📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 4 dokumenPENGARUH VARIASI KONSENTRASI GLISEROL TERHADAP KARAKTERISTIK BIOPLASTIK BERBAHAN DASAR PATI UBI JALAR DENGAN FILLER KITOSAN
Pengaruh Konsentrasi Gliserol terhadap Karakteristik Bioplastik Berbahan Dasar Pati Ubi Jalar dengan Filler Kitosan. Dibimbing oleh Angga Dwiartama dan Heri Rahman. Penggunaan plastik konvensional sebagai kemasan menimbulkan masalah limbah lingkungan jangka panjang. Bioplastik berbasis pati ubi jalar (Ipomoea batatas L.) menjadi alternatif potensial, namun memiliki kelemahan pada sifat mekanis dan ketahanan terhadap air. Penambahan gliserol sebagai plasticizer dapat memperbaiki karakteristik bioplastik dengan meningkatkan fleksibilitas dan memodifikasi sifat fisik serta mekaniknya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi konsentrasi gliserol terhadap karakteristik bioplastik serta menentukan konsentrasi gliserol yang paling optimal untuk menghasilkan bioplastik dengan sifat terbaik. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan perlakuan variasi konsentrasi gliserol (1,5%, 2,5%, 3,5%, dan 4,5%) dan penambahan filler kitosan 2% untuk menguji karakteristik bioplastik yang meliputi kekuatan tarik, densitas, elongasi, Water Vapour Permeability (WVP), swelling index, dan laju biodegradasi. Data yang diperoleh kemudian dianalisis menggunakan Analisis Ragam (ANOVA) dan dilanjutkan dengan Uji Lanjut Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) pada taraf signifikansi 5%. Berdasarkan hasil penelitian, variasi konsentrasi gliserol maemberikan pengaruh nyata terhadap karakteristik fisik dan mekanik bioplastik yang dihasilkan. Peningkatan konsentrasi gliserol dari 1,5% hingga 4,5% menyebabkan penurunan densitas dan kekuatan tarik, serta peningkatan nilai Water Vapour Permeability (WVP), swelling index, dan elongasi. Sementara itu, parameter biodegradabilitas tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan antar perlakuan dan menunjukkan bahwa seluruh formulasi memiliki kemampuan terurai yang baik. Secara keseluruhan, formulasi optimal terdapat pada konsentrasi gliserol 2,5% (G2).
PERANCANGAN INDUSTRI KEMASAN BIOPLASTIK BERBASIS PATI UBI JALAR DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL DAN KITOSAN
Perancangan industri kemasan bioplastik berbasis pati ubi jalar ini disusun sebagai upaya pengembangan alternatif kemasan ramah lingkungan untuk mengurangi ketergantungan terhadap plastik konvensional. Plastik konvensional masih banyak digunakan dalam sektor pangan karena praktis, ringan, dan murah, namun sulit terdegradasi secara alami sehingga berpotensi menimbulkan pencemaran lingkungan. Ubi jalar dipilih sebagai bahan baku utama karena mengandung pati yang mampu membentuk film, berasal dari sumber daya terbarukan, mudah diperoleh, serta berpotensi meningkatkan nilai tambah komoditas lokal. Sistem pascapanen yang dirancang mencakup proses produksi bioplastik mulai dari penerimaan dan sortasi ubi jalar, pencucian, pengupasan, penghancuran, pencampuran ubi jalar dengan air, pengendapan pati, ekstraksi pati basah, pengeringan, penggilingan, pengayakan, pembuatan larutan pati dan kitosan, penambahan gliserol, pencetakan, pengeringan bioplastik, pemotongan, pembentukan kemasan, pemasangan strip perekat, pengemasan, penyimpanan, hingga distribusi. Alur proses dirancang secara berurutan untuk menjaga efisiensi produksi, higienitas, serta kestabilan mutu produk akhir. Inovasi yang dikembangkan adalah kemasan bioplastik berbasis pati ubi jalar dengan penambahan kitosan dan gliserol. Pati ubi jalar berperan sebagai bahan utama pembentuk film, kitosan berfungsi memperbaiki struktur film dan memberikan potensi sifat antimikroba, sedangkan gliserol berperan sebagai plasticizer untuk meningkatkan fleksibilitas bioplastik. Inovasi ini dipilih karena memiliki keseimbangan antara kualitas produk, kemudahan proses produksi, biaya bahan, dan potensi keuntungan dibandingkan alternatif formulasi lainnya. Dengan adanya penambahan kitosan dan gliserol, produk yang dihasilkan diharapkan memiliki karakteristik yang lebih baik dibandingkan bioplastik berbasis pati murni yang cenderung rapuh dan sensitif terhadap air. Kapasitas produksi yang dirancang adalah 14,4 kg bioplastik per hari atau sekitar 960 unit kemasan per hari. Produk akhir berupa kemasan bioplastik kering yang telah dipotong, dibentuk, diberi strip perekat, dikemas, dan siap didistribusikan kepada konsumen. Keunggulan produk ini terletak pada penggunaan bahan alami dan terbarukan, sifatnya yang biodegradable, lebih ramah lingkungan, serta berpotensi digunakan sebagai alternatif kemasan untuk produk pangan dan hortikultura. Produk juga dirancang agar memiliki nilai 3 fungsional, tidak hanya sebagai pembungkus, tetapi juga sebagai kemasan berkelanjutan yang mendukung pengurangan limbah plastik. Dari aspek fasilitas dan utilitas, industri bioplastik dirancang dengan pembagian area produksi yang terdiri dari area basah, area kering, area penyimpanan, area utilitas, dan area pendukung pekerja. Pembagian area ini bertujuan untuk menjaga kelancaran alur produksi, meminimalkan kontaminasi silang, serta meningkatkan keamanan dan kenyamanan kerja. Kebutuhan utilitas utama meliputi air untuk proses pencucian, sanitasi, dan formulasi larutan, serta listrik untuk pengoperasian peralatan produksi. Analisis kelayakan finansial menunjukkan bahwa rancangan sistem pascapanen bioplastik berbasis pati ubi jalar layak untuk direalisasikan. Dengan asumsi harga jual sebesar Rp3.500 per unit, kapasitas penjualan 960 unit per hari atau 350.400 unit per tahun, umur proyek selama 10 tahun, WACC sebesar 14,21%, serta inflasi 2,7% per tahun, diperoleh pendapatan tahun pertama sebesar Rp1.226.400.000. Investasi awal (CAPEX) yang dibutuhkan sebesar Rp214.673.018, dengan nilai Gross Profit Margin (GPM) sebesar 8%, Net Present Value (NPV) sebesar Rp250.698.127, Internal Rate of Return (IRR) sebesar 37,79%, Break Even Point (BEP) sebesar 298.784 unit per tahun, Payback Period (PP) selama 2,27 tahun, dan Benefit Cost Ratio (BCR) sebesar 1,08. Nilai NPV yang positif, IRR yang lebih tinggi daripada WACC, BCR yang melebihi satu, serta periode pengembalian modal yang lebih singkat dibandingkan umur proyek menunjukkan bahwa sistem pascapanen yang dirancang memiliki prospek finansial yang baik dan layak untuk dikembangkan sebagai usaha skala kecil hingga menengah. Selain itu, hasil analisis sensitivitas menunjukkan bahwa kuantitas penjualan dan harga kitosan merupakan variabel yang paling memengaruhi kelayakan finansial, sehingga strategi pemasaran, kepastian penyerapan pasar, dan efisiensi penggunaan bahan perlu menjadi perhatian utama dalam implementasi sistem ini.
KULTIVASI SPIRULINA SP. DENGAN VARIASI KONSENTRASI K2SO4 UNTUK PRODUKSI BIOMASSA DAN BIOPOLIMER SEBAGAI BAHAN BAKU BIOPLASTIK
Dampak lingkungan dari polusi plastik global selama sepuluh decade terakhir mendorong pengembangan solusi alternatif yang berkelanjutan. Spirulina sp. merupakan kandidat bahan baku bioplastik karena kemampuannya mengakumulasi biopolimer tanpa bersaing dengan sumber pangan. Penggunaan biomassa mikroalga secara utuh memerlukan optimasi komposisi biokimia agar menghasilkan sifat material yang sesuai. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh pembatasan kalium sulfat (K?SO?) dalam medium kultivasi terhadap produktivitas biomassa Spirulina sp., kandungan biopolimer utamanya (PHA, pati, dan selulosa), serta karakteristik bioplastik yang dihasilkan. Kultivasi dua tahap dilakukan selama 13 dan 7 hari secara pada medium Zarrouk, dengan variasi konsentrasi K?SO? (1; 0,5; dan 0 g/L) diterapkan pada tahap kedua. Produktivitas dan pertumbuhan diamati, sementara kandungan biopolimer diekstraksi dan dianalisis secara kuantitatif. Biomassa utuh kemudian diproduksi menjadi bioplastik menggunakan metode solvent casting dan dikarakterisasi secara mekanis. Analisis varians satu arah (ANOVA) digunakan untuk mengevaluasi pengaruh perlakuan. Hasil menunjukkan adanya trade-off signifikan antara pertumbuhan dan akumulasi biopolimer. Produktivitas menurun dari 46,15 mg/L/hari (K?SO? 1 g/L) menjadi 5,39 mg/L/hari (K?SO? 0 g/L) Sebaliknya, kandungan polihidroksialkanoat (PHA) meningkat 2,18 kali lipat, hingga mencapai 44,86%. Akumulasi pati juga meningkat, dengan kadar tertinggi sebesar 6,67% pada perlakuan 0 g/L, sedangkan selulosa relatif stabil. Perubahan ini memengaruhi sifat bioplastik yang dihasilkan. Bioplastik dari biomassa dengan limitasi K?SO? total (0 g/L) menunjukkan fleksibilitas lebih tinggi (elongasi 26,9%), ketahanan air yang lebih baik (penyerapan 32,02%), serta laju biodegradasi yang lebih besar (kehilangan massa 51,08% dalam 21 hari). Sebaliknya, bioplastik dari kelompok kontrol (1 g/L) memiliki kekuatan tarik lebih tinggi (1,04 MPa), namun menyerap air secara signifikan lebih banyak (66,11%). Temuan ini menunjukkan bahwa modifikasi nutrisi melalui pembatasan K?SO? dapat digunakan sebagai strategi untuk mengatur komposisi biomassa secara terprediksi, yang selanjutnya berperan dalam mengendalikan karakteristik material. Hal ini menawarkan jalur yang layak dan berkelanjutan untuk memproduksi bioplastik dari Spirulina sp. dengan karakteristik yang dapat disesuaikan dari bahan baku yang terbarukan
ISOLASI DAN KARAKTERISASI POLIHIDROKSIBUTIRAT-KO-VALERAT (PHBV) DARI KULTUR CAMPURAN BAKTERI HALOFILIK GALUR LOKAL
Plastik menjadi material penting dalam kehidupan sehari-hari karena sifatnya yang ringan, kuat, dan murah. Namun, penggunaan plastik berbasis minyak bumi berisiko merusak lingkungan, terutama karena sulit terurai dan pencemaran mikroplastik. Ketergantungan global terhadap plastik telah memicu krisis lingkungan yang semakin mendesak, sehingga membutuhkan upaya pencarian solusi yang lebih berkelanjutan. Salah satu upaya yang bisa dilakukan adalah beralih menuju penggunaan material alternatif pengganti plastik, yaitu bioplastik, yang memiliki keunggulan dapat terurai secara alami (biodegradable) dan berasal dari sumber daya terbarukan. Polihidroksialkanoat (PHA) adalah bioplastik yang diproduksi oleh bakteri dan memiliki berbagai aplikasi, mulai dari industri kemasan, bidang medis, hingga pertanian. Bioplastik turunan PHA yang banyak diteliti hingga saat ini adalah PHA homopolimer, Polihidroksibutirat (PHB) dan PHA kopolimer, Polihdroksibutirat-ko-valerat (PHBV). Aplikasi PHA disesuaikan dengan karakteristik masing-masing PHA, seperti PHA homopolimer dimanfaatkan untuk material yang memerlukan sifat lebih rigid, sementara PHA kopolimer dimanfaatkan untuk material yang memerlukan sifat lebih fleksibel atau elastis. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa terdapat bakteri halofilik galur lokal yang dapat memproduksi PHB, yaitu Halomonas elongata BK-AG25 dengan sumber karbon glukosa dan Salinivibrio sp. dengan sumber karbon berupa limbah cair kelapa sawit (Palm oil mill effluent/POME). Penelitian menunjukkan bahwa kombinasi beberapa bakteri penghasil PHA dan kombinasi sumber karbon dapat menghasilkan PHA kopolimer yang dapat dijadikan sebagai ekplorasi potensi aplikasi. Penggunaan limbah sebagai sumber karbon dapat mendukung solusi berkelanjutan. Oleh sebab itu, penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi bioplastik PHA kopolimer dari kultur campuran bakteri halofilik galur lokal Halomonas elongata BK-AG25 dan Salinivibrio sp. dengan menggunakan POME sebagai sumber karbon serta menentukan karakteristik bioplastiknya. Produk dikarakterisasi menggunakan metode Fourier Transform Infra-Red (FT-IR), Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR), Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS), Thermogravimetric Analysis/Differential Thermogravimetric (TGA/DTG), dan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive System (SEM-EDS), dengan hasil yang kemudian dibandingkan dengan data dari literatur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa PHBV berhasil diperoleh sebanyak 56,3 ± 5,1 mg/L media. Spektrum FT-IR menunjukkan puncak serapan pada bilangan gelombang 1234 cm?1 (C-O), 1380 cm?1 dan 1455 cm?1 (-CH3), 2928 cm?1 (-CH), 1730 cm?1 (C=O), dan 3420 cm?1 (-OH). Spektrum 1H-NMR menunjukkan sinyal pada geseran kimia 0,87 ppm (H pada CH3 residu hidroksivalerat), 1,26 ppm (H pada CH3 residu hidroksibutirat), 1,59 ppm (H pada CH2 residu hidroksivalerat), 2,34 ppm dan 5,34 ppm (H pada CH2 dan CH residu hidroksibutirat serta hidroksivalerat). Spektrum GC-MS juga menunjukkan kesesuaian pola fragmentasi PHBV ditandai munculnya sinyal m/z 39, 41, 55, 69, dan 83. Sementara hasil karakterisasi termal produk menggunakan TGA/DTG menunjukkan pengurangan massa sebesar 33% dan temperatur dekomposisi 311? dengan laju dekomposisi 3,25% per menit. Morfologi produk membentuk agregat dengan komposisi atom C dan O berturut-turut 63,85% dan 26,25% ditunjukkan oleh hasil analisis SEM-EDS. Penelitian ini membuka kesempatan untuk mengolah limbah POME menjadi bioplastik bernilai ekonomi tinggi yang ditunjukkan oleh potensi aplikasi PHBV di beberapa sektor industri.