Pengaruh Kosentrasi Acetobacter Xylinum pada Sifat Mekanik Material Komposit Berbasis Nata De Banana Peel dan Ampas Tebu

Abstract

Indonesia sebagai negara agraris menjadikan tebu sebagai komoditas utama dalam industri gula. Menurut data Badan Pusat Statistik Indonesia, produksi gula pada tahun 2020-2021 mencapai 2,12-2,35 juta ton yang meningkatkan limbah ampas tebu dan berpotensi mencemari lingkungan. Serat ampas tebu yang kaya selulosa dapat digunakan sebagai penguat material komposit ramah lingkungan untuk meningkatkan kekuatan tarik. Selulosa juga dapat diperoleh dari bakteri, seperti nata de banana peel yang berfungsi sebagai matriks alami pengganti matriks sintetis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kosentrasi Acetobacter xylinum terhadap sifat mekanik (kekuatan tarik dan modulus elastisitas), kadar air, dan morfologi internal material komposit berbasis matriks nata de banana peel dan ampas tebu. Material komposit dalam penelitian ini dibuat dengan mensintesis serat ampas tebu sebagai penguat dan nata de banana peel sebagai matriks. Ampas tebu diolah merendamnya dalam NaOH 5% selama 2 jam. Nata de banana peel dibuat dari filtrat kulit pisang kepok yang ditambahkan dengan 10% gula, 0,8% ZA, 4% asam asetat hingga pH 4 dan kosentrasi Acetobacter xylinum yang bervariasi dari 10%, 20%, 30%, 40% pada setiap 200 ml substrat, kemudian difermentasi selama 14 hari. Material komposit disintesis dengan hot-press machine pada suhu 90 oC selama 20 menit, lalu diturunkan menjadi 75 oC selama 20 menit dengan tekanan 10 MPa untuk menyatukan serat ampas tebu dan matriks nata de banana peel. Karakterisasi utama material komposit hasil sintesis, meliputi uji kekuatan tarik dan modulus elastisitas menggunakan alat uji tarik UTM HT2402-10kN. Uji kadar air dan morfologi internal juga dilakukan untuk mendukung hasil uji tarik. Hasil pengujian dianalisis dengan metode statistika sederhana, termasuk nilai rata-rata dan standar deviasi dengan Microsoft excel, serta grafik hubungan hasil karakterisasi dengan variasi kosentrasi Acetobacter xylinum dibuat dengan origin. Penelitian ini menunjukkan bahwa variasi kosentrasi Acetobacter xylinum dalam nata de banana peel memengaruhi sifat mekanik material komposit, termasuk kekuatan tarik, modulus elastisitas, kadar air, dan morfologi internal. Sampel dengan kosentrasi Acetobacter xylinum 30% menghasilkan kekuatan tarik dan modulus elastisitas tertinggi, yaitu 43,41 ± 0,72 MPa dan 127,18 ± 0,69 MPa. Kosentrasi ini menghasilkan kadar air lebih rendah, yaitu 0,17 ± 0,02%, dan morfologi internal pada kosentrasi ini menunjukkan sedikit void berukuran kecil yang mengurangi kemampuan penyerapan air pada sampel. Kombinasi serat ampas tebu dan nata de banana peel dengan kosentrasi Acetobacter xylinum yang tepat menghasilkan material komposit yang kuat, kaku, dan kadar air yang rendah.