Pelapisan Ligno-nanoselulosa dari Batang Kelapa Sawit Hasil Pretreatment Deep Eutectic Solvent pada Karton dengan Metode Impregnasi Vakum

Simanjuntak, Maria Saverina (2023) Pelapisan Ligno-nanoselulosa dari Batang Kelapa Sawit Hasil Pretreatment Deep Eutectic Solvent pada Karton dengan Metode Impregnasi Vakum. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Karton daur ulang merupakan salah satu material kemasan pangan yang ramah lingkungan dan dapat diuraikan oleh alam (biodegradable). Meskipun ramah lingkungan, material ini mudah rusak oleh air dan udara lembab. Karton daur ulang juga tidak memiliki sifat penghalang yang unggul seperti plastik (LDPE) dan film logam (aluminium dan silika) karena sifatnya yang hidrofilik dan memiliki struktur yang berpori. Namun, pelapisan karton dengan plastik (LDPE) dan film logam (aluminium dan silika) tidak ramah lingkungan dan non-biodegradable, ditambah plastik merupakan salah satu sumber masalah lingkungan saat ini. Hal ini dapat disiasati dengan bahan pelapis yang lebih ekologis, misalnya ligno-nanoselulosa. Karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mempelajari potensi ligno-nanoselulosa dari batang kelapa sawit (BKS) yang telah melewati proses pretreatment Deep Eutectic Solvent sebagai bahan pelapis karton daur ulang. Rasio mol DES kolin klorida dan asam oksalat dihidrat yang digunakan terdiri dari 1:1, 1:2, dan 2:1. Sedangkan, pelapisan karton daur ulang dengan variasi gramatur lignonanoselulosa 2, 4, dan 6 g/m 2 dilakukan dengan metode impregnasi vakum selama 15 dan 30 menit. Hasil karakterisasi karton yang didapatkan dianalisis dengan ANOVA pada selang kepercayaan 5% dan dilanjutkan dengan uji lanjut DMRT apabila terdapat pengaruh yang nyata. Pretreatment DES rasio mol kolin-klorida : asam oksalat dihidrat 1:1 berhasil mendapatkan ligno-nanoselulosa dengan bentuk fibril yang seragam (diameter ≈ 25,4 nm) dan memiliki total yield tertinggi sebesar 75,05%. Ligno-nanoselulosa tersebut juga memiliki stabilitas dispersi terbaik (zeta potential = -44,4 mV), stabilitas termal terbaik (T max = 324 o C), serta mengandung lignin. Karena itu, rasio 1:1 terpilih sebagai bahan pelapis karton daur ulang. Sedangkan itu, impregnasi vakum karton daur ulang menghasilkan sampel karton daur ulang dengan durasi vakum 15 menit dan gramatur lapisan ligno-nanoselulosa 4 g/m 2 sebagai hasil yang terbaik karena memiliki pelindung air yang cukup baik (daya serap air = 380,67 g/m vii 2 dan WVTR = 0,0173 g/m 2 .s), sifat mekanik yang baik (kuat tarik = 7,75 N/mm 2 dan elongasi = 1,87%) dan biodegradabilitas tertinggi (1,48%). Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa gramatur ligno-nanoselulosa berpengaruh nyata terhadap biodegradabilitas karton daur ulang dan berpengaruh tidak nyata terhadap kadar air, daya serap air, WVTR, kuat tarik, elongasi, dan modulus elastitisitas karton daur ulang. Sedangkan, durasi vakum berpengaruh nyata terhadap daya serap air, kuat tarik, elongasi, dan biodegradabilitas karton daur ulang dan berpengaruh tidak nyata terhadap kadar air, WVTR, modulus elastisitas karton daur ulang. Interaksi kedua variabel ini berpengaruh nyata terhadap daya serap air, elongasi, dan biodegradabilitas karton daur ulang. dan berpengaruh tidak nyata terhadap kadar air, WVTR, kuat tarik, dan modulus elastisitas karton daur ulang.

English Abstract

Recycled cardboard is one of the food packaging materials that possesses eco- friendly and biodegradable behaviours. Despite being eco-friendly, it can be easily damaged by water and moisture. Recycled cardboard also doesn’t have superior barrier properties, like plastic (LDPE) and metal films (aluminum and silica), due to its hydrophilic nature and porous structure. However, using plastic (LDPE) and metallic films (aluminum and silica) as cardboard coating material is considered not environmentally friendly and non-biodegradable, plus plastic is one of environment problems nowadays. This problem could be addressed with more eco-friendly coating materials, like ligno-nanocellulose. Therefore, this research was conducted to study the potential of Deep Eutectic Solvent (DES) pretreated ligno-nanocellulose from oil palm trunk (OPT) as recycled cardboard coating. DES variation in this project consisted of 1:1, 1:2, and 2:1 mole ratio of choline chloride and oxalic acid dihydrate, respectively. Meanwhile, ligno-nanocellulose grammage variations used in coating of recycled cardboard consisted of 2, 4, and 6 g/m ix 2 and this process was carried out by vacuum impregnation method for 15 and 30 minutes. The results of the cardboard characterization were analyzed by ANOVA two ways at 5% confidence interval and further, continued with the DMRT test if there was a significant effect. Pretreatment of DES with a mole ratio of choline-chloride : oxalic acid dihydrate 1:1 succeeded in obtaining ligno-nanocellulose with uniform fibril shape (diameter ≈ 25,4 nm) and has the highest yield of 75,05%. The ligno-nanocellulose also has the best dispersion stability (zeta potential = -44,4 mV), the best thermal stability (T max = 324 o C), and also contains lignin. Therefore, a ratio of 1:1 was chosen as the recycled cardboard coating material. Meanwhile, vacuum impregnation of recycled cardboard produced recycled cardboard with vacuum duration of 15 minutes and 4 g/m 2 of grammage as the best result because it has a fairly good water barrier (water absorption = 380,67 g/m 2 and WVTR = 0,0173 g/m 2 .s), good mechanical properties (tensile strength = 7,75 N/mm 2 and elongation = 1,87%) and highest biodegradability (1,48%). The statistical analysis showed that ligno-nanocellulosic grammage has a significant effect on the biodegradability of recycled cardboard and has no significant effect on moisture content, water absorption, WVTR, tensile strength, elongation, and elastic modulus of it. Meanwhile, vacuum duration has a significant effect on water absorption, tensile strength, elongation, and biodegradability of recycled cardboard and has no significant effect on water content, WVTR, modulus of elasticity of it. The interaction of those two variables significantly affects the water absorption, elongation, and biodegradability of recycled cardboard and no significant effect on moisture content, WVTR, tensile strength, and modulus of elasticity of recycled cardboard.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052310
Uncontrolled Keywords:	Deep Eutectic Solvent, Impregnasi Vakum, Karton Daur Ulang, Kemasan Aktif, Ligno-nanoselulosa Active Packaging, Deep Eutectic Solvent, Ligno-nanocellulose, Recycled Cardboard, Vacuum Impregnation
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Keteknikan Pertanian
Depositing User:	Unnamed user with username verry
Date Deposited:	09 Jan 2024 07:52
Last Modified:	09 Jan 2024 07:52
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/206685

Text (Dalam Masa Embargo) MARIA SAVERINA SIMANJUNTAK.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (5MB)

Actions (login required)

View Item