Isolasi Selulosa Nanokristal dari Limbah Baglog dengan Variasi Suhu Hidrolisis dan Konsentrasi Asam Sitrat

Zain, Fardaza Ridha Zalfinash and Suprayogi, STP, MP, Ph.D and Nanang Masruchin, ST, MT, Ph.D. (2023) Isolasi Selulosa Nanokristal dari Limbah Baglog dengan Variasi Suhu Hidrolisis dan Konsentrasi Asam Sitrat. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Pada produksi kulit sintetis dari miselium jamur dipergunakan media (baglog) yang terbuat dari serbuk kayu halus dan komponen media lain yang mengandung protein kasar, karbohidrat non-serat, lignin, dan lemak kasar. Kandungan yang dimiliki baglog tersebut dimanfaatkan oleh bakal jamur sebagai nutrisi untuk pertumbuhannya. Setelah proses pemanenan, media tersebut menjadi limbah yang belum dimanfaatkan secara optimal. Pada penelitian ini saya berhasil mengisolasi selulosa nanokristal dengan metode hidrolisis asam organik, yaitu asam sitrat pada beberapa variasi suhu dan konsentrasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu hidrolisis dan konsentrasi asam sitrat terhadap karakteristik dari selulosa nanokristal ditinjau dari total yield, derajat kristalinitas, gugus fungsi, morfologi, nilai UV-Vis, nilai zeta potensial, ukuran partikel, dan analisis termal. Rancangan percobaan menggunakan metode rancangan acak lengkap (RAL) dengan dua faktor perlakuan. Perlakuan terletak pada suhu dan konsentrasi asam sitrat yang mana setiap faktor memiliki tiga variasi perlakuan. Variasi suhu hidrolisis yang digunakan sebesar 80°C, 90oC, dan 100 oC, sedangkan variasi konsentrasi asam sitrat yang digunakan adalah 60% (b/v), 70% (b/v), dan 80% (b/v). Hasil dari penelitian ini adalah limbah baglog mengandung komponen kimia paling banyak adalah selulosa (46.60%). Selain komponen kimia, limbah baglog juga mengandung senyawa organik lain, seperti laktosa, glukosa, asam format, dan xilosa. Limbah baglog memiliki morfologi berupa batang memanjang seperti serabut yang menandakan adanya miselium jamur. Karakteristik dari selulosa nanokristal yang dihasilkan memiliki kandungan total yield paling banyak sebesar 6.730% (100oC; 80 %(b/v)). Pengujian FT-IR menunjukkan adanya peningkatan pada ikatan -OH antara limbah baglog dan selulosa nanokristal. Morfologi selulosa nanokristal dari limbah baglog berbentuk batang memanjang. Indeks kristalinitas paling tinggi pada selulosa nanokristal sebesar 50.283% (80oC; 70 %(b/v)). Nilai zeta potensial pada selulosa nanokristal sebesar -33.6 (80oC; 70 %(b/v)). Nilai transmitans selulosa nanokristal pada pengujian UV-Vis paling tinggi sebesar 0.244 (80oC; 60 %(b/v)). Ukuran partikel pada selulosa nanokristal paling kecil sebesar 71.19 nm. Pengujian analisis termal menggunakan thermogravimetric analysis menunjukkan adanya penurunan suhu degradasi antara limbah baglog dengan selulosa nanokristal yang disebabkan oleh luas permukaan selulosa nanokristal yang lebih kecil.

English Abstract

In the production of synthetic leather from mushroom mycelium, media (baglog) is used, which is made from fine sawdust and other media components containing crude protein, non-fiber carbohydrates, lignin, and crude fat. The contents of the baglog are used by future mushrooms as nutrients for their growth. After harvesting, the media becomes waste that has yet to be utilized optimally. In this research, I isolated nanocrystalline cellulose using the organic acid hydrolysis method, namely citric acid, at various temperatures and concentrations. This study aims to determine the effect of hydrolysis temperature and citric acid concentration on the characteristics of nanocrystalline cellulose in terms of total yield, degree of crystallinity, functional groups, morphology, UV-Vis value, zeta potential value, particle size, and thermal analysis. The experimental design used a completely randomized design (CRD) with two treatment factors. The treatment lies in the temperature and concentration of citric acid, in which each element has three treatment variations. Variations in the hydrolysis temperature used were 80°C, 90oC, and 100oC, while variations in the concentration of citric acid used were 60% (w/v), 70% (w/v), and 80% (w/v). This research results show that baglog waste contains the most chemical component, namely cellulose (46.60%). Besides chemical components, baglog waste contains other organic compounds, such as lactose, glucose, formic acid, and xylose. Baglog waste has a morphology of elongated rod-like fibers indicating the presence of mushroom mycelium. The characteristics of the resulting nanocrystalline cellulose have the highest total yield content of 6,730% (100oC; 80%(w/v)). FT-IR testing showed increased -OH bonds between baglog waste and cellulose nanocrystals. Morphology of nanocrystalline cellulose from baglog waste in the form of elongated rods. The highest crystallinity index was in nanocrystalline cellulose at 50.283% (80oC; 70%(w/v)). The zeta potential value of nanocrystalline cellulose is -33.6 (80oC; 70%(w/v)). The highest transmittance value of cellulose nanocrystals in the UV-Vis test was 0.244 (80oC; 60%(w/v)). The smallest particle size of nanocrystalline cellulose is 71.19 nm. Thermal analysis testing using thermogravimetric analysis showed a decrease in degradation temperature between spent mushroom susbtrate and nanocrystalline cellulose caused by the smaller surface area of nanocrystalline cellulose.

Item Type: Thesis (Sarjana)
Identification Number: 052310
Uncontrolled Keywords: Asam Sitrat, Konsentrasi, Limbah Baglog, Selulosa Nanokristal, Suhu-Cellulose Nanocrystals, Citric Acid, Concentration, Spent Mushroom Substrate, Temperature
Divisions: Fakultas Teknologi Pertanian > Teknologi Industri Pertanian
Depositing User: Unnamed user with email y13w@ub.ac.id
Date Deposited: 17 Jan 2024 04:28
Last Modified: 17 Jan 2024 04:28
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/211407
[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO] Text (DALAM MASA EMBARGO)
FARDAZA RIDHA ZALFINASH ZAIN.pdf
Restricted to Registered users only until 31 December 2025.

Download (12MB)

Actions (login required)

View Item View Item