFTAR PUSTAKA

www.kemenperin.go.id/.../Polimer-Nanokomposit-Sebagai-Master-Batch...digilib.uin-suka.ac.id/.../BAB%20I,%20V,%20DAFTAR%20PUSTAKA....http://himalogin.lk.ipb.ac.id/2013/09/09/biodegradable-plastic/https://djarumbeasiswaplus.org/artikel/content/30/Pembuatan-Kemasan-Ramah-Lingkungan-dari-Polylactic-Acid-Berbasis-Ubi-Kayu-(Manihot-esculenta)/lib.ui.ac.id/file?file=digital/20289862-S912-Pemanfaatan%20pati.pdfdigilib.ump.ac.id/files/disk1/.../jhptump-ump-gdl-listianing-1115-1-c.4.p...https://www.academia.edu/2786239/PRODUKSI_POLIHIDROKSIALKANOAT_DARI_AIR_LIMBAH_INDUSTRI_TAPIOKA_DENGAN_SEQUENCING_BATCH_REACTOR