Electronic Theses and Dissertation

Pemanfaatan polimer alam dari limbah lingkungan sebagai material alternatif dalam pengemasan makanan menjadi sebuah solusi atas permasalahan keberadaan plastik sintetis di lingkungan. Salah satunya dengan memanfaatkan selulosa sebagai bahan dasar pembuatan biofilm yang biodegradable. Penelitian ini telah berhasil mengisolasi selulosa dari ampas kelapa dengan kombinasi metode chemically treatment-ultrasonikasi yang kemudian dibentuk dalam sediaan biofilm. Pada penelitian ini, dilakukan variasi penambahan asam pada proses hidrolisis asam yaitu 3M, 5M, dan 7M untuk melihat adanya pengaruh penambahan asam pada selulosa yang dihasilkan. Hasil analisis particle size analyzer menunjukkan sampel B3 dalam kondisi optimum karena tercapai ukuran nanoselulosa. Pengujian kekuatan tarik dan elongasi biofilm B3 menghasilkan nilai kekuatan tarik dan elongasi yang baik yang didukung ketebalan dengan ketebalan film yang tipis. Spektra FT-IR menunjukkan sampel biofilm B3 memunculkan bilangan gelombang khas selulosa dibandingkan film lainnya. Difraktogram XRD pada sampel serbuk B3 menujukkan pola difraksi yang dihasilkan memunculkan peak khas selulosa dengan indeks kristalinitas sebesar 44%, serta biofilm yang dihasilkan juga dianalisis kristalinitasnya. Hasil karakterisasi termal sampel biofilm B3 menggunakan TGA dan DTG menunjukkan Tmax pada 325 °C merupakan karakteristik termal degradasi nanoselulosa. Hasil SEM-crossectional menunjukkan serat selulosa yang terjalin sangat halus dan padat dengan bentuk permukaan yang halus dan homogen. Biofilm B3 kemudian dimodifikasi dengan 3 variasi volume penambahan gliserol sebagai reinforced/plasticizer untuk memperbaiki sifat mekanik dari biofilm B3. Hasil pengujian kekuatan tarik menunjukkan penambahan 0,1 mL gliserol adalah kondisi optimum, yang didukung pula dengan dengan karakteristik termal menggunakan TGA dan DTG yang menunjukkan peningkatan stabilitas termal, serta peningkatan indeks kristalinitas pada karakterisasi XRD. Sampel biofilm B3 dan B3+gly 0,1 dibandingkan dengan plastik komersil untuk diuji organoleptik pada buah anggur, mositure absorption dan uji biodegradasi. Hasil yang diperoleh menunjukkan sampel B3+gly 0,1 mL adalah kondisi terbaik yang dapat dijadikan material alternatif pengemas makanan.

Utilization of natural polymers from environmental waste as alternative materials in food packaging is a solution to the problem of the existence of synthetic plastics in the environment. One of them is by utilizing cellulose as a basic material for making biodegradable biofilms. This research has succeeded in isolating cellulose from coconut dregs with a combination of chemical treatment and ultrasonic methods, which are then formed into biofilm preparations. In this study, variations of acid addition were carried out in the acid hydrolysis process, namely 3M, 5M, and 7M, to see the effect of adding acid on the resulting cellulose. The results of the particle size analyzer analysis showed that the B3 sample was in optimum condition because it reached the size of nanocellulose. The tensile strength and elongation tests of the B3 biofilm produced good values of tensile strength and elongation, which were supported by the thickness of the thin film. The FT-IR spectra showed that the B3 biofilm sample exhibited a unique wave number for cellulose compared to other films. The XRD diffractogram on the B3 powder sample showed that the resulting diffraction pattern gave rise to a typical cellulose peak with a crystallinity index of 44%, and the resulting biofilm was also analyzed for its crystallinity. The results of the thermal characterization of the B3 biofilm samples using TGA and DTG showed that Tmax at 325 °C is a thermal characteristic of nanocellulose degradation. Cross-sectional SEM images revealed very fine and densely woven cellulose fibers and dense woven nanocellulose fibers with a smooth and homogeneous surface shape. Biofilm B3 was then modified with three volume variations of glycerol as a reinforcement and plasticizer to improve the mechanical properties of Biofilm B3. The results of the tensile strength test showed that the addition of 0.1 mL glycerol was the optimum condition, which was also supported by the thermal characteristics using TGA and DTG, which showed an increase in thermal stability as well as an increase in the crystallinity index in the XRD characterization and also analyzed using SEM-Crosssection. Biofilm samples B3 and B3+gly 0.1 were compared with commercial plastics for organoleptic tests on grapes, moisture absorption, and biodegradation tests. The results obtained showed that a 0.1 mL B3+gly sample was in the best condition and could be used as an alternative food packaging material.