Variasi komposisi alginat: Karboksimetil selulosa pada pembuatan beads CMC dari selulosa batang jagung

مستخلص البحث

ضمن أكثر من سيقان الذرة 40% من سيلولاسا حتى يستطيع سيقان الذرة أن يُجعِل مصدر سيلولاسا كبيرا. ارتفاع فضيلة سيلولاسا يقام بكون اصطناعي ذريته، إحدى من ذريته هي كربوكسيميتيل سيلولاسا (CMC).كربوكسيميتيل سيلولاسا لديه الاستقرار الحراري واللزوجة العالية، لذلك لديه قدرة على جعله كحبات سيلولاسا. أهداف البحث هي تحديد مكونات ألجينات: أفضل CMC في صنع الحبات الذي يعتمد على قدرة امتصاص الميتيليني الأزرق وقوة تورم الجاذبية وإضافة القطر والقدرة على مكونات حبات.

في هذا البحث، بعد صنع الحبات باختلافات في مكونات ألجينات: CMC 0: 1 ، 1: 0، 1: 1، 1: 2، و 1: 3. بعد صنع الحبات باستخدام طريقة جيلاتي الإييونيك مع عامل تشابك CaCl2 ٪ 3وتميزت باستخدام Fourier Transform Infra Red (FTIR) ، اختبار التورم لتحديد قوة الانتفاخ، و امتصاص الميتيليني الأزرق لمعرفة قدرة امتصاص مكونات الألوان SEM-EDX لتحديد شكل السطح.

دلت النتائج على أن سيلولاسا في نفايات سيقان الذرةلتوليف CMC الذي يتكون من مكونات مع ألجينات لتشكيل الحبات. مكونات ألجينات: أفضل CMC في صنع AC هو 1: 2 مع أكبر نسبة من التورم وقطرها 175.5 ٪ و 26.64 ٪ على التوالي. أشارت نتائج اختبار اتجاهين Anova باستخدام مستوى ثقة 95٪ إلى أن هناك زوج واحد على الأقل من اختلافات AC وطول زمن الانغماس الذي ينتج عنه زيادة كبيرة في قوة التورم وقطره. وفقًا لاختبار BNJ ، اختلفت الاختلافات في AC 1: 0 اختلافا كبيرا عن الاختلافات الأخرى ومجرد الانغماس 24 ساعة كان مشابهًا للتغيرات الأخرى في زمن الانغماس على قوة التورم وقطره.ظهر نجاح التشابك بين ألجينات والكالسيوم من خلال وجود قمة عند الموجة رقم 819 cm-1 في أطياف FTIR. يحتوي التشكل في AC 1: 2 على شكل خشن ونسبة عالية من الامتصاص، في حين أن السطح في AC 1: 0 يكون ناعمًا مع مسامية منخفضة.

ABSTRACT

The majority of cornstalks contain 40% of cellulose, so it has great potential to be a source of cellulose. Improving the quality of cellulose is carried out by synthesis into its derivatives, one of which is carboxymethyl cellulose (CMC). CMC showed good thermal stability and high viscosity. Therefore, it potentially formed as cellulose beads. The purpose of this research was to study the optimum composition of alginate:CMC in the shynthesis of the composite of alginate CMC (AC) beads as methylene blue adsorbent.

In this research, the composition of alginate:CMC was 0:1, 1:0, 1:1, 1:2, and 1:3. The AC beads were made by dropping technique through ionic gelation method using CaCl2 3% as crosslinker. The AC was characterized using Fourier Transform Infra-Red (FTIR), swelling test to study the swelling power, and SEM-EDX to study the surface characteristics.

The result showed that cellulose extracted of cornstalk waste can be used to synthesize CMC. The optimum composition of AC composite beads was 1:2 which showed the best beads formation, the higest swelling power (175.5%) and diameter (26.64%). Two Way Anova test with 95% confidence level showed that there is at least one pair of the AC variations and swelling time results in significant swelling and increasing diameter. According to BNJ test, the AC 1:2 with swelling time for 24 h produced the highest power swelling and diameter. The FTIR spectra of AC showed that wavenumber at 819 cm-1 which indicate the presence of Ca-alginate linkage. The SEM-EDX result of AC without CMC 1:0 showed a smooth surface, while the surface of AC 1:2 is rough.

ABSTRAK

Mayoritas batang jagung mengandung 40% selulosa, sehingga berpotensi besar untuk dijadikan sumber selulosa. Peningkatan kualitas selulosa dilakukan dengan sintesis menjadi turunannya, salah satunya yaitu karboksimetil selulosa (CMC). CMC memiliki stabilitas termal dan viskositas yang tinggi, sehingga mampu digunakan sebagai bahan dalam selulosa beads. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui komposisi alginat:CMC terbaik dalam pembuatan beads alginat CMC (AC) sebagai adsorben metilen biru.

Pada penelitian ini pembuatan beads dilakukan variasi komposisi alginat:CMC 0:1, 1:0, 1:1, 1:2, dan 1:3. Beads dibuat menggunakan metode gelasi ionik dengan agen crosslink CaCl2 3% dan dikarakterisasi menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR), uji swelling untuk mengetahui daya menggembung, uji adsorpsi metilen biru untuk mengetahui kemampuan adsorpsi zat warna, dan SEM-EDX untuk mengetahui karakteristik permukaannya.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa selulosa pada limbah batang jagung dapat digunakan untuk mensintesis CMC yang dibuat menjadi komposit dengan alginat membentuk beads. Komposisi alginat:CMC optimum dalam membuat AC adalah 1:2 dengan besar persen swelling dan diameter terbesar 175,5% dan 26,64% berturut-turut. Hasil uji Two Way Anova dengan menggunakan tingkat kepercayaan 95% menunjukkan bahwa minimal terdapat satu pasang variasi AC dan lama perendaman yang menghasilkan daya swelling dan pertambahan diameter berbeda signifikan. Menurut uji BNJ, hanya variasi AC 1:0 yang berbeda nyata dengan variasi yang lain dan hanya lama perendaman 24 jam yang memiliki kemiripan dengan variasi lama perendaman yang lain terhadap daya swelling dan diameter. Keberhasilan crosslinking antara alginat dan Ca2+ terlihat dengan terbentuknya puncak pada bilangan gelombang 819 cm-1 di spektra FTIR. Adapun morfologi pada AC 1:2 memiliki bentuk permukaan yang kasar, sedangkan permukaan pada AC 1:0 lebih halus.