Fitriani Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Program Doktor Ilmu Teknik (S3) 2022 id Indonesia

Dissertation

Dalam meningkatkan keamanan dan kualitas dari suatu produk yang dikemas, maka perhatian konsumen difokuskan pada kemasan biopolimer yang memiliki karakteristik berupa sifat fisik, mekanik, termal dan degradasi yang baik serta kompatibilitas untuk dikombinasikan dengan material lainnya. Kombinasi beberapa material ini sering disebut sebagai hibrid/biokomposit. Bahan hibrid/biokomposit terdiri atas dua komponen dasar yang disebut matriks dan pengisi. Matriks yang berasal dari polimer alami seperti whey protein memiliki sifat penghalang oksigen dan degradasi yang baik sebagai bahan pembentuk kemasan. Namun, film ini umumnya memiliki sifat fisik dan mekanik yang buruk untuk dapat diaplikasikan sebagai kemasan. Pada penelitian ini pengembangan terbaru dilakukan dengan menggabungkan polimer sintetik yaitu polivinil alkohol, dan pengisi nanokristal selulosa yang diisolasi dari daun mahkota nanas secara bersamaan kedalam matriks biopolimer untuk mendapatkan sifat dan karakteristik yang menyerupai kemasan plastik konvesional dan dapat diaplikasikan sebagai kemasan. Untuk mendapatkan kemasan film yang memiliki karakteristik yang baik, maka perlu dilakukan pengkajian berupa pengaruh kombinasi whey protein, polivinil alkohol dan nanokristal selulosa terhadap sifat fisik, mekanik, morfologi, termal serta ketahanan film terhadap lingkungan. Untuk itu, penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan. Pada tahap awal, karakteristik dari nanokristal selulosa yang diisolasi dari daun mahkota nanas telah dipelajari. Hasil yang didapatkan bahwa proses isolasi nanokristal selulosa dapat membentuk nanomaterial yang dapat diaplikasikan sebagai pengisi. Analisa sifat fisika, kimia, morfologi dan termal mengkofirmasi bahwa pembentukan nanokristal selulosa dengan hidrolisis asam 1 jam memberikan nilai yield, kristalinitas dan termal yang baik. Pada studi selanjutnya proses optimasi penambahan nanokristal selulosa dan juga aditif berupa gliserol pada whey protein film dilakukan dengan menggunakan respon surface methodology (RSM). Efek dari berbagai konsentrasi nanokristal selulosa dan gliserol pada ketebalan, kuat tarik, dan elongasi pada film telah diselidiki dengan desain komposit sentral untuk menentukan kondisi preparasi optimum dari film. Model polinomial orde kedua dikembangkan untuk memprediksi model regresi dengan nilai koefisien determinasi (R2) yang tinggi. Kondisi optimum yang didapatkan dengan menggunkan metode ini berupa konsentrasi nanokristal selulosa sebesar 3,5% dan konsentrasi gliserol 4%, yang memberikan nilai desirability sebesar 92,7%. Pada kondisi optimum yang telah divalidasi, film yang dihasilkan memiliki sifat fisik dan mekanik yang sesuai dengan model prediksi. Nilai ketebalan, kuat tarik dan elongasi biokomposit film yaitu masing-masing 0,13 mm, 7,16 MPa dan 39,10%. Hal yang sama juga dilakukan pada studi optimasi polivinil alkohol film dengan penmabahan nanokristal selulosa dan gliserol. Pada kondisi optimum, hasil validasi dari model prediksi untuk ketebalan, kuat tarik dan elongasi film yaitu masing-masing 0,12 mm, 10,15 MPa dan 92,15%. Oleh karena itu, optimasi biokomposit film yang dioptimalkan pada kosentrasi gliserol dan nanokristal selulosa dari daun mahkota nanas dapat berguna sebagai acuan pada penelitian selanjutnya dalam proses pembuatan hybrid/biokomposit film. Pada tahapan terakhir penelitian, hybrid film dilakukan untuk melihat interaksi antara whey protein dan juga polivinil alkohol dengan adanya penambahan nanokristal selulosa sebagai pengisi. berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan didapatkan penambahan rasio whey protein 70% dan polvinil alkohol 30% menunjukkan sifat mekanik, morfologi, fisikokimia dan termal yang baik. Hal ini dapat mengindikasikan bahwa penambahan polivinil alkohol dan juga nanokristal selulosa dalam whey protein matriks meningkatkan sifat-sifat film sebagai aplikasi pengemasan makanan yang dapat menggantikan kemasan konvesional. POLYMERS PACKAGING - ENGINEERING 688.8 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 101761 2022-07-21 10:31:57 2023-03-30 10:26:02 machine generated