Pengembangan Material Komposit Ramah Lingkungan Berbasis Serat Ampas Tebu dan Selulosa Bakteri Sebagai Kertas Kemasan (Paper Bag)

Abstract

Kebutuhan kertas kemasan di Indonesia meningkat seiring perkembangan industri makanan, yang berdampak pada penumpukan sampah kemasan dan masalah lingkungan. Produk kemasan menyumbang sekitar 69% dari limbah, memicu kelangkaan bahan baku utama, yaitu kayu. Upaya pemerintah melalui Hutan Tanam Industri (HTI) belum cukup mengatasi kelangkaan ini, sehingga ada risiko sejumlah perusahaan mencari bahan baku secara ilegal dan merusak alam. Sebagai solusi alternatif, limbah biomassa seperti ampas tebu mulai dimanfaatkan untuk pembuatan kertas kemasan melalui proses pulping. Ampas tebu, yang kaya lignoselulosa, dan selulosa bakteri seperti nata de coco memiliki potensi besar sebagai bahan baku ramah lingkungan yang mengurangi ketergantungan pada kayu. Penambahan fraksi massa ampas tebu dalam komposit berbasis selulosa bakteri ini dapat memengaruhi sifat mekanik gramatur serta daya serap air kertas kemasan. Penggunaan bahan ini diharapkan menghasilkan kemasan yang mudah terurai dan ramah lingkungan. Penelitian ini memproduksi kertas kemasan dari ampas tebu dan nata de coco yang diolah menjadi pulp sebagai bahan dasar komposit. Ampas tebu dibersihkan, dikeringkan, dipotong, dan diblender halus, kemudian dialkalisasi dengan NaOH (5%) pada 120°C selama 1 jam. Sementara nata de coco dicuci, diblender, dialkalisasi dengan NaOH (1%) selama 20 menit pada 60°C, lalu dicuci hingga bersih. Kedua pulp ini dicampur dalam lima variasi perbandingan massa A (100:0)%, B (75:25)%, C (50:50)%, D (25:75)% dan E (0:100)% dan ditambahkan aquadest 30 ml diaduk menggunakan magnetic stirrer. Campuran dicetak dalam cetakan kaca 10 cm x 10 cm dan dikeringkan menggunakan oven pada suhu 50°C selama 24 jam. Setelah itu, sampel diuji untuk mengetahui karakteristiknya. Pengujian pertama yang dilakukan adalah uji kekuatan tarik sekaligus modulus elastisitas, dari uji yang dilakukan didapatkan hasil bahwa kekuatan tarik sampel A, B, C, D dan E dalam penelitian ini berturut-turut sebesar (13,71 ± 0,95) MPa, (4,49 ± 0,30) MPa, (4,76 ± 0,22) MPa, (21,04 ± 1,06) MPa dan (41,49 ± 3,49) MPa. Modulus elastisitas yang dilakukan berbanding lurus dengan kekuatan tarik. Peningkatan persentase pulp nata de coco lebih dari 50% memberikan kontribusi positif terhadap kekuatan tarik dan modulus elastisitas. Data yang diperoleh dari modulus elastisitas tertinggi pada sampel D (89,05 ± 3,41) MPa dan E dan (115,42 ± 12,16) MPa. Pengujian gramatur dilakukan untuk mengetahui ketebalan dan kualitas material dari kertas kemasan. Dari data hasil pengujian terdapat penurunan nilai gramatur. Nilai Gramatur tertinggi sampel A sebesar (229,80 ± 2,86) g/m2 dan nilai gramatur terendah sampel E sebesar (132,60 ± 2,41) g/m2. Penurunan nilai gramatur terjadi karena penambahan pulp nata de coco membuat gramatur kertas kemasan semakin mengecil, dikarenakan pada waktu pembuatan pulp nata de coco cenderung menyerap air dan mengembang, adanya perbedaan jumlah serat yang diambil saat dicetak lebih kecil dari perhitungan per lembar kertas kemasan. Sehingga semakin besar penambahan pulp ampas tebu maka nilai gramatur juga semakin besar. Pengujian daya serap air untuk mengetahui kemampuan kertas kemasan dalam menyerap air. Besar daya serap air tertinggi yaitu sampel A sebesar (538,15 ±18,72)%, dan terendah sampel E yaitu (34,42 ± 4,96)%. Kadar air yang tinggi dapat menyebabkan kertas menjadi lembek, mudah sobek dan rentan terhadap pertumbuhan jamur. Hasil percobaan menunjukkan bahwa semakin banyak kandungan pulp ampas tebu, daya serap air semakin tinggi, dan semakin sedikit kandungan pulp nata de coco, daya serap air semakin rendah. Dari beberapa hasil uji karakteriktik dapat disimpulkan bahwa sampel dengan perbandingan variasi fraksi massa dengan kode D (25:75)% dan E (0:100)% merupakan sampel yang bagus untuk dikembangkan menjadi kertas kemasan (paper bag) karena unggul pada uji tarik dan uji gramatur. Sampel D (21,04 ± 1,06) MPa hampir memenuhi SNI 7273:2008 minimal 27,52 MPa, sampel E memiliki kekuatan tarik sebesar (41,49 ± 3,49) MPa yang telah memenuhi SNI. Pada uji gramatur sampel D (135,20 ± 2,39) g/m2 dan sampel E (132,60 ± 2,41) g/m2 sesuai dengan SNI 8218:2015 syarat kertas kemasan pangan yakni 26-210 g/m2.