Pengolahan Klobot Jagung Menghasilkan Polimer Degradable

Pembuatan Serbuk Klobot Jagung  

Proses pembuatan substrat serbuk klobot jagung dilakukan dengan metode penggilingan. Klobot jagung dibersihkan dengan menggunakan air. Kemudian klobot jagung dipotong-potong kurang lebih 2 cm dan dilakukan pengeringan  di bawah terik matahari. Klobot jagung dari hasil pengeringan kemudian dikumpulkan untuk dilakukan proses penggilingan. Proses penggilingan dimaksudkan untuk menghancurkan klobot jagung sehingga terbentuk serbuk. Serbuk klobot jagung yang diperoleh memiliki kandungan zat yang sama dengan klobot jagung yaitu selulosa karena ikatan didalamnya tidak mengalami perubahan.

Berdasarkan penelitian Asmaul (2006), untuk menentukan kadar selulosa yang terkandung dalam serbuk klobot jagung dapat dilakukan dengan faktor konversi. Berdasarkan penelitian tersebut, didapatkan bahwa kandungan selulosa dari klobot jagung adalah sebesar 40,59 

Pengolahan Selulosa Sebagai Bahan Polimer Degradable

Serbuk klobot jagung yang diperoleh bukan selulosa murni, karena masih mengandung bahan-bahan lain terutama lignin. Meskipun lignin merupakan semen yang mengikat fibril-fibril selulosa yang menghasilkan struktur yang stabil, tetapi pada pembuatan plastik selulosa asetat harus dihilangkan. Lignin dipisahkan dengan menggunakan basa kuat, seperti NaOH dalam konsentrasi pekat.    

Kandungan selulosa yang besar didalam klobot jagung memungkinkan untuk mengolah klobot jagung menjadi plastik, dimana dari klobot jagung dapat dihasilkan 38%-40% selulosa. Oleh karena itu, kandungan selulosa yang besar ini  juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan plastik selulosa asetat.

Selulosa asetat dengan derajat substitusi yang bervariasi dipreparasi pertama-tama dengan mereaksikan selulosa dengan asam asetat, kemudian dengan anhidrida asetat (CH3CO)2O dan katalis asam mineral. Produk yang terasetilasi sempurna tersebut direaksikan dengan air untuk mencapai derajat substitusi yang diinginkan. Hidrolisis lunak memberikan selulosa yang hampir sempurna terasetilasi yang dikenal dengan triasetat. Hidrolisis lebih lanjut memberikan suatu produk yang larut dalam aseton yang disebut asetat sekunder. Kedua produk dapat dipakai dalam aplikasi pembuatan plastik, tetapi harus dikombinasikan dengan bahan-bahan pemlastik yang cocok. Selulosa asetat memiliki derajat polimerisasi lebih rendah daripada umpan selulosa (yang rata-rata sekitar 200-250) karena terjadinya pemutusan ikatan glukosidik oleh katalis esterifikasi asam.

                                                 H⁺                   O          

Cell-OH + (CH3CO)2O                        Cell-OCCH3  + CH3COOH

                                                                                              (Stevens, 2001).

Anhidrida asetat (CH3CO)2O digunakan sebagai pereaksi dalam reaksi asetilasi. Gugus asetil yang berasal dari anhidrida asetat digunakan untuk mengganti gugus –OH bebas dalam senyawaan penyusun dinding sel klobot jagung. Senyawa ahidrida asetat (CH3CO)2O diperoleh dari proses reaksi asam asetat dengan ketena, dimana senyawa ini dibuat dengan dihidrasi asam asetat pada temperature tinggi.

                           AlPO4                                      CH3COOH

CH3COOH                          H2O+CH2=C=O                           (CH3CO)2O

Berdasarkan penelitian Sanjaya (2003), setelah proses asetilasi ternyata beberapa sifat dari selulosa dapat mengalami perubahan. Perubahan yang terjadi antara lain pengikatan air oleh selulosa dan derajat kristlinitas dari selulosa. Data hasil penelitian disajikan dalam tabel berikut ini.

Tabel 1. Penentuan tinggi puncak (t) serapan IR, air terikat (a), derajat kristalinitas (X) selulosa dan lignin.

Karateristik	Selulosa			Lignin
	0	1	%	0	1	%
t (mm)	32	2,3	-28	2,2	0,5	-7,6
a (mm)	5	0,70	-19	0,23	0,05	-78
X (%cm²/cm²)	38	37	-3

Ket : 0 = sebelum perlakuan,  1 = setelah perlakuan,  % = persen perubahan.

            Hasil penelitian menunjukkan telah terjadi penggantian gugus –OH pada struktur molekul oleh gugus asetil dari anhidrida asetat. Selulosa yang merupakan senyawa semi kristalin menyebabkan gugus –OH dalam selulosa yang dapat bereaksi anhidrida asetat.

Hasil penelitian juga menunjukkan pengikatan air dalam selulosa semakin sedikit setelah diasetilasi, yaitu 0,70 mg air/mg selulosa dan 0,57 mg air/mg selulosa hasil dari sebelum dan sesudah diasetilasi atau perubahannya -19%. Perubahan ini karena makin sedikitnya gugus –OH dalam molekul polimer selulosa setelah diasetilasi, sehingga banyaknya air yang terikat semakin sedikit. Demikian pula yang terjadi pada lignin.  

Berdasarkan tabel penelitian Sanjaya (2003) di atas, didapatkan bahwa terjadi penurunan derajat kristalinitas pada selulosa sebesar 3% yang disebabkan oleh pergantian gugus –OH dengan gugus asetil pada proses asetilasi, sehingga bagian kristalin dari selulosa berubah menjadi amorf. Perubahan bagian kristalin menjadi amorf menyebabkan berkurangnya sifat kekakuan selulosa.

Polimer selulosa asetat yang terbuat dari proses asetilasi selulosa oleh asam asetat dan anhidrida asetat diharapkan merupakan polimer degradable yang ditujukan sebagai bahan pembuat plastik yang dapat didegradasi oleh lingkungan.