Mechanical Characteristics of Organic Waste-Based Biodegradable Plastics with Variations in Cellulose Concentration and Synthesis Temperature

Wahyu Cahyaningrum - Departement of physics, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof. Dr. Hamka Air Tawar Padang 25131
Riri Jonuarti - Departement of physics, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof. Dr. Hamka Air Tawar Padang 25131
- Gusnedi - Departement of physics, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof. Dr. Hamka Air Tawar Padang 25131
Fadhila Jhora - Departement of physics, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof. Dr. Hamka Air Tawar Padang 25131

Abstract


Biodegradable plastic is an innovative plastic material that is environmentally friendly because it has the property of being easily decomposed naturally by the activity of microorganisms.   Biodegradable plastics are generally made from starch and cellulose which are natural polymer materials that are easily decomposed in nature. Some organic wastes contain a lot of starch and cellulose, one of which is cassava peel and corn cob waste. In this study, starch from cassava peels was used as raw material in the manufacture of biodegradable plastics and cellulose from corn cobs which functioned as filler. The purpose of this study are to determine the effect of corn cob cellulose concentration and synthesis temperature on the mechanical properties and biodegradability of biodegradable plastics. In this study, the method used to make biodegradable plastic is by using the material mixing method. There are two treatment factors, namely variations in corn cob cellulose concentration of 0%, 1%, and 2% and synthesis temperature with variations of 70˚C, 80˚C, and 90˚C. The results showed the best characteristics for the tensile strength test at the addition of 2% of cellulose concentration and 90˚C synthesis temperature of 2.31 MPa. While the best elongation value is at 0% cellulose concentration and 90˚C synthesis temperature of 21%. The best biodegradation results were obtained from the addition of a cellulose concentration of 2% and synthesis temperature of 70˚C which decomposed perfectly in the soil for 8 days

Full Text:

PDF

References


Hilwatullisan and I. Hamid, “Pengaruh Kitosan dan Plasticizer Gliserol Dalam Pembuatan Plastik Biodegradable Dari Pati Talas,” Pros. Semin. Nas. II Has. Litbangyasa Ind., pp. 221–227, 2019.

D. S. S. Pane, I. Amri, and Zutiniar, “Pengaruh Konsentrasi Filler Serat Daun Nanas ( Ananas comosus ) dan PVA ( Polivinil Alkohol ) pada Sintesis Bioplastik dari Pati Biji Nangka,” Jom FTEKNIK, vol. 6, pp. 1–7, 2019.

T. R. Hidayani, E. Pelita, and D. Nirmala, “Karakteristik plastik biodegradabel dari limbah plastik polipropilena dan pati biji durian,” Maj. Kulit, Karet, dan Plast., vol. 31, no. 1, p. 9, 2015.

A. Said, “Sintesis Plastik Biodegredable Berbahan Komposit Pati Sagu-Kitosan Sisik Ikan Katamba (Lethrinus lentjam),” J. Inov. Pendidik. Sains, vol. 9, no. 1, pp. 23–30, 2018.

S. Intandiana, A. H. Dawam, Y. R. Denny, R. F. Septiyanto, and I. Affifah, “Pengaruh Karakteristik Bioplastik Pati Singkong dan Selulosa Mikrokristalin Terhadap Sifat Mekanik dan Hidrofobisitas,” EduChemia (Jurnal Kim. dan Pendidikan), vol. 4, no. 2, p. 185, 2019.

D. Nurani, H. Irianto, and R. Maelani, “Pemanfaatan Limbah Kulit Singkong Sebagai Bahan Edible Coating Buah Tomat Segar (Lycopersicon esculentum, Mill),” Technopex, pp. 276–282, 2019.

R. Nurwidiyani and D. A. Triawan, “Sintesis Bioplastik Ramah Lingkungan Berbasis Pati Biji Durian dengan Filler Selulosa Sabut Kelapa,” KOVALEN, vol. 8, no. 1, pp. 32–38, 2022.

A. Septiosari and E. Kusumastuti, “Pembuatan dan Karakeristik Bioplastik Limbah Biji Mangga dengan Penambahan Selulosa dan Gliserol,” Indo.J.Chem.Sci, vol. 3, no. 2, pp 157-162, 2014.

R. A. Nur, N. Nazir, and G. Taib, “Karakteristik Bioplastik dari Pati Biji Durian dan Pati Singkong yang Menggunakan Bahan Pengisi MCC ( Microcrystalline cellulose ) dari Kulit Kakao,” J. Gema Agro, vol. 25, no. 01, pp. 1–10, 2020.

A. Budianto, D. F. Ayu, and V. S. Johan, “Pemanfaatan Pati Kulit Ubi Kayu Dan Selulosa Kulit Kacang Tanah Pada Pembuatan Plastik Biodegradable,” Sagu, vol. 18, no. 2, pp. 11–18, 2019.

N. S. Lestari, R. S. N. Armina, R. A. Prabowo, P. A. Riswanti, R. Wulansari, and A. Triwiyatno, “Formula Plastik Biodegradable Berbahan Dasar Pati Sukun Dan Carboxymethyl Cellulose (Cmc) Dari Tongkol Jagung Dengan Reagen Gliserol,” Pros. SNST ke-8 Tahun 2017 Fak. Tek. Univ. Wahid Hasyim Semarang, pp. 207–215, 2017.

T. Y. Chong, Y. S. Chan, M. C. Law, J. Kim, and U. Ling, “The Thermo-Mechanical Properties of Corn Cob Lignin-Containing Cellulose Nanofibril Reinforced Bioplastics,” 2021.

E. Veranita Natalia and Muryeti, “Pembuatan Plastik Biodegradable Dari Pati Singkong Dan Kitosan,” J. Print. Packag. Technol., vol. 1, pp. 57–68, 2020.

A. U. Fadilla, V. I. N. A. A. Malia, and I. R. A. R. Y. W. Ahyuni, “Pengaruh Selulosa Ampas Tebu ( Saccharum officinarum ) sebagai Zat Pengisi Plastik Biodegradable berbasis Pati Kulit Singkong ( Manihot fsculenta ),” Seminar Nasional Kimia, pp. 69-80,2023.

N. A. Bahmid, and K. Syamsu, “Pengaruh ukuran serat selulosa asetat dan penambahan dietilen glikol (deg) terhadap sifat fisik dan mekanik bioplastik,” J.Tek.Ind.Pert, vol. 24, no. 3, pp. 226–234, 2014.

P.A. Handayani and Wijayanti, “Pembuatan Film Plastik Biodegradabledari Limbah Biji Durian (Durio Zibethinus Murr),” Juenal Bahan Alam Terbaruakan, vol. 4, no. 1, pp. 21–26, 2015.

B.S. Sembiring, Irdon H.S and Bahruddin, “Pengaruh Nisbah dan Suhu Pencampuran Selulosa dan Pati Terhadap Sifat dan Morfologi Bioplastik Berbahan Dasar Pati Umbi Talas,” Jom FTEKNIK, vol. 4, no. 2, pp. 1–9, 2017.

L. Aditya Nugraha, R. Dewi Triastianti, and D. Prihandoko, “Uji Perbandingan Plastik Biodegradabel Pati Singkong Dan Pati Kentang Terhadap Kekuatan Dan Pemanjangan,” J. Rekayasa Lingkung., vol. 20, no. 1, pp. 17–28, 2020.

U. Fathanah, H. Meilina, F. Febriani, and F. Rizky Utami, “Sintesis Bioplastik dari Tongkol Jagung sebagai Active Packaging yang Ramah Lingkungan,” J. Inov. Ramah Lingkung., vol. 3, no. 1, pp. 1–5, 2022.

U. F. Arifin, “Pengaruh Tingkat Keasaman Gelatinisasi Pada Sintesis Bioplastik Dari Pati Ketan Berpenguat Serbuk Daun Bambu,” Berkala. Panel. Tekno. Karet. Sepatu. dan Prod. Kulit., vol. 21, pp. 258–267, 2022.

R. M. Panjaitan, Irdoni., and Bahruddin, “Pengaruh Kadar dan Ukuran Selulosa Berbasis Batang Pisang Terhadap Sifat dan Morfologi Bioplastik Berbahan Pati Umbi Talas,” Univ. Riau, vol. 4, no. 1, p. 3, 2017.

K. Afdal and N. Herawati, “Pengaruh Konsentrasi Sorbitol sebagai Plasticizer pada Pembuatan Plastik Biodegradable dari Tongkol Jagung,” Jurnal Chemical., vol 23, no 1. pp. 67–77, 2022.

Z. O. Hendri, Irdoni HS, and Bahruddin, “Pengaruh Kadar Filler Mikrokristalin Selulosa dan Plasticizer Gliserol Terhadap Sifat dan Morfologi Bioplastik Berbasis Pati Sagu,” Jom FTEKNIK., vol. 4, no. 2, pp. 1–10, 2011.

I. Amri, Khairani, and Irdoni, “Studi karakteristik sintesis bioplastik dari bahan baku ubi kayu (starch cassava) dan serat nanas,” Chempublish J., vol. 4, no. 2, pp. 62–70, 2019.

Mery dan Endaruji, “Sintesis dan Karakterisasi Plastik Biodegradable dari Pati Onggok Singkong dan Ekstrak Lidah Buaya (Aloe vera) dengan Plasticizer Gliserol,” Sains Dasar, vol. 4, no. 2, pp. 145–152, 2015.

A. Hilmi et al., “Pembuatan Plastik Biodegradable Dari Pati Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) Dengan Penambahan Filler Kalsium Silikat Dan Kalsium Karbonat,” Distilat J. Teknol. Separasi, vol. 7, no. 2, pp. 427–435, 2021.

C. Amni, M. Marwan, and M. Mariana, “Pembuatan Bioplastik Dari Pati Ubi Kayu Berpenguat Nano Serat Jerami dan ZnO,” J. Litbang Ind., vol. 5, no. 2, p. 91, 2015.

S. A. Nurhabibah and W. B. Kusumaningrum, “Karakterisasi Bioplastik Dari K-Karagenan Eucheuma Cottonii Terplastisasi Berpenguat Nanoselulosa,” J. Kim. dan Kemasan, vol. 43, no. 2, p. 82, 2021.

I. Illing and N. Alam, “Pembuatan Bioplastik Berbahan Dasar Pati Kulit Pisang Kepok / Selulosa Serbuk Kayu Gergaji,” Cokro. J. of.Chem.Scie., vol. 1, no. 1, pp 14-19, 2019.

S. Aripin, B. Saing, and E. Kustiyah, “Plastik Biodegradable Pati Ubi Jalar,” J. Tek. Mesin, vol. 06, pp. 79–84, 2017.

N. L. G. S. Dewi, B. Admadi, and A. Hartiati, “Karakteristik bioplastik alginat dari rumput laut Ulva lactuca (tinjauan suhu dan lama gelatinisasi),” J. Rekayasa Dan Manaj. Agroindustri, vol. 5, no. 3, pp. 66–73, 2017.

S. Rahmadani, “Pemanfaatan Pati Batang Ubi Kayu dan Pati Ubi Kayu untuk Bahan Baku Alternatif Pembuatan Plastik Biodegradable,” J. Teknol. Kim. Unimal, vol. 8, no. 1, p. 26, 2019.

P. Coniwanti, L. Laila, and M. R. Alfira, “Pembuatan Film Plastik Biodegredabel Dari Pati Jagung Dengan Penambahan Kitosan Dan Pemplastis Gliserol,” J. Tek. Kim., vol. 20, no. 4, pp. 22–30, 2014.




DOI: http://dx.doi.org/10.24036/15279171074