Optimasi Komposit dan Karakterisasi Bioplastik dari Pati Umbi Ganyong (Canna edulis Ker) dan Selulosa Asetat Tandan Kosong Kelapa Sawit
| Main Author: | Nurrachmadiati, Fathillah |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed Book |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
, 2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/181271/1/Fathillah%20Nurrachmadiati.pdf http://repository.ub.ac.id/181271/ |
Daftar Isi:
- Salah satu usaha untuk mengatasi masalah sampah plastik yang sulit diuraikan adalah dengan membuat bioplastik dari polimer alam, seperti pati, selulosa, kitosan dan protein. Pati umbi ganyong memilki kandungan amilosa dan amilopektin yang seimbang. Hanya saja bioplastik berbahan pati kurang tahan terhadap air (hidrofilik) dan kekuatan mekaniknya (kuat tarik) rendah. Salah satu cara mengatasinya adalah dengan memberikan bahan campuran bersifat hidrofobik sebagai pengisi (filler). Selulosa dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan salah satu jenis polimer bersifat hidrofobik dengan kadar serat dan selulosa yang cukup tinggi. Penelitian dilakukan melalui tahapan pembuatan bioplastik menggunakan Rancang Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor, yaitu konsentrasi pati umbi ganyong 2, 3, 4, 5, dan 6 (gram) dan konsentrasi selulosa asetat TKKS 1, 1.5, 2, 2.5, dan 3 (gram) melalui metode solution casting sebanyak tiga kali pengulangan. Uji karakteristik yang dilakukan meliputi uji kuat tarik, perpanjangan, elastisitas, dan daya serap air. Data hasil uji karakteristik dianalisis dan dilanjutkan dengan optimasi terhadap respon menggunakan software Design Expert 10.0.3 (trial version) metode Response Surface Methodology (RSM) model User Defined Design (UDD). Komposisi bioplastik yang disarankan divalidasi sebanyak tiga kali pengulangan dan dilanjutkan dengan uji gugus fungsi Fourier Transform Infra Red (FTIR). Bioplastik yang dihasilkan berwarna putih transparant, permukaan sedikit halus, dan mudah menempel jika bersentuhan dengan benda lain. Hasil uji karakteristik terbaik untuk kuat tarik sebesar 14.87 MPa pada konsentrasi pati umbi ganyong 6 gram dan selulosa asetat TKKS 1 gram, perpanjangan sebesar 27,78% pada konsentrasi pati umbi ganyong 5 gram dan selulosa asetat TKKS 2 gram, elastisitas sebesar 141.33 MPa pada konsentrasi pati umbi ganyong 6 gram dan selulosa asetat TKKS 1 gram, serta daya serap air sebesar 12.95% pada konsentrasi pati umbi ganyong 5 gram dan selulosa asetat TKKS 3 gram. Hasil analisis data uji karakteristik pemodelan dan optimasi respon kuat tarik menghasilkan model kubik dengan persamaan Y = - 46.52665 + 16.98403*X1 + 46.36496*X2 – 8.33793*X1*X2 – 2.02013*X12 – 15.89332*X22 – 0.26926*X12*X2 + 2.44191*X1*X22 + 0.20326*X13 + 1.16484*X23, respon perpanjangan menghasilkan model kuadratik dengan persamaan Y = - 27.44889 + 9.97206*X1 + 24.31365*X2 + 0.49778*X1*X2 -1.09206*X12 – 6.47619*X22, respon elastisitas menghasilkan model kubik dengan persamaan Y = - 4.72767 + 2.48318*X1 + 3.23589*X2 – 1.01686*X1*X2 – 0.38977*X12 – 0.66614*X22 – 0.025119*X12*X2 + 0.28037*X1*X22 + 0.036640*X13 – 0.052315*X23, serta respon daya serap air menghasilkan model kubik dengan persamaan Y = - 747.94752 + 520.36511*X1 + 229.47938*X2 – 102.42590*X1*X2 – 104.12967*X12 + 2.04079*X22 + 3.87410*X12*X2 + 15.67387*X1*X22 + 7.46471*X13 – 11.74190*X23. Hasil optimasi menghasilkan komposisi optimum bioplastik pada konsentrasi pati umbi ganyong 6 gram dan konsentrasi selulosa asetat TKKS 1 gram dengan hasil prediksi respon kuat tarik sebesar 13.1 MPa, respon perpanjangan sebesar 13.9%, respon elastisitas sebesar 124.8 MPa, dan respon daya serap air sebesar 76.7%. Hasil validasi komposisi optimum mendapatkan nilai kuat tarik sebesar 13.10 MPa, perpanjangan sebesar 13.83%, elastisitas dengan hasil validasi sebesar 124.83 MPa, dan daya serap air sebesar 76.67%. Komposisi tersebut membentuk gugus fungsi O-H asam karboksilat monomer dan alkohol ikatan hidrogen/ fenol, C=C alkuna, C=C alkena, C-O alkohol, eter, asam karboksilat dan ester, C-H cincin aromatik dan C-H alkena.