Sintesis Nanokristal Selulosa dari Batang Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz.) dalam Pembuatan Filler Plastik Biodegradable

Khairunnisa; Melfa Aisyah Hutasuhut; Leni Widiarti

doi:10.31539/8zz8s185

Authors

Khairunnisa Universitas Islam Negeri Sumatera Utara
Melfa Aisyah Hutasuhut Universitas Islam Negeri Sumatera Utara
Leni Widiarti Universitas Islam Negeri Sumatera Utara

DOI:

https://doi.org/10.31539/8zz8s185

Abstract

This study aimed to synthesize cellulose nanocrystals from cassava stems (Manihot esculenta Crantz.) and evaluate their potential as a filler in biodegradable plastics. The method used includes cellulose isolation through alkalization and bleaching processes, followed by hydrolysis using 10% sulfuric acid (H₂SO₄) at 45 °C for 60 minutes. Characterization was carried out using FTIR to analyze functional groups, XRD to determine crystallinity, and TEM to observe morphology and particle size. The results showed that the obtained cellulose nanocrystals had a yield of 78.8%. FTIR analysis indicated that the main functional groups of cellulose were still detected, while XRD analysis showed a crystallinity index of 60.73%. TEM results revealed that the particle sizes ranged from 21.43–383.34 nm. In conclusion, cellulose nanocrystals from cassava stems have the potential to be used as a filler in biodegradable plastics due to their nanoscale size and crystalline structure, which can improve the properties of environmentally friendly materials.

Keywords: Acid Hydrolysis, Cassava Stem, Cellulose Nanocrystals, Filler

References

Amirudin, S., Tamrin, & Rejeki, S. (2024). Metode sintesis nanoselulosa: Kajian pustaka. Jurnal Riset Pangan, 2(1), 89–96.

Bano, V. O., Jongu, A. U. L., Wulang, V. A., Hida, A. Y. A., Kahi, E. B., Tangu, Y. Y., Cita, M. L., Marambaawang, D., & Ndjoeroemana, Y. (2022). Optimalisasi sampah jerigen menjadi produk berdaya guna di Pantai Londa Empat Kabupaten Sumba Timur. SWARNA: Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat, 1(3), 311–316. https://doi.org/10.55681/swarna.v1i3.134

Fath, M. T. A., Lubis, M., Ayu, G. E., & Dalimunthe, N. F. (2022). Pengaruh selulosa nanokristal dari serat buah kelapa sawit sebagai pengisi dan kalium klorida sebagai agen pendispersi terhadap sifat fisik bioplastik berbasis pati biji alpukat (Persea americana). Jurnal Teknik Kimia USU, 11(2), 89–94. https://doi.org/10.32734/jtk.v11i2.9239

Hartati, N., Kurniawan, E., Trisna, M., & Noviarni, I. (2023). Isolasi, karakterisasi, dan aplikasi nanokristal selulosa: Review. JSSIT: Jurnal Sains dan Sains Terapan, 1(2), 29–38. https://doi.org/10.30631/jssit.v1i2.19

Hertiwi, L. R., Afni, A. N., Lailiyah, N., & Sanjaya, I. G. M. (2020). Ekstraksi dan karakterisasi nanoselulosa dari limbah kulit bawang merah. JEDCHEM: Journal Education and Chemistry, 2(1), 77–81.

Hidayat, S., Meidinariasty, A., & Junaidi, R. (2022). Film nanokomposit berbasis termoplastik pati singkong-polivinil alkohol dengan nanoselulosa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai bahan penguat. Jurnal Pendidikan dan Teknologi Indonesia, 2(10), 413–423. https://doi.org/10.52436/1.jpti.225

Khodijah, S., & Tobing, J. M. L. (2023). Tinjauan plastik biodegradable dari limbah tanaman pangan sebagai kantong plastik mudah terurai. TEKNOTAN: Jurnal Industri Teknologi Pertanian, 17(1), 21–26. https://doi.org/10.24198/jt.vol17n1.3

Lismeri, L. (2020). Preparasi dan karakterisasi mikrokristalin selulosa dari limbah ubi kayu. Jurnal Teknologi dan Inovasi Industri, 1(1). https://doi.org/10.23960/jtii.v1i1.11

Lismeri, L., Rizky, A. A., Azhar, & Darni, Y. (2024). Pengaruh konsentrasi dan variasi zat pemutih terhadap preparasi mikrokristal selulosa dari batang ubi kayu. Journal of Chemical Process Engineering, 9(1). https://doi.org/10.33096/jcpe.v9i1.81

Lusiana, S. E. (2019). Pengembangan metode sintesis nanoselulosa menggunakan selulosa dari residu bunga Pinus merkusii Jungh. & de Vriese [Tesis magister, Universitas Brawijaya].

Muljani, S., Candra, A., & Faiqoh, I. (2023). Sintesis dan karakterisasi selulosa kristal dari batang tembakau. Jurnal Teknik Kimia, 17(2), 46–51. https://doi.org/10.33005/jurnal_tekkim.v17i2.3780

Nawangsari, D. (2019). Isolasi dan karakterisasi selulosa mikrokristal dari ampas tebu (Saccharum officinarum L.). Pharmacon: Jurnal Farmasi Indonesia, 16(2), 67–72. https://doi.org/10.23917/pharmacon.v16i2.9150

Nugraha, A. B., Nuruddin, A., & Sunendar, B. (2021). Isolasi nanoselulosa terkarboksilasi dari limbah kulit pisang ambon lumut dengan metode oksidasi. Journal of Science and Applicative Technology, 5(1), 236–244. https://doi.org/10.35472/jsat.v5i1.413

Nuraini, R. T. (2019). Pengaruh variasi H₂SO₄ pada pembentukan nanosilika berbasis batu apung [Skripsi sarjana, Universitas Lampung]. https://digilib.unila.ac.id/57343/

Nurdin, W. M., Irmawati, Alwan, L. O. M., & Haeruddin. (2024). Karakterisasi nanoselulosa dari tandan kosong aren (Arenga pinnata) sebagai filler dalam pembuatan tisu. Jurnal Sains dan Kesehatan, 6(1), 31–37. https://doi.org/10.25026/jsk.v6i1.2156

Rafid, A. Z., Ardhyananta, H., & Pratiwi, V. M. (2021). Tinjauan pengaruh penambahan jenis filler terhadap sifat mekanik dan biodegradasi pada bioplastik pati singkong. Jurnal Teknik ITS, 10(2), D49–D54. https://doi.org/10.12962/j23373539.v10i2.64030

Rendra, Y. A. (2021). Pengaruh variasi suhu larutan asam sitrat terhadap karakteristik silika daun bambu dengan metode leaching [Skripsi sarjana, Universitas Lampung]. https://digilib.unila.ac.id/68125/

Suciyati, S. W., Manurung, P., Junaidi, & Situmeang, R. (2022). Efek variasi konsentrasi NaOH pada pembentukan struktur selulosa Cladophora sp. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika, 10(1), 11–24. https://doi.org/10.23960/jtaf.v10i1.280

Wijaya, G. H., Sutiarno, S., Karokaro, P., Syafriadi, Pariaman, G., & Riyanto, A. (2021). Pengaruh variasi ion Ag+ terhadap pembentukan biofoam antibakteri berbasis pati singkong dan selulosa batang jagung. Phi: Jurnal Pendidikan Fisika dan Fisika Terapan, 7(2), 49–61. https://doi.org/10.22373/p-jpft.v7i2.13369