Laporan Praktikum
TEKNOLOGI PENGEMASAN DAN
PENYIMPANAN
Permeabilitas
Uap Air Dari Film/Plastik
Dosen : Hisworo Ramdani
Disusun Oleh :
Rachmawati (B.0910124)
JURUSAN
TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI
FAKULTAS
AGRIBISNIS DAN TEKNOLOGI PANGAN
UNIVERSITAS
DJUANDA BOGOR
BOGOR
2012
I.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Pengemasan merupakan salah satu cara dalam memberikan kondisi yang tepat bagi bahan
pangan untuk menunda proses kimia dalam
jangka waktu yang diinginkan (Buckle et al., 1987). Kerusakan yang disebabkan
oleh lingkungan dapat dikontrol dengan pengemasan. Kerusakan ini antara lain absorbsi
uap air dan gas, interaksi dengan oksigen dan kehilangan serta penambahan
citarasa yang tidak diinginkan.
Penggunaan plastik sebagai bahan pengemas
mempunyai keunggulan dibanding bahan pengemas lain karena sifatnya yang ringan,
transparan, kuat, termoplatis dan selektif dalam permeabilitasnya terhadap uap
air, O2 dan CO2. Sifat permeabilitas plastik terhadap uap
air dan udara menyebabkan plastik mampu berperan memodifikasi ruang kemas
selama penyimpanan, plastik juga merupakan jenis kemasan yang dapat menarik
selera konsumen.
Permeabilitas suatu film kemasan adalah
kemampuan melewatkan partikel gas dan uap air pada suatu unit luasan bahan pada
suatu kondisi tertentu. Nilai permeabilitas sangat dipengaruhi oleh
faktor-faktor sifat kimia polimer, struktur dasar polimer, sifat komponen
permeant. Polimer dengan polaritas tinggi (polisakarida dan protein) umumnya
menghasilkan nilai permeabilitas uap air yang tinggi dan permeabilitas terhadap
oksigen rendah (Yusuf, 2012). Hal ini disebabkan polimer mempunyai ikatan
hidrogen yang besar. Sebaliknya, polimer kimia yang bersifat non polar (lipida)
yang banyak mengandung gugus hidroksil mempunyai nilai permeabilitas uap air rendah
dan permeabilitas oksigen yang tinggi, sehingga menjadi penahan air yang baik
tetapi tidak efektif menahan gas.
Permeabilitas uap air merupakan suatu ukuan
kerentanan suatu bahan untuk terjadinya proses penetrasi air.
Permeabilitas uap air dari suatu film kemasan didefinisikan sebagai laju
kecepatan atau transmisi uap air melalui suatu unit luasan bahan yang
permukaannya rata dengan ketebalan tertentu, sebagai akibat dari suatu
perbedaan unit tekanan uap antara dua permukaan pada kondisi suhu dan kelembaban
tertentu. Sedangkan permeabilitas film kemasan terhadap gas-gas, penting
diketahui terutama gas oksigen karena berhubungan dengan sifat
bahan dikemas yang masih melakukan respirasi.
1.2.
Tujuan
1. Pengenalan pengujian kecepatan transmisi uap
air melalui plastik pengemas.
2. Mampu menentukan kecepatan transmisi uap air dari beberapa contoh bahan
pengemas pada temperatur dan kelembaban tertetntu.
3.
Mampu
menentukan permeabilitas baha pengemas.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Integritas suatu produk hortikultura ketika dikemas ditentukan oleh
kemampuan bahan dan system kemasannya dalam menahan kerusakan selama proses
penanganan, distribusi dan proses lain yang terlibat hingga produk sampai ke
tangan konsumen. Menurut Winarno (1987). Sifat terpenting bahan kemasan yang
digunakan meliputi pemeabilitas gas dan uap air, bentuk dan permukaannya.
Permeabilitas uap air dan gas, serta luas permukaan kemasan mempengaruhi produk
yang disimpan. Jumlah gas yang baik dan luas permukaan yang kecil menyebabkan
masa simpan produk lebih lama. Permeabilitas beberapa film plastik dapat
dilihat pada Tabel dibawah ini.
Tabel 1. Permeabilitas
dan transmisi beberapa jenis film
Sumber
: Joseph (1984) dalam Suhelmi (2007)
2.1.
Jenis Plastik
2.1.1.
HDPE
HDPE merupakan salah satu jenis dari PE namun melalui proses yang
berbeda sehingga menghasilkan berat jenis yang lebih tinggi.. HDPE dapat
digunakan untuk suhu tinggi sampai 1200 C, kurang trasparan, dapat dibuat
kantung plastik dan BJ-nya 0,041 – 0,965 g/cm3. Selain itu, HDPE
sering digunakan untuk kemas kaku juga bermacam-macam tutup wadah (Amalia,
2011).
Suhelmi (2007) mengatakan HDPE
memberikan perlindungan yang baik terhadap air dan meningkatkan stabilitas
terhadap panas. Daya tembus HDPE terhadap O2 sebesar 10,5 {(cm3/cm2/mm/dt/cmHg)
× 1010} dan H2O sebesar 30,5 {(cm3/cm2/mm/dt/cmHg)
× 1010} (Buckle et al.,1987 dalam
Suhelmi, 2007). Plastik jenis ini memiliki lebih banyak rantai antar
molekulnya, sehingga mempunyai densitas yang
lebih tinggi sehingga lebih kaku. Kemasan ini mempunyai daya tembus terhadap oksigen yang rendah dan tahan
terhadap asam.
HDPE terbuat dari kromium/silica dan memiliki ikatan antar molekul
yang lebih kuat sehingga sangat cocok untuk mengemas produk yang mudah terkena
gesekan dan tekanan. HDPE digunakan untuk mengemas susu kotak karena dapat
dibentuk menjadi botol kaku, aneka produk olahan, sayuran, buah-buahan, mentega
dan margarine.
2.1.2.
PP (Polipropilen)
Polipropilen sangat mirip dengan polietilen
dan sifat-sifat penggunaannya juga serupa. Polipropilen lebih kuat dan ringan
dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil
terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap.
Dalam Anonim (2012) dikatakan bahwa monomer
polypropilen diperoleh dengan pemecahan secara thermal naphtha (distalasi
minyak kasar) etilen, propylene dan homologues yang lebih tinggi dipisahkan
dengan distilasi pada temperatur rendah. Dengan menggunakan katalis Natta-
Ziegler polypropilen dapat diperoleh dari propilen. Polipropilen memiliki
sifat-sifat sebagai berikut:
- Ringan, mudah dibentuk, transpasan dan jernih dalam bentuk film. Tetapi dalam bentuk kemasan kaku maka PP tidak transparan.
- Kekuatan terhadap tarikan lebih besar dibandingkan PE.
- Pada suhu rendah akan rapuh.
- Dalam bentuk murni pada suhu -30°C mudah pecah sehingga perlu ditambahkan PE atau bahan lain untuk memperbaiki ketahanan terhadap benturan.
- Tidak dapat digunakan untuk kemasan beku.
- Lebih kaku dari PE dan tidak mudah sobek sehingga dalam penanganan dan distribusi.
- Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang.
- Tidak baik untuk mengemas produk yang peka terhadap oksigen.
- Tahan terhadap suhu tinggi sampai 150°C, sehingga dapat digunakan untuk mengemas produk pangan yang memerlukan proses sterilisasi.
- Tahan terhadap asam kuat, basa dan minyak.
- Pada suhu tinggi PP akan bereaksi dengan benzene, silken, toluene, terpentin asam nitrat kuat.
2.1.3.
LDPE
Plastik LDPE (Low Density Polyethylene)
memiliki sifat mekanis yang kuat,fleksibel, sedikit tembus cahaya, serta
memiliki permukaan yang agak berlemak. Akan resisten terhadap senyawa kimia
apabila berada pada suhu di bawah 60 OCelcius. LDPE dicirikan
dengan densitas 0.910–0.940 g/cm3 (Tiara, 2012). LDPE memiliki
derajat tinggi terhadap percabangan rantai panjang dan pendek, yang berarti
tidak akan berubah menjadi struktur kristal. Ini juga mengindikasikan bahwa
LDPE memiliki kekuatan antar molekul yang rendah. Ini mengakibatkan LDPE
memiliki kekuatan tensil yang rendah (Tasikah, 2011).
III.
METODOLOGI
3.1.
Bahan dan Alat
3.1.1. Bahan
Bahan yang digunakan dalam praktikum adalah berbagai
jenis plastik seperti plastik HDPE, PP dan LDPE, dan silica gel.
3.1.2. Alat
Alat yang digunakan adalah desikator, alat pengukur kelembaban, siller
dan timbangan.
3.2.
Prosedur
Gambar 1. Diagram Alir Prosedur Permeabilitas
Uap Air/Film
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Pengamatan
Berdasarkan hasil praktikum, diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 2. Permeabilitas Kemasan Plastik Selama 1 minggu
|
Hari ke-
|
Perubahan berat (g)
|
RH
|
|||||
|
Kontrol
|
Sample
|
||||||
|
HDPE
|
PP
|
LDPE
|
HDPE
|
PP
|
LDPE
|
||
|
1
|
1.1
|
3.6
|
0.9
|
31.1
|
33.6
|
31.1
|
66
|
|
2
|
1.2
|
3.6
|
1.1
|
31.1
|
33.6
|
31.1
|
50
|
|
3
|
1.1
|
3.5
|
1.0
|
31.1
|
33.6
|
31.1
|
49
|
|
4
|
1.1
|
3.5
|
1.0
|
31.1
|
33.6
|
31.1
|
51
|
|
5
|
1.1
|
3.5
|
1.1
|
31.1
|
33.7
|
31.0
|
55
|
|
6
|
1.1
|
3.5
|
1.1
|
31.1
|
33.6
|
31.1
|
57
|
A. Perhitungan kecepatan transmisi
Perhitungan kecepatan transmisi uap air
menggunakan rumus berikut :
Ø Kecepatan Transmisi Sample
Perubahan berat dari masing-masing bahan
pengemas disajikan dalam bentuk grafik berikut :
Ø Kontrol
Gambar 2. Grafik Perubahan Berat Kontrol
Gambar 3. Grafik perubahan berat kontrol HDPE
Gambar 4. Grafik perubahan berat kontrol PP
Gambar 5. Grafik perubahan berat kontrol LDPE
Ø Sample
Gambar 6. Grafik perubahan berat sample
Gambar 7. Grafik perubahan berat sample HDPE
Gambar 8. Grafik perubahan berat sample PP
Gambar 9. Grafik perubahan berat sample LDPE
4.2.
Pembahasan
Kemasan diharapkan mampu melindungi bahan makanan dengan menjagaoksigen
dan kelembaban berada di luar kemasan. Sifat permeabilitas plastik terhadap gas
dan uap air mampu melindungi produk yang dikemas dengan menjaga supaya oksigen dan
uap air tetap berada di luar kemasan. Akan tetapi, pada kenyataannya ternyata
plastik pengemas tidak secara absolut mampu menahan
gas dan uap air tersebut karena
film plastik permeabel terhadap gas dan uap air. Sampel plastik
yang digunakan dalam praktikum adalah HDPE, PP dan LDPE.
Metode yang digunakan
untuk mengukur permeabilitas uap ialah dengan metode gravimetrik (pengukuran
perubahan berat). Dalam metode ini digunakan suatu desikan yang bisamenyerap
uap air dan menjaga supaya tekanan uap air dan memiliki aw tetap rendah disimpan
dalam suatu wadah yang kemudian ditutup dengan film plastik yang akan diukur
permeabilitasnya.
Pengujian permeabilitas
ini seharusnya menggunakan mangkuk WVTR, tapi dikarenakan peralatan di
laboratorium yang tidak memadai, oleh karenanya pengujian dilakukan dengan cara
yang sederhana yaitu silica gel sebanyak
30 gr dimasukkan ke dalam masing-masing sample
plastik kemudian di siller dan ditimbang. Setelah diketahui bobot sample + silica gel, kemudian isample
dimasukkan ke dalam desikator sambil dilakukan pengukuran terhadap suhu dan
kelembabannya.
Setelah didapat data
berat selama 5 hari kemudian dilakukan perhitungan transmisi uap air.
Seharusnya semakin tebal plastik, permeabilitas akan semakin rendah Hal inilah
yang akan diuji pada praktikum. Pengamatan dilakukan pada sampel dan
pada kontrol sebagai pembanding karena tidak ditambahkan silica gel.
Dari hasil pengamatan
dapat dilihat bahwa pertambahan berat sample
cenderung stabil. Sample plastik HDPE tidak mengalami
perubahan berat sama sekali dari hari pertama hingga hari ke-6. Untuk sample PP, terjadi penambahan berat pada
hari ke-5 yaitu ± 0,1 g. Penambahan berat dapat terjadi karena adanya uap
air yang masuk atau terserap ke dalam kemasan karena Silica gel bersifat
menyerap uap air dari lingkungan. dan untuk sample plastik LDPE terjadi penurunan berat pada hari ke-5 yaitu ±
0,1 g. Sedangkan pada kontrol yaitu yang tidak berisi silica gel lebih tidak
stabil antara penambahan berat, terutama kontrol LDPE, terjadi perubahan
berat hampir terjadi perubahan, sedangakan kontrol HDPE dan PP cenderung lebih
stabil, kontrol HDPE mengalami penambahan berat pada hari ke-2 yaitu ± 0,1 g,
hari selanjutnya berat stabil kembali dan kontrol PP, mengalami penurunan pada
hari ke-3 yaitu ± 0,1 g, hari selanjutnya stabil.
Plastik dengan
permeabilitas yang paling kecil berarti paling baik digunakan untuk
mengemas produk yang peka dengan oksigen dan uap air. Namun berdasarkan data
yang diperoleh saat praktikum, kecepatan transmisi dari ketiga sample adalah 0. Sedangkan kontrol transmisi
uap air pada plastik PP>LDPE>HDPE. Terjadi perbedaan antara kontrol dan
sampel. Perbedaan ini diduga karena fluktuatifnya RH lingkungan tempat
menyimpan sampel sehingga terjadi perbedaan berat. Menurut
hasil pengamatan berarti HDPE paling baik
untuk mengemas karena permeabilitas rendah.Oleh sebab itu banyak
kemasan menggunakan HDPE sebagai bahan pengemas.
V.
KESIMPULAN
1. Semakin
kecil permeabilitas suatu kemasan, maka semakin bagus pula kemasan tersebut
digunakan terutama untuk mengemas produk yang peka dengan oksigen dan uap air.
2. Plastik HDPE bagus untuk digunakn mengemas
karena memiliki permeabilitas paling kecil.
3. Perbedaan tempat penyimpanan berpengaruh terhadap
berat kemasan.
Daftar
Pustaka
Buckle KA, RA Edward , GH Fleet, M Wooton. 1987.
Ilmu Pangan. Suhelmi. 2007. Pengaruh Kemasan Polypropylene Rigid Kedap Udara
Terhadap Perubahan Mutu Sayuran Segar Terolah Minimal Selama Penyimpanan.
Skripsi Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. http://repository.ipb.ac.id.
Joseph FH. 1984. Package Engineering. Ed-ke 2 dalam
Suhelmi. 2007. Pengaruh Kemasan Polypropylene Rigid Kedap Udara Terhadap
Perubahan Mutu Sayuran Segar Terolah Minimal Selama Penyimpanan. Skripsi Fakultas
Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. http://repository.ipb.ac.id.
Suhelmi. 2007. Pengaruh Kemasan Polypropylene Rigid
Kedap Udara Terhadap Perubahan Mutu Sayuran Segar Terolah Minimal Selama
Penyimpanan. Skripsi Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
http://repository.ipb.ac.id.
Tuasikah,
Muhammad Abduh. 2011. Mengenal Plastik Polietilena. http://polimerabduh.wordpress.com. Diakses 27 April 2012.
Winarno, F.G. 1987. Kimia Pangan. Penerbit Gramedia.
Jakarta.
Yusuf, Ika Amna. 2012. Mengukur Permeabilitas Uap
Air Dari Plastik. http://amna-ika.blogspot.com. Diakses 26 April 2012.
