Pengaruh Waktu Pretreatment Perendaman Enzim Bromelain Menggunakan Gelombang Ultrasonik Pada Serat Bambu Petung (Dendrocalamus Asper) Terhadap Kekuatan Bending Dan Impact Komposit Bermatrik Epoxy

Barlaman, A Ishlah and Ir. Rudianto Raharjo, ST., MT. and Ir. Teguh Dwi Widodo, ST., M.Eng., Ph.D. (2024) Pengaruh Waktu Pretreatment Perendaman Enzim Bromelain Menggunakan Gelombang Ultrasonik Pada Serat Bambu Petung (Dendrocalamus Asper) Terhadap Kekuatan Bending Dan Impact Komposit Bermatrik Epoxy. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Komposit serat alam seperti bambu memiliki kelebihan dalam hal daur ulang dan kemampuan terdegradasi di lingkungan. Namun, terdapat kelemahan pada serat bambu, yakni tingginya kadar gula sebesar 42,4-53,6%, lignin 19,8-26,6%, dan kadar air 15-20%. Kekuatan serat bambu secara substansial tergantung pada kandungan selulosa, dan peningkatan kandungan selulosa menjadi faktor kunci dalam meningkatkan kinerja serat. Pemilihan serat bambu sebagai objek penelitian mempertimbangkan potensi melimpahnya serat bambu di Indonesia yang belum sepenuhnya dimanfaatkan. Penggunaan larutan enzim bromelain pada serat bambu terbukti memiliki dampak positif dengan merusak lapisan selulosa dan lignin pada permukaan serat, mengakibatkan peningkatan kemampuan serat untuk menyerap resin matriks. Namun, hasil penelitian juga menunjukkan penurunan signifikan pada sifat komposit setelah mengalami degradasi. Penggunaan gelombang ultrasonik memegang peranan penting dalam meningkatkan penetrasi enzim bromelain ke dalam struktur serat bambu. Gelombang ini efektif dalam membuka pori-pori, mempermudah akses enzim ke komponen struktural serat seperti selulosa, lignin, dan hemiselulosa. Penelitian ini memiliki tujuan untuk mengevaluasi pengaruh variasi waktu perendaman enzim bromelain dengan bantuan gelombang ultrasonik terhadap kekuatan bending dan impak pada komposit dari serat bambu. Variasi waktu perendaman, yaitu 15 menit, 30 menit, 45 menit, dan 60 menit, dengan campuran enzim bromelain sebesar 8 gram. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengetahui bahwa semakin lama waktu perendaman serat bambu petung, kandungan hemiselulosa dan lignin cenderung menurun, sementara kandungan selulosa meningkat, sehingga memperkuat struktur serat. Hasil Kandungan Selulosa pada serat akan semakin bertambah ketika diberi perlakuan perendaman. Komposisi kandungan pada serat bambu dengan perlakuan perendaman 60 menit memiliki kandungan selulosa sebesar 35,06% dan lignin sebesar 28,13%. Sedangkan untuk perpanjangan waktu pemanasan dengan gelombang ultrasonik memiliki kemampuan dapat mengubah morfologi permukaan serat bambu petung. Untuk nilai impak tertinggi pada komposit berpenguat serat bambu petung berdasarkan metode charpy terdapat pada variasi waktu perendaman 60 menit dengan nilai 3.4078 Joule/m. Selanjutnya kekuatan tertinggi pada Bending Test terdapat pada perendaman 45 Menit dengan nilai kekuatan sebesar 111.6427 Load/kN dengan standart pengujian yang digunakan yaitu ASTM D790

English Abstract

Natural fiber composites such as bamboo have advantages in terms of recyclability and degradability in the environment. However, there are weaknesses in bamboo fiber, namely the high sugar content of 42.4-53.6%, lignin 19.8-26.6%, and water content of 15- 20%. The strength of bamboo fiber depends substantially on the cellulose content, and increasing the cellulose content is a key factor in improving fiber performance. The choice of bamboo fiber as a research object takes into account the potential abundance of bamboo fiber in Indonesia which has not been fully utilized. The use of a bromelain enzyme solution on bamboo fibers has been proven to have a positive impact by destroying the cellulose and lignin layers on the fiber surface, resulting in an increase in the fiber's ability to absorb the matrix resin. However, the research results also showed a significant decrease in the properties of the composite after experiencing degradation. The use of ultrasonic waves plays an important role in increasing the penetration of bromelain enzymes into the bamboo fiber structure. These waves are effective in opening pores, facilitating enzyme access to fiber structural components such as cellulose, lignin, and hemicellulose. This research aims to evaluate the effect of varying soaking times in bromelain enzymes with the help of ultrasonic waves on the bending and impact strength of bamboo fiber composites. Variations in soaking time, namely 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes and 60 minutes, with a mixture of 8 grams of bromelain enzyme. The main aim of this research is to find out that the longer the soaking time for petung bamboo fiber, the hemicellulose and lignin content tends to decrease, while the cellulose content increases, thus strengthening the fiber structure. The results of the cellulose content in the fiber will increase when it is soaked. The composition of bamboo fiber with a 60 minute soaking treatment has a cellulose content of 35.06% and lignin of 28.13%. Meanwhile, extending the heating time with ultrasonic waves has the ability to change the surface morphology of petung bamboo fiber. The highest impact value for the petung bamboo fiber reinforced composite based on the charpy method is found at a soaking time variation of 60 minutes with a value of 3.4078 Joules/m. Furthermore, the highest strength in the Bending Test was at 45 minutes of immersion with a strength value of 111.6427 Load/kN with the test standard used, namely ASTM D790.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0524070001
Uncontrolled Keywords:	Serat bambu petung (Dendrocalamus Asper), enzim bromelain, ultrasonic cleaner.
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Endang Susworini
Date Deposited:	13 Feb 2024 08:07
Last Modified:	13 Feb 2024 08:07
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/215219

Text (DALAM MASA EMBARGO) A. Ishlah Barlaman.pdf Restricted to Registered users only Download (6MB)

Actions (login required)

View Item