IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Optimasi Menggunakan RSM
Penggunaan metode RSM pada penelitian ini adalah untuk
mencari titik optimum kuat tarik pada bioplastik. Sampel
bioplastik yang dioptimasi mempunyai dimensi panjang 7 cm
dan lebar 3 cm dengan dua variabel bebas yaitu temperatur
pengeringan dan lama pengeringan. Metode RSM yang
digunakan adalah CCD. Data hasil penelitian yang didapatkan
pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data Hasil Penelitian pada Program Design Expert 10.0.1
Variabel Kode
Variabel Sebenarnya
Respon
No
X1
X2
Temperatur
(C°)
Lama
Pengeringan
(jam)
Kuat
Tarik
(MPa)
1
-1
-1
40
1
0.0407
2
1
-1
60
1
0.0397
3
-1
1
40
3
0.0417
4
1
1
60
3
0.0340
5
-1.414
0
35.85
2
0.0373
6
1.414
0
64.14
2
0.0347
7
0
-1.414
50
0.58
0.0423
8
0
1.414
50
3.41
0.0417
9
0
0
50
2
0.046
10
0
0
50
2
0.0453
11
0
0
50
2
0.0457
12
0
0
50
2
0.0447
13
0
0
50
2
0.0450
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
33
4.1.1 Analisis Pemilihan Model Statistik
Analisis menggunakan RSM dengan CCD memiliki beberapa
model statistik yang ditawarkan untuk menganalisis data hasil
penelitian. Model statistik tersebut diantaranya adalah model
linier dengan bentuk persamaan
model
interaksi dua faktor (2FI) dengan bentuk persamaan
model kuadratik dengan bentuk
persamaan
,
dan model kubik. Kelima model tersebut dipilih yang paling
sesuai dengan respon optimum berdasarkan dari Sequential
Model Sum of Squares, Lack of Fit Test dan Model Summary
Statistic. Perhitungan pemilihan model statistik untuk kuat tarik
bioplastik berdasarkan Sequential Model Sum of Squares
terdapat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Pemilihan Model Berdasarkan Sequential Model Sum of
Squares
Sumber
Jumlah
Kuadrat
db
Mean
Kuadrat
Mean
vs Total
0.022
1
0.022
Linear
vs Mean
2FI vs
Linear
Qudratic
vs 2FI
2.300
E-005
1.22
E-005
1.592
E-004
Cubics vs
Quadratic
2
1
2
05.008
E-006
2
1.093
E-006
5
2.300
E-005
1.22
E-005
7.960
E-005
2.504
E-006
2.187
E-007
1.733
Total
0.023
13
E-003
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
Residual
34
F
Hitung
Nilai P
prob>F
0.65
0.5421
0.61
0.4545
91.32
<0.0001
Suggested
11.45
0.0136
Aliased
Keterangan
Pemilihan model pada Tabel 4.2 menghasilkan model
Quadratic yang disarankan oleh software DX10 dengan
keterangan suggested pada tabel. Sedangkan model Cubics
merupakan model yang tidak disarankan oleh software DX10
dengan keterangan aliased pada tabel. Pemilihan model statistik
yang sesuai berdasarkan Sequantial Model Sum of Squares
sebenarnya harus memiliki nilai p kurang dari 5% (p<5%) yang
memiliki pengertian bahwa model memiliki kesalahan kurang
dari 5%. Selain itu nilai p juga memiliki pengertian signifikansi
statistik atau konsistensi hasil ketika diulang berkali-kali
(Sugiharto, 2009).
Pada Tabel 4.2 terlihat bahwa model linier memiliki nilai p
sebesar 0.5421 yang menunjukkan bahwa peluang kesalahan
model linier adalah sebesar 54.21% sehingga model tidak
signifikan. Model interaksi dua faktor (2FI) memiliki nilai p
sebesar 0.4545 sehingga model 2FI tidak signifikan karena
memiliki peluang kesalahan 45.45%. Model kuadratik memiliki
nilai p terbaik dari semua model yaitu sebesar <0.0001 yang
berarti model kuadratik memiliki peluang kesalahan hanya
0.01% yang membuat model ini disarankan oleh software DX10.
Model terakhir adalah model kubik yang memiliki nilai p sebesar
0.0136 yang menunjukkan peluang kesalahan sebesar 1.36%
sehingga model ini tidak disarankan oleh software DX10.
Pemilihan model selanjutnya didasarkan pada pengujian
ketidaktepatan (Lack of Fit Tests). Model yang dianggap tepat
adalah model bersifat tidak nyata (insignificant) secara statistik
(Gaspersz, 1992). Pada proses ini model akan dapat diterima
jika nilai p lebih dari 5% (p>5%) yang menunjukkan model tidak
nyata terhadap respon. Data berdasarkan tes ketidaktepatan
terdapat pada Tabel 4.3.
35
Tabel 4.3 Pemilihan Model Berdasarkan Lack of Fit Tests
Sumber
Jumlah
Kuadrat
db
Mean
Kuadrat
F
Hitung
Nilai P
Prob>F
Linear
1.754
E-004
6
2.924
E-005
107.10
0.0002
2FI
1.642
E-004
5
3.284
E-005
120.29
0.0002
Quadra
tic
5.009
E-006
3
1.670
E-006
6.12
0.0563
Suggested
Cubic
1.250
E-009
1
1.250
E-009
4.579
E-003
0.9493
Aliased
Keterangan
Pure
1.092
2.730
4
Error
E-006
E-007
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
Berdasarkan
Tabel
4.3
pengujian
ketidaktepatan
menghasilkan model linier dan model interaksi dua faktor (2FI)
yang memiliki nilai p sama yaitu sebesar 0.0002 (0.02%). Model
kudratik memiliki nilai sebesar 0.0563 (5.63%) sebagai model
yang disarankan dengan keterangan suggested dari software
DX10. Menurut Putranto (2014) seharusnya nilai p yang baik
adalah diatas 0.05 namun dikarenakan nilai p paling besar
adalah 0.0563 dan tidak ada opsi lain yang lebih baik, maka
program menyarankan model kuadratik sebagai model yang
terbaik. Model kubik memiliki nilai p sebesar 0.9493 (94.93%)
yang nilainya rentang cukup jauh dengan nilai ketidaktepatan
model (5%) dan merupakan nilai p terbesar dibanding dengan
tiga model lainnya. Namun, model kubik terpilih menjadi model
yang tidak disarankan oleh software DX10 dengan adanya
keterangan aliased karena model kubik tidak mendukung untuk
rancangan yang menggunakan 2 variabel sehingga model yang
disarankan adalah model kudratik.
Metode terakhir adalah Model Summary Statistic dimana
proses pemilihan model berdasarkan ringkasan model statistik.
Parameter yang digunakan dalam memilih model yang tepat
36
adalah standar deviasi terendah, R-square tertinggi, Adjusted Rsquare tertinggi, Predicted R-square tertinggi dan PRESS
terendah (Estiasih dkk, 2013). Hasil analisis Model Summary
Statistic terdapat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Pemilihan Model Berdasarkan Uraian Ringkasan Model secara
Statistik
Sumber
Std
Deviasi
R
Prediksi
2
R
PRESS
Linear
4.201
E-003
0.1153
-0.0167
-0.5545
3.101
E-004
2FI
4.286
E-003
0.1715
-0.1046
-0.8699
3.731
E-004
Quadrat
ic
9.336
E-003
0.9694
0.9476
0.8129
3.733
E-005
Suggested
Cubic
4.676
E-004
0.9945
0.9868
0.9910
1.786
E-004
Aliased
2
Akar R
2
Keterangan
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
Pada Tabel 4.4 diperoleh hasil untuk model secara statistik
pada proses kuat tarik bioplastik, nilai standar deviasi yang
paling rendah yang memenuhi kriteria adalah model bentuk
kubik yaitu sebesar 0.0004676, akan tetapi model kubik tidak
dianjurkan sehingga model yang terpilih adalah model kuadratik.
Nilai R-square kuadratik adalah sebesar 0.9694. Model
kuadratik memiliki nilai adjusted R2 sebesar 0.9476 yang berarti
variabel temperatur dan lama pengeringan berpengaruh
terhadap keragaman respon sebesar (94.76%) sedangkan
sisanya 5.24% dipengaruhi faktor lain yang tidak dijadikan
variabel yang diteliti. Model kuadratik memiliki nilai prediksi R2
sebesar 0.8129. Nilai PRESS yang dimiliki model sebesar
0.00003733 dimana nilai tersebut bukan merupakan nilai
terendah jika dibandingkan dengan model linier dan 2FI. Nilai
PRESS digunakan untuk menunjukkan prediksi kesalahan
jumlah kuadrat dari model, sedangkan nilai prediksi
R2
37
merupakan prediksi hubungan antara variabel-variabel bebas
terhadap variabel terkontrol yang dicari dari hasil prediksi
kesalahan jumlah kuadrat model (Gumanti, 2015).
Berdasarkan dari seluruh analisis tiga model yang ada,
digunakan untuk menjelaskan hubungan antara temperatur
pengeringan dan lama waktu pengeringan terhadap kuat tarik
dari bioplastik adalah model kuadratik karena menunjukkan
hasil yang dapat dikatakan konsisten. Sedangkan, model kubik
yang di beberapa kriteria memiliki nilai yang lebih baik
dibandingkan model kuadratik tidak disarankan oleh software
DX10 dikarenakan model kubik tidak sesuai untuk model
rancangan dua variabel.
4.1.2 Analisis ANOVA Model Kuadratik
Model kuadratik sebagai model terpilih kemudian dianalisis
menggunakan Analysis of Varians (ANOVA) untuk mengetahui
hubungan antara beberapa variabel yaitu temperatur
pengeringan dan lama pengeringan yang menjadi dasar
penelitian. Hasil dari ANOVA ini akan menunjukkan apakah
model memiliki nilai yang signifikan terhadap hasil penelitian
atau tidak. Hasil analisis ANOVA pada penelitian bioplastik dari
tepung nasi aking disajikan pada Tabel 4.5.
38
Tabel 4.5 Hasil Analisis ANOVA Respon Kuat Tarik Bioplastik
Sumber
Jumlah
Kuadrat
db
Mean
Kuadrat
F
Hitung
Nilai P
Prob>F
Keterangan
Model
1.934
E-004
1.915
E-005
3.848
E-006
1.22
E-005
1.513
E-004
1.926
E-005
6.101
E-006
5.009
E-006
1.092
E-006
1.995
E-004
9.336
E-004
0.041
5
3.868
E-005
1.915
E-005
3.848
E-006
1.22E005
1.513
E-004
1.926
E-005
8.716
E-007
1.670
E-006
2.730
E-007
44.38
<0.0001
Significant
21.97
0.0022
4.42
0.0737
12.88
0.0089
173.59
<0.0001
22.09
0.0022
6.12
0.0563
ATemperatur
B-Waktu
AB
2
A
2
B
Residual
Lack of Fit
Pure Error
Cor Total
Std. Dev.
Mean
C.V. %
1
1
1
1
1
7
3
4
Not
Significant
12
R-square
Adj R-square
Pred R-square
Adeq Precision
0.9694
0.9476
0.8129
18.156
2.25
PRESS
3.733
E-005
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
Berdasarkan tabel ANOVA model kuadratik signifikan
terhadap respon kuat tarik sebesar <0.0001 dan temperatur
pengeringan (A) sebesar 0.0022, sedangkan lama pengeringan
(B) tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap respon
kuat tarik karena p-value B sebesar 0.0737, dimana nilai p lebih
besar dari 0.05 (p>0.05). Pada tabel ANOVA terdapat interakasi
39
antara faktor temperatur pengeringan dan lama pengeringan
(AB) dengan p-value sebesar 0.0089 juga memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap respon kuat tarik , sehingga
model linier dan interaksi antar faktor menunjukkan pengaruh
yang signifikan dari hasil respon kuat tarik. Nilai p pada Lack of
Fit sebesar 0.0563 menunjukkan bahwa model ini masih
memiliki kekurangan jika digunakan sebagai prediksi.
Nilai R2 (koefisien determinasi) sebesar 0.9694 menunjukkan
data yang menunjang model sebesar 96.94%. Adapun faktor
yang mempengaruhi nilai respon kuat tarik adalah temperatur
pengeringan dan lama pengeringan. Sedangkan sisanya 3.06%
dipengaruhi faktor lain yang tidak dimasukkan dalam model.
Rendahnya kuat tarik bioplastik disebabkan beberapa faktor
yaitu proses pengadukan antara tepung nasi aking dengan
kitosan yang kurang maksimal. Nilai R (Adj R-Squared)
menunjukkan nilai sebesar 0.9476 yang berarti adanya korelasi
sebesar 0.9476. Korelasi positif yaitu apabila nilai X besar maka
diikuti nilai Y yang besar pula dari program Design Expert 10.0.1
diperoleh persamaan polinomial model ordo dalam bentuk
variabel kode pada respon kuat tarik bioplastik sebagai berikut:
Ykuat tarik= 0.045 – 1.547E-003A1 – 6.936E-004B2 – 1.675E003A1B2 - 4.664E-003A12 - 1.664E-003B22
Sedangkan persamaan polinomial ordo dua dalam bentuk
variabel sebenarnya (aktual) yaitu:
Ykuat tarik = -0.085536 + 4.84404E-003A1 + 0.014336B2 –
1.67500E-004A1B2 - 4.663750E-005A12 - 1.66375
E-003B22
Nilai prediksi dari kuat tarik pada bioplastik dibandingkan
dengan hasil penelitian (aktual) disajikan pada Tabel 4.6.
40
Tabel 4.6 Data Hasil Penelitian Dan Prediksi Hasil Kuat Tarik Oleh
Model CCD
Variabel
Kode
Variabel Sebenarnya
Respon Kuat
Tarik (MPa)
X1
X2
Temperatur
(°C)
Lama
Pengeringan
(jam)
Aktual
Prediksi
1
-1
-1
40
1
0.0407
0.0392
2
1
-1
60
1
0.0397
0.0395
3
-1
1
40
3
0.0417
0.0412
4
1
1
60
3
0.0340
0.0348
5
1.414
0
35.85
2
0.0373
0.0379
6
1.414
0
64.13
2
0.0347
0.0335
7
0
1.414
50
0.58
0.0423
0.0427
8
0
1.414
50
3.41
0.0417
0.0407
9
0
0
50
2
0.0460
0.0450
10
0
0
50
2
0.0453
0.0450
11
0
0
50
2
0.0457
0.0450
12
0
0
50
2
0.0447
0.0450
13
0
0
50
2
0.0450
0.0450
No
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
Tingkat keakuratan model dapat diketahui dari perbandingan
nilai aktual penelitian dengan nilai prediksi model. Tingkat
keakuratan model dapat dilihat pada Gambar 4.1.
41
-Expert® Software
arik
Prediksi vs Aktual
oints by value of
arik:
6
0.046
4
Kuat Tarik (Mpa) Prediksi
0.044
2
R = 0.9694
Std Dev = 0.0009336
0.042
0.04
0.038
0.036
0.034
0.032
0.032
0.034
0.036
0.038
0.04
0.042
0.044
0.046
Kuat Tarik (MPa) Aktual
Gambar 4.1 Perbandingan Nilai Aktual dan Nilai Prediksi Respon Kuat
Tarik Bioplastik
Keakuratan model diketahui dari perbandingan nilai aktual
dan nilai prediksi dari model yang dihasilkan. Gambar 4.1 diatas
menunjukkan distribusi sebaran nilai aktual yang dinyatakan
sebagai kotak dan nilai prediksi yang dinyatakan sebagai garis
linier. Nilai aktual hasil penelitian tersebar disekitar garis dan
terdapat nilai yang dekat dengan garis dan nilai yang jauh dari
garis. Distribusi sebaran tersebut menggambarkan nilai standar
deviasi sebesar 0.0009336dan nilai R2 sebesar 0.9694. Hal ini
menunjukkan bahwa semakin nilai R2 mendekati nilai 1 maka
semakin baik model yang dihasilkan, dan cukup banyak nilai
aktual yang tersebar jauh dari nilai prediksi.
42
4.1.3. Respon Kuat Tarik Bioplastik
Pada penelitian ini menggunakan dua variabel yaitu
temperatur pengeringan dan waktu pengeringan yang
digunakan terhadap respon kuat tarik bioplastik. Pada Gambar
4.2 dapat diketahui grafik kontur respon kuat tarik bioplastik.
Berdasarkan hasil ANOVA yang diperoleh, variabel temperatur
pengeringan dan lama pengeringan berpengaruh nyata
terhadap respon kuat tarik. Garis terluar pada grafik
menunjukkan nilai respon terendah dan semakin ke dalam
menunjukkan nilai respon yang semakin tinggi. Nilai respon
yang optimal pada kontur plot akan ditandai tidengan adanya
titik (node) pada kontur tersebut. Respon optimal dari kuat tarik
bioplastik tepung nasi aking dalam kontur menunjukkan nilai
dikisaran 0.044 MPa.
Sedangkan pada Gambar 4.3 menunjukkan grafik
permukaan respon kuat tarik. Berdasarkan grafik yang
ditampilkan diketahui titik tengah grafik. Grafik 3D tersebut
berbentuk parabola yang menggambarkan optimasi yang
didapat adalah optimasi maksimum dimana pengaruh interaksi
antara temperatur pengeringan dan waktu pengeringan bersifat
kuadratik berbentuk bukit yang terbuka ke bawah terhadap
respon kuat tarik bioplastik. Grafik tersebut dapat menentukan
nilai optimal respon kuat tarik dengan melihat 2 titik pada grafik
temperatur (X1) sebesar 60°C dan lama pengeringan (X2)
selama 3 jam.
43
esign-Expert® Software
actor Coding: Actual
uat Tarik (MPa)
Design Points
0.046
Kuat Tarik (MPa)
3
0.044
0.038
1 = A: Temperatur
2 = B: Waktu Pengeringan
B: Waktu Pengeringan (jam)
0.034
2.5
0.042
0.04
5
2
1.5
0.042
1
40
45
50
55
60
A: Temperatur (°C)
Gambar 4.2 Grafik Kontur Plot Kuat Tarik Bioplastik
Design-Expert® Software
Factor Coding: Actual
Kuat Tarik (MPa)
Design points above predicted value
Design points below predicted value
0.046
0.034
0.046
X1 = A: Temperatur
X2 = B: Lama Pengeringan
Kuat Tarik (MPa)
0.044
0.042
0.04
0.038
0.036
0.034
3
60
2.5
55
2
50
1.5
45
B: Lama Pengeringan (jam)
1
A: Temperatur (°C)
40
Gambar 4.3 Grafik 3D Respon Kuat Tarik
44
4.1.4. Optimasi Respon Kuat Tarik Bioplastik
Optimasi respon kuat tarik bioplastik dilakukan dengan tujuan
mengoptimalkan nilai kuat tarik bioplasitk dalam batas pengaruh
temperatur pengeringan dan lama pengeringan pada daerah
percobaan yang lebih luas, dengan batasan-batasan yang
ditentukan sehingga menghasilkan solusi yang optimal. Kriteria
pengoptimalan respon disesuaikan dengan batasan-batasan
(constrain) seperti pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Constrain Respon untuk Optimasi
Name
Temperatur
Lama
pengeringan
Kuat tarik
Is in range
Lower
Limit
40
Upper
Limit
60
Is in range
1
30
maximize
0.034
0.046
Goal
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
Perlakuan terbaik berdasarkan model diperoleh dengan
memberikan batasan titik perlakuan dengan memaksimalkan
respon. Titik optimum dari kedua variabel dapat ditentukan
melalui grafik permukaan respon pada
Gambar 4.4 dan
Gambar 4.5. Dari gambar dibawah menunjukkan titik optimum
variabel temperatur pengeringan dan waktu pengeringan
terdapat area berwarna biru yang mengindikasikan area yang
tidak diinginkan dan nilai desirability yang rendah. Grafik
desirability yang disajikan pada Gambar 4.4 menunjukkan
bahwa nilai desirability berada pada area yang berwarna oranye
yang mengindikasikan bahwa area yang semakin berwarna
merah adalah semakin baik.
45
Design-Expert® Software
actor Coding: Actual
Desirability
Design Points
1.000
Desirability
3
0.8
0.2
0.000
B: Lama Pengeringan (jam)
0.4
1 = A: Temperatur
2 = B: Lama Pengeringan
2.5
0.6
5
Desirability
0.958
2
1.5
0.6
1
40
45
50
55
60
A: Temperatur (°C)
Gambar 4.4 Grafik Interaksi Variabel Bebas Terhadap Respon
Countour Plot
Design-Expert® Software
Factor Coding: Actual
Desirability
1.000
0.000
0.958
X1 = A: Temperatur
X2 = B: Lama Pengeringan
1.000
0.800
Desirability
0.600
0.400
0.200
0.000
3
60
2.5
55
2
50
1.5
B: Lama Pengeringan (jam)
45
1
A: Temperatur (°C)
40
Gambar 4.5 Grafik Interaksi Variabel Bebas Terhadap Respon 3D
Surface
46
Berdasarkan pengolahan data DX10
optimum yang disajikan pada Tabel 4.8.
didapatkan
nilai
Tabel 4.8 Solusi Titik Optimum Terpilih Berdasarkan Software DX10
Suhu
(°C)
Waktu
(jam)
Kuat
Tarik
(MPa)
Desirability
Keterangan
48.558
1.863
0.045
0.958
Selected
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
Berdasarkan pengolahan data optimasi menggunakan RSM
dengan model desain komposit terpusat diperoleh solusi optimal
proses yaitu pada temperatur pengeringan sebesar 48.558°C
dan waktu pengeringan optimum adalah 1.863 jam serta respon
kuat tarik yang didapat sebesar 0.0450 MPa. Titik optimum
masing-masing merupakan titik stasioner yang diduga
merupakan respon optimum (Ernest dkk, 2014). Sedangkan nilai
desirability digunakan untuk menentukan ketepatan hasil solusi
optimal dengan kisaran nilai 0 sampai 1. Nilai desirability 1
menunjukkan bahwa respon sempurna sedangkan niali
desirability 0 menunjukkan respon harus dibuang (Laluce et al.,
2009). Hasil desirability menunjukkan angka 0.9958 sehingga
dapat dikatakan bahwa tingkat ketepatannya adalah sebesar
95.8%.
4.1.5. Validasi Kondisi Optimum Hasil Prediksi Model DX10
Validasi atas model yang terbentuk diperlukan untuk menguji
keakuratan model dalam menggambarkan kondisi empiris.
Validasi dilakukan dengan membandingkan hasil perlakuan
terbaik berdasarkan model dengan hasil penelitian. Perlakuan
terbaik berdasarkan model diperoleh dengan mengoptimalkan
respon kuat tarik. Model optimum dari Design Expert X10.0
diperlukan
untuk
menguji
keakuratan
model
dalam
menggambarkan keadaan yang sebenarnya. Perbandingan
hasil penelitian dan prediksi dapat dilihat pada Tabel 4.9.
47
Tabel 4.9 Hasil Penelitian dan Prediksi Hasil Kuat Tarik
Kuat Tarik (MPa)
Nilai Optimum
Variabel
DX10
Prediksi
Aktual
Temperatur (°C)
48.588
0.045
0.0453
Lama Pengeringan
1.863
(jam)
Sumber: Hasil Pengolahan Data DX10
Berdasarkan Tabel 4.9 dapat diketahui bahwa hasil validasi
kuat tarik sebesar 13.60 N atau sama dengan 0.0453 MPa.
Perbedaan hasil prediksi dan hasil penelitian (aktual) dapat
terjadi karena hal-hal teknis saat penelitian namun perbedaan
yang terjadi sangat kecil sekali. Hasil optimasi kuat tarik pada
bioplastik dengan hasil optimum sebesar 45.3% belum bisa
diterapkan, namun hasil ini telah membuktikan hipotesis bahwa
dengan adanya pengaruh temperatur pengeringan dan lama
pengeringan dapat meningkatkan nilai kuat tarik bioplastik
namun perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mencapai
hasil yang diharapkan hingga bisa diterapkan. Berikut ini
merupakan peneltian terdahulu tentang pembuatan bioplastik
yang terdapat pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10 Perbandingan dengan Penelitian Lain
Penulis
Judul
Hasil
Perlakuan terbaik pada plastik
biodegradable dengan tepung
Karaktersitik Fisik
Dan Mekanis
nasi aking sebanyak 10 gram,
Bioplastik Terhadap kitosan 3 gram dan 2 ml
Pengaruh Variasi
gliserol
dengan
perlakuan
Ulfah, 2016
Temperatur Dan
terbaik pada suhu 50°C dan
Lama Pengeringan
lama pengeringan 2 jam
Berbahan Dasar
memiliki kuat tarik sebesar
Nasi Aking
0.017 MPa dan elongasinya
47.780%.
48
Utomo dkk,
2013
Pengaruh
Suhu
Dan
Lama
Pengeringan
Terhadap
Karakteristik
Fisikokimiawi
Plastik
Biodegradable Dari
Komposit Pati Lidah
Buaya (Aloe Vera)Kitosan
Epriyanti
dkk, 2015
Pengaruh
Suhu
Dan
Lama
Pengringan
Terhadap
Karakteristik
Komposit
Plastik
Biodegradable Dari
Pati Kulit Singkong
Dan Kitosan
Perlakuan terbaik pada plastik
biodegradable
dengan
formulasi yang
digunakan sebagai komposisi
bahan utama pati lidah buaya :
serbuk
kitosan
udang
:
akuades dengan perbandingan
yaitu 13% : 10% : 64%,
kemudian ditambahkan gliserol
8% dan bahan tambahan asam
yang berasal dari cuka makan
(vinegar) sebanyak 5%. Plastik
yang
dihasilkan
pada
pengeringan dengan suhu
50°C dan pengeringan selama
2 jam memiliki kuat tarik
2
sebesar 104.659 N/mm dan
elongasinya 2.778%.
Kuat tarik plastik biodegradable
yang terbaik dengan pati
singkong sebanyak 3.5 gram,
kitosan 1.5 gram dan 1 ml
gliserol.
Plastik
yang
dihasilkan pada pengeringanan
dengan
suhu
50°C
dan
pengeringan selama 6 jam
memiliki kuat tarik sebesar
1.04 MPa dan elongasinya
54.99%.
Berdasarkan Tabel 4.10 dapat diketahui bahwa, hasil
optimasi kuat tarik bioplastik dari tepung nasi aking dengan nilai
optimum kuat tarik sebesar 0.045 MPa dengan hasil aktualnya
sebesar 0.0453 MPa dan elongasi sebesar 50.00%,
menunjukkan bahwa pengaruh adanya temperatur pengeringan
dapat menyebabkan struktur ikatan pada bioplastik menjadi
rapat. Menurut Ulfah (2016), naiknya kuat tarik terjadi karena
kadar kitosan yang semakin tinggi, maka akan semakin banyak
ikatan hidrogen yang terdapat di dalam film plastik sehingga
49
ikatan antar molekul dari plastik akan semakin kuat, dan juga
dengan
adanya
penambahan
gliserol
mengakibatkan
pembentukan ikatan silang dengan kitosan yang mengurangi
gaya antar molekul rantai polisakarida sehingga sampel plastik
menjadi lebih fleksibel dan sedikit lebih halus. Pada pembuatan
bioplastik dari tepung nasi aking pada penelitian ini dengan
perlakuan suhu 50°C dan lama pengeringan 2 jam memiliki kuat
tarik sebesar 0.017 MPa dan elongasinya 47.780%.
Dalam penelitian yang dilakukan Utomo, dkk (2013) pada
bioplastik dari komposit lidah buaya, kombinasi perlakuan
temperatur pengeringan dan lama pengeringan berpengaruh
sangat nyata terhadap kuat tarik bioplastik. dimana semakin
tinggi suhu dan waktu pengeringan maka akan mempengaruhi
besarnya penguapan plasticizer dalam bahan. Menurut Alyanak
(2004) dalam Purwanti (2010), besarnya kuat tarik atau
regangan putus berhubungan erat dengan jumlah plasticizer
yang ditambahkan pada proses pembuatan bioplastik. Dalam
hal ini, semakin besar konsentrasi plasticizer yang menguap
dari bahan maka bahan semakin kering dan mudah sobek
sehingga tingkat elastisitas bahan tersebut akan semakin
menurun. Hasil penelitian terbaik yaitu pada perlakuan suhu
50°C dengan waktu pengeringan 2 jam menghasilkan kuat tarik
sebesar 104.648 MPa dan elongasi sebesar 2.778%.
Epriyanti dkk (2015), pada komposit plastik biodegradable
dari pati kulit singkong dan kitosan, semakin tinggi suhu dan
lama pengeringan maka bahan akan menjadi semakin cepat
kering dan sobek sehingga tingkat elastisitas bahan tersebut
semakin menurun, dan uap air yang terkandung dalam bahan
akan semakin menguap, sehingga dalam proses penguapan air
tersebut partikel-partikel bahan akan bergerak ke atas
menyebabkan lapisan antar sel menyatu. Hasil penelitian yang
terbaik pada penelitian ini yaitu perlakuan suhu 50°C dengan
lama pengeringan 6 jam menghasilkan kuat tarik 1.04 MPa
dengan elongasi 54.99%. Perbedaan hasil kuat tarik dengan
bioplastik pada penelitian ini dikarenakan saat pengadukan
bahan kurang merata, dimana pengadukan dilakukan secara
manual menggunakan spatula.
50
4.2 Hasil Mikrostruktur dengan SEM
Pengamatan morfologi atau kenampakan fisik sampel
bioplastik dilakukan menggunakan alat SEM-Hitachi TM 3000,
dimana sampel yang dianalisis dipotong dengan luasan 1 cm2
kemudian dilakukan coating menggunakan lapisan emas yang
bertujuan untuk memberikan sifat konduktor pada sampel.
Pengamatan ini dilakukan pada sampel hasil validasi, dimana
penentuan sampel validasi berdasarkan hasil CCD RSM yaitu
pada temperatur pengeringan 48°C dengan lama pengeringan 2
jam. Hasil pada Gambar 4.6 dengan perbesaran 1.000x dan
5.000x menunjukkan bahwa permukaan bioplastik tidak merata.
Hal ini dapat dilihat dengan adanya gumpalan setelah dilakukan
pengamatan dengan SEM. Permukaan yang kurang merata ini
disebabkan adanya
pengadukan yang kurang merata
dikarenakan saat pengadukan dilakukan dengan manual
menggunakan batang pengaduk sehingga adonan bioplastik
kurang homogen.
Gumpalan
(a)
(b)
Gambar 4.6 Hasil SEM Permukaan Bioplastik Perbesaran (a) 1.000x
dan (b) 5.000x
Hal ini serupa dalam penelitian (Coniwati dkk,2014), bahwa
tidak adanya tenaga yang cukup kuat seperti proses
51
pemanasan dan pengadukan antara kitosan dan pati
menyebabkan larutan kitosan tidak merata. Jika terdapat
tenaga yang kuat seperti pengadukan yang baik selama proses
pencampuran pada suhu gelatinisasi dan transisi glass, akan
dengan mudah menggabungkan partikel-pertikel kitosan yang
tidak saling larut kedalam pati sehingga menghasilkan distribusi
kitosan yang tersebar dengan baik. Menurut Setiani dkk (2013)
dalam Epriyanto dkk (2016) bahwa semakin tinggi suhu dan
semakin
lama
pengeringan
plastik
biodegradable
mempengaruhi struktur permukaan plastik biodegradable yang
dihasilkan. Semakin tinggi suhu dan lama pengeringan bahan
akan menjadi semakin cepat kering dan uap air yang
terkandung dalam bahan akan semakin cepat menguap,
sehingga dalam proses penguapan air tersebut, partikel-partikel
bahan akan bergerak ke atas dan menyebabkan lapisan antar
sel menyatu.
52