Electronic Theses and Dissertation

Permasalahan limbah plastik yang sulit terurai di lingkungan mendorong pengembangan material kemasan yang lebih ramah lingkungan, salah satunya bioplastik berbasis limbah pertanian. kulit nanas merupakan limbah yang jumlahnya melimpah namun pemanfaatannya masih terbatas, padahal mengandung nutrisi yang dapat digunakan sebagai media fermentasi untuk menghasilkan bakteria selulosa. bakteria selulosa memiliki struktur serat yang kuat sehingga berpotensi digunakan sebagai bahan dasar pembentuk plastik biodegradable. penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan limbah kulit nanas untuk produksi bakteria selulosa dan mempelajari pengaruh penambahan konsentrasi bakteria selulosa terhadap karakteristik plastik biodegradable. metode penelitian dilakukan melalui proses fermentasi kulit nanas untuk menghasilkan bakteria selulosa menggunakan acetobacter xylinum, yang kemudian diolah menjadi lembaran plastik biodegradable. penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (ral) non-faktorial dengan tiga ulangan dan tiga perlakuan. bahan yang digunakan dalam pembuatan plastik biodegradable yaitu bakteria selulosa dengan variasi konsentrasi 5% (m/v), 10% (m/v) dan 15% (m/v), aquades, cmc (carboxymethyl cellulose) 0,5% (m/v) dan sorbitol 1% (v/v) sebagai plasticizer. pengujian yang dilakukan meliputi karakteristik fisik, mekanik dan kimia yaitu ketebalan. kekuatan tarik, elongasi, modulus young, kadar air (water content), kelarutan (water solubility), pembengkakan (swelling), uji ph, water vapor pemeability, oxygen permeability, degradasi serta uji transparansi berdasarkan standar japanese industrial standard (jis). hasil penelitian menunjukkan bahwa berat bakteria selulosa dengan rata-rata berat yaitu 108 g/l dan dengan rata-rata ketebalan yaitu 2,54 cm, serta analisis ftir mengonfirmasi adanya gugus fungsi khas selulosa yaitu terlihat bahwa terdapat puncak pada bilangan gelombang 3352 yang menunjukkan adanya gugus oh. regangan c-h pada bilangan gelombang 2916, cincin siklik pada bilangan gelombang 1663, dan adanya gugus c-o pada 1052. peningkatan konsentrasi bakteria selulosa memberikan pengaruh nyata terhadap ketebalan dan nilai swelling, namun tidak menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap parameter lainnya. perlakuan dengan kosentrasi bakteria selulosa 5% (m/v), 10% (m/v) dan 15% (m/v) pada uji ph mendapatkan nilai yang sama yaitu 6. perlakuan konsentrasi bakteria selulosa 15% (m/v) memiliki nilai ketebalan dan elongasi paling tinggi yaitu dengan ketebalan 0,10 mm dan elongasi 29,04%, perlakuan konsentrasi bakteria selulosa 5% (m/v) memiliki nilai kekuatan tarik yaitu 8,75 mpa, nilai modulus young yaitu 60,03 mpa serta proses degradasi plastik biodegradable telah mulai terjadi sejak hari ke-4 pada perlakuan konsentrasi bakteria selulosa 5% (m/v). perlakuan konsentrasi bakteria selulosa 10% (m/v) memiliki nilai terendah pada water content yaitu 11,27 %, nilai water solubility yaitu 48,90 %, water vapor permeability yaitu 90,20 (10-9 g.m2/hari) serta oxygen permeability yaitu 3,45 (10-15 g.m2/hari) serta perlakuan konsentrasi bakteria selulosa 15%(m/v) memiliki nilai swelling yang lebih rendah yaitu 91,7%. berdasarkan hasil pengujian, perlakuan dengan konsentrasi bakteria selulosa 5%(m/v) adalah perlakuan yang terbaik yaitu memiliki sifat mekanik yang baik pada nilai kekuatan tarik, modulus young serta kemampuan degradasi yang lebih cepat dibandingkan perlakuan lainnya, sehingga lebih sesuai untuk aplikasi kemasan plastik biodegradable

The problem of plastic waste, which is difficult to decompose in the environment, has prompted the development of more environmentally friendly packaging materials, one of which is agricultural waste-based bioplastics. Pineapple peels are an abundant waste product, yet their utilization remains limited. They contain nutrients that can be used as a fermentation medium to produce cellulose bacteria. Cellulose bacteria have a strong fiber structure, making them potentially useful as a raw material for biodegradable plastics. This study aimed to utilize pineapple peel waste for the production of cellulose bacteria and to study the effect of increasing the concentration of cellulose bacteria on the characteristics of biodegradable plastics. The research method involved fermenting pineapple peels to produce cellulose bacteria using Acetobacter xylinum, which were then processed into biodegradable plastic sheets. The study used a non-factorial Completely Randomized Design (CRD) with three replications and three treatments. The materials used in the production of biodegradable plastic were bacterial cellulose in varying concentrations of 5% (m/v), 10% (m/v), and 15% (m/v), distilled water, 0.5% (m/v) CMC (carboxymethyl cellulose), and 1% (v/v) sorbitol as a plasticizer. Tests included physical, mechanical, and chemical characteristics, including thickness, tensile strength, elongation, Young's modulus, water content, water solubility, swelling, pH, water vapor permeability, oxygen permeability, degradation, and transparency, all based on Japanese Industrial Standards (JIS). The results showed that the bacterial cellulose had an average weight of 108 g/L and an average thickness of 2.54 cm. FTIR analysis confirmed the presence of cellulose's characteristic functional groups, with a peak at wave number 3352 indicating the presence of OH groups. The C-H stretch at wave number 2916, the cyclic ring at wave number 1663, and the presence of a C-O group at 1052. Increasing the concentration of cellulose bacteria significantly affected the thickness and swelling value, but did not significantly affect other parameters. Treatments with cellulose bacteria concentrations of 5% (m/v), 10% (m/v), and 15% (m/v) obtained the same pH value, namely 6. The 15% (m/v) cellulose bacteria concentration treatment had the highest thickness and elongation values, with a thickness of 0.10 mm and an elongation of 29.04%. The 5% (m/v) cellulose bacteria concentration treatment had a tensile strength value of 8.75 MPa, a Young's modulus value of 60.03 MPa, and the degradation process of biodegradable plastic began to occur on the 4th day in the 5% (m/v) cellulose bacteria concentration treatment. The treatment of cellulose bacteria concentration of 10% (m/v) has the lowest value in water content which is 11.27%, water solubility value is 48.90%, water vapor permeability is 90.20 (10-9 g.m2/day) and oxygen permeability is 3.45 (10-15 g.m2/day) and the treatment of cellulose bacteria concentration of 15% (m/v) has a lower swelling value of 91.7%. Based on the test results, treatment with cellulose bacteria concentration of 5% (m/v) is the best treatment which has good mechanical properties in tensile strength, young modulus and faster degradation ability compared to other treatments, so it is more suitable for biodegradable plastic packaging applications