## Jurnal Teknik Kimia USU
ISSN : 2337-4888
Homepage : https://talenta.usu.ac.id/jtk
ISSN : 2337- 4888 JURNAL TEKNIK KIMIA - USU Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

## 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)
The Effect of Nanocrystal Cellulose from Palm Fruit Fiber as Filler and Potassium Chloride as Dispersing Agent on the Physical Properties of Bioplastic Based on Avocado (Persea americana) Seed Starch
M. Thoriq Al Fath*, Maulida Lubis, Ghendis Ekawati Ayu, Nisaul Fadilah Dalimunthe Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Padang Bulan, Medan, 20155,
Indonesia
*Email: thoriq@usu.ac.id

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh selulosa nanokristal dan kalium klorida (KCl) pada bioplastik dari pati biji alpukat dan gliserol sebagai plasticizer . Pada penelitian ini, selulosa nanokristal yang diperoleh dari serat buah kelapa sawit dihidrolisis dengan menggunakan asam sulfat (H 2 SO 4 ) pada konsentrasi 50%. Pati yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari proses ekstraksi biji alpukat. Proses  pembuatan  bioplastik  digunakan  metode casting dengan  penambahan  selulosa  nanokristal sebagai pengisi 1%, 2%, 3%, dan 4% (b/b), KCl sebagai pendispersi 0%, 1%, 2%, dan 3% (b/b), dan gliserol  sebagai plasticizer sebesar  30%.  Berdasarkan  analisis  densitas,  nilai  densitas  optimum diperoleh pada penambahan 2% selulosa nanokristal dan 2% KCl dengan nilai sebesar 0,041 gram/cm 3 . Nilai penyerapan air yang terbaik adalah dengan penambahan  selulosa nanokristal  2% dan KCl 1%, dengan  nilai  57,1%  dan  53,8%.  Hasil Scanning  Electron  Microscope menunjukkan  butiran-butiran selulosa nanokristal yang tersebar seragam mengisi permukaan bioplastik.  Penambahan KCl sebagai agen pendispersi memberikan dampak yang baik.
Kata kunci : selulosa nanokristal, kalium klorida, biji alpukat, bioplastik, serat buah kelapa sawit

## Abstract
This study aims to determine the effect of nanocrystalline  cellulose and potassium chloride (KCl) to bioplastics from avocado seed starch and glycerol as plasticizer . In this study, nanocrystal cellulose obtained from palm fruit fiber was hydrolyzed using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) at a concentration of 50%. The starch used in this study was obtained from the avocado seed extraction process. On producing bioplastic, the casting method was used with the addition of nanocrystal cellulose as filler of 1%, 2%, 3%, and 4% (%w), KCl as dispersing agent of 0%, 1%, 2%, and 3% (%w), and glycerol as plasticizer by 30 (%w). Based on the density test, the optimum value was obtained at 2% of nanocrystal cellulose and 2% of KCl with the value around 0.041 gram/cm 3 . The best water absorption values were 57.1% and  53.8%  which  obtained  at  2%  of  nanocrystal  cellulose  and  1%  of  KCl.  Scanning  Electron Microscope test results showed uniformly distributed nanocrystal cellulose granules filling the surface of the bioplastic. The addition of KCl as dispersion agent give a good impact.
Keywords: nanocrystal cellulose, potassium chloride, avocado seed, bioplastic, palm fruit fiber

## Pendahuluan
Penggunaan  plastik  yang  semakin  meningkat menimbulkan  masalah  yang  cukup  serius  bagi lingkungan.  Plastik  konvensional  biasanya  terbuat dari  turunan  minyak  bumi  yang  susah  untuk terdegradasi sehingga menyebabkan kerusakan lingkungan. Teknologi biomaterial, khususnya biopolimer sangat menarik perhatian dalam menciptakan  film  fleksibel  yang  ramah  lingkungan dan  aman  bagi  kesehatan.  Beberapa  biopolimer seperti polisakarida, protein, dan lipid telah digunakan
sebagai  matriks  polimerik  untuk  pengembangan alternatif  kemasan biodegradable ,  karena  mudah didapat, dapat  diperbaharui, biaya rendah dan ramah lingkungan [1].
Pati (polisakarida) merupakan biopolimer yang menjadi  salah  satu  komponen  penting  dalam pembuatan  bioplastik.  Pati  paling  menguntungkan dalam  pembuatan  bioplastik  karena  memiliki  sifat transparansi,  non-toksisitas,  dan  biaya  rendah  [2, 3]. Beberapa pati yang sering digunakan dalam produksi bioplastik adalah pati kentang, pati jagung, singkong,
biji  durian.  Biji  alpukat  dapat  dijadikan  sebagai sumber pati karena kandungan amilopektin dalam biji alpukat  yang  cukup  tinggi  sebesar  23%.  Selain  itu, pemanfaatan  biji  alpukat  yang  belum  memadai  dan mudah  didapat  sehingga  sangat  berpotensi  dapat digunakan sebagai pati dalam bioplastik.
Biasanya akibat elastisitas yang rendah mempengaruhi kualitas sifat mekanik lapisan film dari pati. Pati dapat dicampur dengan gliserol ( plasticizer ) untuk meningkatkan karakteristiknya, karena gliserol memiliki sifat hidrofobik atau tahan air. Penambahan plasticizer dalam  campuran  film biodegradable sangat penting untuk mencegah retaknya lapisan film akibat  gaya  intermolekul  yang  tinggi  [4].  Selain ditambahkan plasticizer , untuk meningkatkan kekuatan  mekanik  dari  bioplastik  perlu  ditambahkan penguat/pengisi.  Selulosa  merupakan  penguat  alami yang  dapat  diperoleh  dari  serat  alami.  Serat  alami telah  banyak  diterapkan  dalam  berbagai  bidang khususnya  sebagai  penguat/pengisi  dalam  bioplastik karena  memiliki  banyak  keuntungan  yaitu  mudah didapat,  murah,  dapat  meningkatkan  kekuatan mekanik, dan densitas yang rendah [5].
Serat buah kelapa sawit merupakan limbah dari proses  pengolahan  minyak  kelapa  sawit  yang pemanfaatannya  belum  memadai.  Serat  buah  kelapa sawit mengandung selulosa yang cukup tinggi sebesar 39,5% [6]. Wilayah Sumatera Utara memiliki sekitar 1,4 juta hektar perkebunan kelapa sawit menghasilkan minyak kelapa sawit setiap tahun sekitar 4,4 juta ton crude  palm  oil [7].  Biomassa  yang  diproduksi  oleh kelapa sawit cukup melimpah. Kelimpahan kandungan lignoselulosa yang ditemukan dalam serat buah  kelapa  sawit  berpotensi  untuk  digunakan kembali  dalam  pembuatan  selulosa  nanokristal sebagai pengisi dalam bioplastik.
Namun  dalam penggunaan  selulosa nanokristal dalam  bioplastik  masih  memiliki  kekurangan  seperti penyebaran  selulosa  nanokristal  yang  belum  merata sehingga  mempengaruhi  karakteristik  dan  sifat-sifat dari  produk  bioplastik  yang  dihasilkan.  Menurut penelitian  yang  dilakukan  oleh  Silviana  dan Hadiyanto (2017) dalam pembuatan bioplastik dengan bahan baku pati sagu dan penguat mikrofibril selulosa dari  bambu  dengan  bantuan  ultrasonik homogenizer menghasilkan permukaan bioplastik dengan pori yang tersebar  secara  tidak  merata.  Hal  ini  menandakan bahwa  penggabungan  dengan  proses  ultrasonifikasi saja  belum  memiliki  pengaruh  yang  maksimal terhadap morfologi bioplastik  [8].  Penambahan agen pendispersi  dalam  pembuatan  bioplastik  dapat menjadi  alternatif  sehingga  menghasilkan  bioplastik dengan morfologi yang baik serta penyebaran pengisi yang  merata.  Menurut  Zhang  et  al.  (2015)  pada pembuatan  bioplastik  dengan  penambahan  KCl sebagai  agen  pendispersi,  mampu  mereduksi  waktu homogenisasi akibat pengaruh gaya elektrostatis [9].
Berdasarkan  penjelasan  tersebut,  sehingga dilakukan  mengenai  karakteristik  bioplastik  pati  biji alpukat yang dihasilkan dengan penambahan pengisi
selulosa nanokristal  dari serat  buah kelapa sawit dan gliserol  sebagai plasticizer serta  KCl  sebagai  agent pendispersi.

## Teori
Salah  satu  jenis  plastik  yang  mudah  terurai secara alami disebut dengan bioplastik karena terbuat dari  bahan-bahan  yang  mudah  terdekomposisi.  Pati, lemak  dan  selulosa  merupakan  polimer  alami  yang digunakan  dalam  pembuatan  bioplastik.  Sementara itu, pati dan poly lactic acid (PLA) merupakan bahan yang  seringkali  digunakan  sebagai  bahan  utama pembuatan bioplastik [10].
Pati  merupakan  karbohidrat  yang  tersusun  atas unit glukosa yang terikat dalam ikatan glikosidik. Pati merupakan  campuran  2  polimer  yaitu  amilosa  dan amilopektin.  Didalam  pati  terkandung  sekitar  75%- 80% amilopektin dan 20%-25% amilosa. Sumber pati bervariasi  di  seluruh  dunia,  tetapi  termasuk  jagung, kentang,  singkong,  dan  buah  bit.  Pati  sering digunakan dalam berbagai industri seperti perekat dan industri  emulsi, glass  fiber ,  sarung  tangan  medis, pengemasan dan dibidang pertanian [11].
Indonesia merupakan daerah tropis yang banyak ditumbuhi  buah  alpukat  ( Persea  Americana  Mill ). Menurut  Badan  Pusat  Statistik  Indonesia  (2019), tanaman  alpukat  mengalami  peningkatan  produksi sebesar 12,57% per tahun khusus di daerah Sumatera Utara dengan total produksi sebesar 461,613 ton pada tahun  2019  [12].  Tingginya  produksi  buah  alpukat menyebabkan  tingginya  juga  biji  alpukat  yang dihasilkan  dengan  pemanfaatannya  belum  memadai. Amilosa dan amilopektin merupakan senyawa utama yang terdapat dalam biji alpukat, kandungan amilosa pada biji alpukat cukup tinggi, yakni sekitar 23% [13].
Selulosa dengan diameter ukuran nano biasanya disebut  dengan  nanoselulosa  yang  memiliki  sifat khusus  seperti  kemampuan  menikat  air  yang  tinggi, rasio  permukaan  yang  besar  terhadap  volume, kekuatan tarik yang tinggi, sangat porous dan jaringan yang  halus  sehingga  nanoselulosa  sangat  berbeda dengan  selulosa  alami  [14].  Pada  dasarnya, nanomaterial terdiri dari tiga kelompok yaitu selulosa nanokristal,  selulosa nanofiber, dan bacterial nanoselulosa. Selulosa nanokristal bisa dimanfaatkan di berbagai bidang industri. Pada industri packaging , nanoselulosa dapat digunakan sebagai bahan penguat kemasan [15].
Kelapa sawit adalah tanaman penghasil minyak kelapa  sawit  berupa Crude  Palm  Oil (CPO)  yang banyak  dihasilkan  di  Indonesia  terutama  di  pulau Sumatera.  Serat  merupakan  limbah  yang  dihasilkan dalam  proses  pengolahan  kelapa  sawit  dengan kandungan  39,5%  selulosa,  32,8%  lignin,  9,8% hemiselulosa, 9,3% abu, dan 8,6% mineral [6].
Kalium  klorida  (KCl)  bertindak  sebagai  agen pendispersi.  KCl  merupakan  senyawa  garam  alkali yang  terbentuk  dari  unsur  kalium  (K + )  dan  klorida (Cl - )  [16]. Penambahan  kalium  klorida  sebagai  agen pendisperi  mampu  meningkatkan  kekuatan  tarik  dan
membantu  mereduksi  gelembung  udara  pada permukaan bioplastik [17].
Gliserol  merupakan plasticizer yang  baik  pada pembuatan  film  komposit  karena  ramah  lingkungan, penguapan  rendah  dan  mudah  dilarut  dalam  air. Gliserol  merupakan  alkohol  terhidrik  dengan  nama lain  gliserin  yang  diperlukan  dalam  pembuatan bioplastik  sehingga  menurunkan  kekakuan  pada bioplastik.  Selain  itu,  gliserol  memiliki  sifat  dapat menyerap air dari udara atau higroskopis [18].

## Metodologi Penelitian Bahan dan Alat
Biji  alpukat  digunakan  sebagai  sumber  pati yang diperoleh dari penjual pokat kocok di Jalan HM. Joni, Medan, Sumatera Utara. Serat buah kelapa sawit yang  didapat  dari  Pabrik  Kelapa  Sawit  (PKS)  di Tanjung  Sementok,  Aceh  Tamiang,  Aceh.  Bahan- bahan  kimia  yang  digunakan  untuk  isolasi  selulosa nanokristal  adalah  asam  nitrat  (HNO 3 ),  natrium hidroksida  (NaOH),  natrium  hipoklorit  (NaOCl), hidrogen  peroksida  (H 2 O 2 ),  natrium  nitrit  (NaNO 2 ), natrium sulfit (Na 2 SO 3 ) dan asam sulfat (H 2 SO 4 ).
Adapun  alat  yang  digunakan  untuk  isolasi nanokristal selulosa adalah hot plate , ayakan 50 mesh , sentrifugator, ultrasonic  bath dan  membran  dialisis. Alat  yang  digunakan  untuk  penyediaan  biokomposit adalah  cetakan  bioplastik, hot  plate dan magnetic stirrer .

## Pembuatan Selulosa Nanokristal
Serat buah kelapa sawit dicuci dan dikeringkan di  bawah  sinar  matahari  selama  8  jam.  Serat  kering dicampur  dan  dihaluskan  hingga  berbentuk  bubuk dengan  ukuran  50  mesh.  Kemudian  didelignifikasi dengan  1  L  asam  nitrat  (HNO 3 )  3,5%  dan  10  mg natrium nitrit (NaNO 2 ) selama 2 jam pada suhu 90 °C. Disaring  dan  dicuci  hingga  diperoleh filtrat dengan pH  netral.  Proses  menghilangkan  hemiselulosa dengan cara residu dimasukkan ke dalam larutan 750 mL  natrium  hidroksida  2%  (b/v)  dan  natrium  sulfit (Na 2 SO 3 ) dengan suhu 50 °C selama 1 jam. Kemudian diputihkan dengan 250 mL larutan natrium hipoklorit (NaOCl) 1,75% (b/v) pada suhu didih selama 0,5 jam. Kemudian,  residu  dimasukkan  ke  dalam  500  mL larutan natrium hidroksida (NaOH) 17,5% selama 0,5 jam pada suhu 80 °C. Kemudian diputihkan kembali menggunakan larutan hidrogen peroksida (H 2 O 2 ) 10% pada  suhu  60  °C  selama  5  menit.  Selulosa  yang diperoleh  selanjutnya  dicuci  hingga  mencapai  pH netral  dan  dikeringkan  dalam  oven  [19].  Proses hidrolisis selulosa dilakukan dalam konsentrasi asam sulfat  (H 2 SO 4 )  50%.  Sebanyak  1  gram  selulosa dicampur  dalam  25  mL  asam  sulfat  (H 2 SO 4 )  pada suhu  45  °C  selama  45  menit.  Suspensi  ditambahkan air  suling  dan  dibiarkan  mengendap  semalaman. Suspensi disentrifugasi dengan kecepatan 10.000 rpm selama  20  menit  untuk  menghilangkan  kelebihan asam  hingga  pH  netral.  Kemudian  suspensi didispersikan  dengan  ultrasonifikasi  pada  suhu
runagan selama 10 menit dan dikeringkan pada suhu 60 °C dalam oven.

## Isolasi Pati Biji Alpukat
Biji alpukat dengan berat 100 gram dicuci bersih kemudian  ditiriskan.  Potong-potong  biji  alpukat hingga berukuran 2 cm 2 dan ditambahkan 100 mL air kemudian diblender hingga halus. Setelah halus, akan terbentuk bubur biji alpukat dan disaring filtrat yang diperoleh kemudian didiamkan selama 1 jam sehingga terbentuk  pati (endapan). Dipisahkan air dengan pati (endapan)  yang terbentuk.  Dicuci  endapan  pati  yang diperoleh,  kemudian  diaduk  dan  diendapkan  lagi selama 1 jam. Dikeringkan dalam oven, endapan pati yang diperoleh selama 30 menit dengan suhu 70 °C. Pati  yang  diperoleh  dihaluskan  hingga  berbentuk serbuk  dan  diayak  100  mesh  agar  diperoleh  ukuran yang seragam.

## Pembuatan Bioplastik
Pati  biji  alpukat  dan  selulosa  nanokristal  yang diinginkan  ditimbang  dengan  variasi filler yaitu  6:4, 7:3, 8:2, dan 9:1 (b/b) sebanyak 3 gram dari total berat kering pati-selulosa nanokristal.  Selulosa nanokristal dimasukkan ke dalam beaker glass yang berisi 75 mL aquadest dan  ditambahkan  larutan  KCl  dengan konsentrasi  0%,  1%,  2%,  dan  3%  (b/v).  Kemudian larutan  didispersikan  menggunakan ultrasonic  bath selama 30 menit pada suhu ruangan. Setelah 30 menit, pati  ditambahkan  ke  dalam  larutan  selulosa nanokristal-KCl  yang telah  terdispersi. Ditambahkan 30% gliserol dan diaduk hingga merata. Tuang larutan tersebut  ke  dalam  cetakan,  kemudian  dikeringkan selama 48 jam pada suhu ruangan.

## Karakterisasi Sifat Fisik Bioplastik Analisis Densitas
Analisis  densitas  atau  penentuan  rapat  massa film dilakukan  dengan  standar  ASTM  D792,  yakni dengan bioplastik dipotong dengan ukuran 2 cm  x  2 cm,  dan  volumenya  dihitung.  Kemudian  potongan film tersebut  ditimbang  [20].  Nilai  densitas  dapat dihitung menggunakan Persamaan (1) berikut:
Densitas = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑏𝑖𝑜𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑘 (𝑔𝑟𝑎𝑚) 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑏𝑖𝑜𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑘 (𝑐𝑚 3 ) ……………..(1)

## Analisis Scanning Electron Microscope (SEM)
Analisis  menggunakan  SEM  dilakukan  di Laboratorium Penelitian Terpadu Universitas Sumatera Utara dengan perbesaran 3000x.

## Analisis Penyerapan Air
Uji penyerapan air dilakukan dengan memotong film dengan ukuran sekitar 2 cm x 2 cm lalu ditimbang massanya. Film dimasukkan  ke  dalam  wadah  berisi air.  Setelah  perendaman  dalam  air, film dikeluarkan dari  air  setiap  20  menit  dan  ditimbang  untuk mengukur berat basah. Nilai penyerapan air dihitung dengan Persamaan (2) berikut ini.
Penyerapan Air = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ −𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ 𝑥 100% ......(2)

## Hasil
Pengaruh  Penambahan  Selulosa  Nanokristal  dan

## Kalium Klorida (KCl) pada Bioplastik
Pengaruh penambahan selulosa nanokristal dan kalium  klorida  (KCl)  terhadap  densitas  bioplastik yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Pengaruh penambahan selulosa nanokristal dan kalium klorida (KCl) terhadap densitas bioplastik
Berdasarkan Gambar 1 terlihat bahwa penambahan  selulosa  nanokristal  dan  KCl  terhadap densitas bioplastik memiliki perubahan yang signifikan.  Nilai  densitas  tertinggi  sebesar  0,041 gram/cm 3 pada penambahan  selulosa nanokristal 2% dan kalium klorida 2%. Sementara itu, nilai  densitas terendah  sebesar  0,025  gram/cm 3 pada  penambahan selulosa  nanokristal  4%  dan  penambahan  kalium klorida 0%. Gambar 1. juga menunjukkan bahwa nilai densitas  meningkat  dengan  penambahan  selulosa nanokristal  hingga  2%.  Hal  ini  disebabkan  oleh selulosa  nanokristal  yang  memiliki  sifat  hidrofilik sehingga terjadi interaksi antara ikatan hidrogen yang lebih  kuat  antara  matriks  pati  dan  pengisi  [21]. Penurunan  densitas  pada  penambahan  selulosa nanokristal 3% dan 4% disebabkan oleh penambahan pengisi  yang berlebihan dapat  merusak ikatan antara matriks  dan  pengisi  sehingga  menurunkan  densitas bioplastik. Selain itu, perbedaan polaritas antara pati, selulosa  nanokristal  dan  gliserol  mengakibatkan kurangnya kerapatan struktur bioplastik [22].
Penambahan  KCl  bertindak  sebagai  agen pendispersi  selulosa  nanokristal  memberikan  hasil yang  signifikan  terhadap  kekuatan  tarik  bioplastik. KCl  membantu  pendispersian  selulosa  nanokristal dalam bioplastik. Hal ini didukung dengan hasil SEM pada Gambar 2.
Gambar 2 menunjukkan butiran-butiran selulosa  nanokristal  yang  tersebar  seragam  mengisi permukaan bioplastik. Penambahan KCl sebagai agen pendispersi  memberikan  dampak  yang  baik.  KCl dapat terionisasi menjadi K + dan Cl - . Kation K + dapat membuat  larutan  bioplastik  menjadi  setimbang sehingga  dapat  mendispersikan  selulosa  nanokristal dengan  baik  [9].  Pendispersian  selulosa  nanokristal yang merata dapat meningkatkan densitas bioplastik.
Gambar 2. Hasil analisis menggunakan SEM bioplastik dengan  penambahan  selulosa  nanokristal  2%  dan kalium klorida 2%
Pengaruh  Penambahan  Kalium  Klorida  (KCl) pada  Penambahan  Selulosa  Nanokristal  2% terhadap Sifat Penyerapan Air Bioplastik
Pengaruh  penambahan  kalium  klorida  (KCl) sebagai  agen  pendispersi  pada  penambahan  selulosa nanokristal  2%  terhadap  sifat  penyerapan  air bioplastik dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar  3.  Pengaruh  Penambahan  Kalium  Klorida (KCl) terhadap Sifat Penyerapan Air Bioplastik
Berdasarkan  Gambar  3  dapat  dilihat  bahwa penambahan KCl pada penambahan selulosa nanokristal  2%  diperoleh  waktu  konstan  hingga  120 menit  dengan  sifat  penyerapan  air  bioplastik  yang diperoleh  pada  penambahan  KCl  0%  adalah  57,5%, KCl  1%  adalah  53,8%,  KCl  2%  adalah  57,1%,  dan KCl 3% adalah 58,3%. Pada waktu 20 menit pertama, sifat  penyerapan  air  semakin  meningkat  karena kemampuan  menyerap  air  masih  tinggi  hingga mencapai titik jenuh pada 80 menit. Peningkatan nilai penyerapan air ini disebabkan oleh KCl sebagai agen pendispersi  memiliki  tekanan  osmotik  yang  tinggi, sehingga  dapat  menyerap  kandungan  air  dalam bioplastik.  Kemampuan  KCl  yang  dapat  menyerap kandungan  air  dapat  menyebabkan  ikatan  antara
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 20 40 60 80 100 120 P en ye rap an Air ( % ) Waktu (menit) KCl 0% KCl 1% KCl 2% KCl 3% 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 1 2 3 4 De n sit as ( gr am /cm 3 ) Pengisi Selulosa Nanokristal (%) KCl 0% KCl 1% KCl 2%
KCl 3%
gliserol  dan  pati  akan  menjadi  rapuh  sehingga  dapat menurunkan kekuatan mekanik  pada bioplastik yang dihasilkan [17].
Pengaruh Penambahan Selulosa Nanokristal Pada Penambahan Kalium Klorida (KCl) 2% Terhadap Sifat Penyerapan Air Bioplastik
Gambar 4 menunjukkan pengaruh penambahan  selulosa  nanokristal  terhadap  sifat penyerapan air bioplastik.
Gambar 4. Pengaruh penambahan selulosa nanokristal (NCC) terhadap sifat penyerapan air bioplastik
Berdasarkan  Gambar  4  dapat  dilihat  bahwa penambahan  selulosa  nanokristal  pada  penambahan kalium klorida (KCl) 2% dan gliserol 30% diperoleh waktu  konstan  hingga  120  menit  dengan  sifat penyerapan  air  bioplastik  yang  diperoleh  pada penambahan  selulosa  nanokristal  1%  adalah  76,7%, 2% adalah 57,1%, 3% adalah 78,8%, dan 4% adalah 88,5%.  Tingkat  penyerapan  air  pada  menit  ke-20 masih tinggi hingga menit ke-80. Selulosa nanokristal dari  serat  buah  kelapa  sawit  memiliki  kristalinitas yang  tinggi  mampu  berinteraksi  dengan  baik  antara gugus  hidroksil  (OH)  pada  gliserol  dan  interaksi intermolekul pada pati sehingga mencegah peregangan  ikatan  rantai  polimer  dan  mencegah penyerapan air. Sedangkan pada penambahan selulosa nanokristal  3%  dan  4%,  nilai  penyerapan  air bioplastik mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan penambahan  selulosa  nanokristal  yang  berlebihan menyebabkan  penyebaran  selulosa  nanokristal  yang tidak  merata  dan  menumpuk  sehingga  meregangkan OH  dan  memudahkan  perpindahan  air  ke  dalam bioplastik  sehingga  kemampuan  penyerapan  air bioplastik  meningkat.  Adanya  zona  amorf  dan penumpukan pada selulosa nanokristal juga melemahkan  OH  dan  meningkatkan  mobilitas  pada rantai  polimer  sehingga  memudahkan  air  untuk berpindah ke dalam bioplastik sehingga meningkatkan sifat penyerapan air [23, 24].
Kesimpulan
Penambahan selulosa nanokristal pada bioplastik  mampu  meningkatkan  sifat  fisik  dari bioplastik dengan baik. Berdasarkan uji densitas, nilai densitas  optimum  diperoleh  pada  penambahan  2% selulosa  nanokristal  dan  2%    kalium  klorida  (KCl) dengan  nilai  sebesar  0,041  gram/cm 3 .  Nilai penyerapan  air  yang  terbaik  adalah  dengan penambahan  selulosa  nanokristal  2%  dan  KCl  1%, dengan  nilai  57,1%  dan  53,8%.  Hasil Scanning Electron  Microscope menunjukkan  butiran-butiran selulosa  nanokristal  yang  tersebar  seragam  mengisi permukaan bioplastik. Penambahan KCl sebagai agen pendispersi memberikan dampak yang baik.

## Daftar Pustaka
[1]  Y.  Sarkingobir  and  A.  Lawal,  “Bioplastics: Their  advantages and concerns,” Materials and Metallurgical Engineering,  vol.  11,  no.  1,  pp. 13-18, 2021.
[2]  J. B. A. Silva, T. Nascimento, L. A. S. Costa, F. V. Pereira, B. A. Machado, G. V. P. Gomes, D. J. Assis, and J. I. Druzian, “Effect of source and interaction  with  nanocellulose  cassava  starch, glycerol and the properties of films bionanocomposites,”  in Materials  Today:
Proceedings , 2015, vol. 2, no. 1, pp. 200–207.
[3]  S. Mali, M. Victória, E. Grossmann, and  Fábio Yamashita, “Starch films: production, properties and potential of utilization,” Semina : Ciências Agrárias, vol. 31, no. 1, pp.137-156, 2012.
[4]  Maulida, T. Kartika, M. B. Harahap, and M. H. S. Ginting, “Utilization of mango seed starch in manufacture  of  bioplastic  reinforced  with microparticle clay using glycerol as plasticizer,” in IOP  Conference  Series:  Materials  Science and Engineering , 2018, vol. 309, no. 1.
[5]  A. Campos, A. R. Sena Neto, V. B. Rodrigues, B.  R.  Luchesi,  L.  H.  C.  Mattoso,  and  J.  M. Marconcini,  “Effect  of  raw  and  chemically treated oil palm mesocarp fibers on thermoplastic  cassava  starch  properties,” Ind. Crops Prod. , vol. 124, pp. 149–154, 2018.
[6] J.  Lamaming,  R.  Hashim,  C.  P.  Leh,  O. Sulaiman, T. Sugimoto, and M. Nasir, “Isolation and  characterization  of  cellulose  nanocrystals from  parenchyma  and  vascular  bundle  of  oil palm  trunk  ( Elaeis  guineensis ),” Carbohydr. Polym. , vol. 134, 2015.
[7] Anonim, Industri minyak sawit Sumatera Utara berkelanjutan. edisi  ke-XII,  Bogor:  Gabungan Pengusaha  Kelapa  Sawit  Indonesia,  Cabang Sumatera Utara, 2016.
[8] S.  Silviana  and  H.  Hadiyanto,  “Preparation  of sago  starch-based  biocomposite  reinforced microfibrillated cellulose of bamboo assisted by mechanical  treatment,”  in AIP  Conference Proceedings , 2017, vol. 1855.
[9] X. Zhang, Y. Yu, W. Li, D. Ren, and H. Wang, “MFC  from  KCl  solution,” Bioresources ,  vol.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 20 40 60 80 100 120 P en ye rap an Air ( % ) Waktu (menit) Selulosa Nanokristal 1% Selulosa Nanokristal 2%
Selulosa Nanokristal 3%
Selulosa Nanokristal 4%
10, no. 4, pp. 6635-6642, 2015.
[10]  E.  Kamsiati,  H.  Herawati,  and  E.  Y.  Purwani, “Potensi  pengembangan  plastik  biodegradable berbasis pati sagu dan ubi kayu di Indonesia,” Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pertanian , vol. 36, no. 2, pp. 67-76, 2017.
[11]  I. Gonçalves de Moura, A. Vasconcelos de Sá, A. S. Lemos Machado Abreu, and A. V. Alves Machado, Bioplastics  from  agro-wastes  for food  packaging  applications ,  in    A.  M. Grumezescu, Nanotechnology in the Agri-Food Industry ,  Volume  7.  Ansterdam:  Elsevier Academic Press in Food Packaging, 2017.
[12]  Anonim,  Produksi  Buah-buahan  di  Indonesia, Tahun  2015-2019,  Kementerian  Pertanian, Indonesia, 2019.
[13]  D.  Hana  Kartika,  Mutmainah,  and  Mufrod, “Pengaruh  peningkatan  konsentrasi  pati  biji alpukat  ( Persea  americana mill.)  sebagai pengikat terhadap karakteristik fisik granul dan tablet  ekstrak  akar  alang-alang  ( Imperata cylindrica Linn.),” Majalah  Obat  Tradisional , vo. 17, pp. 22-26, 2012.
[14]  D. Klemm, F. Kramer, S. Moritz, T. Lindstrom, M.  Ankerfords,  D.  Gray,  and  A.  Dorris, “Nanocelluloses: A new family of nature-based materials,” Angew.  Chemie  -  Int.  Ed. ,  vol.  50, no. 24, pp. 5438–5466, 2011.
[15]  H.-Y.  Yu,  Z.-Y.  Qin,  L.  Liu,  X.-G.  Yang,  Y. Zhou,  and  J.-M.  Yao,  “Comparison  of  the reinforcing  effects  for  cellulose  nanocrystals obtained  by  sulfuric  and  hydrochloric  acid hydrolysis  on  the  mechanical  and  thermal properties of bacterial polyester,” Compos. Sci. Technol. , vol. 87, pp. 22–28, 2013.
[16]  N.  Isfa’ni,  T.  Tundjung,  Handayani,  Yulianti, and  Zulkifli,  “Pengaruh  pemberian  senyawa KCl  (kalium  klorida)  terhadap  pertumbuhan kecambah  sorgum  ( Sorghum  bicolor (L.) Moench),” J.  Ilm.  Biol.  Eksperimen  dan Keanekaragaman Hayati , vol. 5, no. 1, pp. 11- 18, 2018.
[17]  K. Puspitasari, “Pengaruh penambahan kitosan terhadap  sifat  fisik  dan  mekanik  film biopolimer dari pati batang kelapa sawit ( Elaeis guineensis  jack )  dengan plasticizer sorbitol,”
Skripsi,  Universitas  Sumatera  Utara,  Medan,
2015
[18]  S.  Purnavita,  D.  Y.  Subandriyo,  and  A. Anggraeni,  “Penambahan  gliserol  terhadap karakteristik bioplastik dari komposit pati aren dan  glukomanan,” Metana ,  vol.  16,  no.  1,  pp. 19–25, 2020.
[19]  G. E. Ayu, H. Nasution, M. Lubis, H. Harahap, and  M.  T.  Al  Fath,  “The  production  of nanocrystalline  cellulose  from  oil  palm  fruit fibers  using  chemical  treatment,”  in AIP
Conference Proceeding , 2020, vol. 2267.
[20]  Anonim,  Standard  Test  Methods  for  Density and  Specific  Gravity  (Relative  Density)  of
Plastics  by  Displacement  (ASTM  D729),
ASTM , Philadelphia, 2020, pp. 1-6.
[21]  A.  Shafqat,  N.  Al-Zaqri,  A.  Tahir,  and  A. Alsalme,  “Synthesis  and  characterization  of starch  based  bioplatics  using  varying    plant- based  ingredients,  plasticizers  and  natural fillers.,” Saudi J. Biol. Sci. , vol. 28, no. 3, pp. 1739–1749, 2021.
[22]  M.  Fazeli  and  R.  A.  Simão,  “The  effect  of cellulose nanofibers on the properties of starch biopolymer,” Macromol. Symp. , vol. 380, no. 1, pp. 1–8, 2018.
[23]  R. Ortega-Toro, “Development and characterization  of  corn  starch  films  by blending with more hydrophobic compounds,” Thesis,  Universitat  Politecnica  De  Valencia, Valencia, 2015
[24]  J.  Shojaeiarani,  D.  S.  Bajwa,  and  S.  Chanda, "Cellulose  nanocrystal  based  composites:  A review," Composites Part C , vol. 5, 2021.