Pemanfaatan Selulosa dari Limbah Popok Bayi Termodifikasi Asam Stearat sebagai Absorben Hidrofobik untuk Pemisahan Minyak dan Air

Dimas Pramudita, Yuneta Yuneta, Oktavia Rahmi Wulandari, Tasya Amalia, Rendy Muhamad Iqbal, Nurul Hidayat, Akhmad Damsyik, Riandy Putra

Abstract


Peningkatan penggunaan popok bayi setiap tahun menyebabkan masalah limbah popok bayi yang tidak dapat terdegradasi secara alami. Limbah ini memiliki potensi untuk dimanfaatkan kembali menjadi material bernilai, seperti selulosa dalam Superabsorbent Polymer (SAP) yang dapat diubah menjadi material hidrofobik untuk mengatasi tumpahan minyak di perairan. Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi permukaan selulosa dari limbah popok bayi menggunakan asam stearat sebagai absorben hidrofobik, melalui tiga tahapan: preparasi, pemisahan selulosa, dan modifikasi dengan asam stearat dengan variasi 5, 6, dan 7 gram asam stearat (V1, V2, V3). Pemisahan selulosa dengan asam nitrat dan asam asetat menghasilkan rendemen sebesar 87%. Water Contact Angle (WCA) dari absorben termodifikasi asam stearat menunjukkan nilai 108,552°, 124,327°, dan 127,980° berturut-turut untuk V1, V2, dan V3, yang berarti material ini terkonfirmasi memiliki sifat hidrofobik. Absorben hidrofobik termodifikasi menunjukkan kapasitas penyerapan 3,129 g/g, 0,523 g/g, 0,329 g/g, dan 0,296 g/g untuk selulosa, V1, V2, dan V3, dengan efisiensi pemisahan masing-masing 0,43%, 0,38%, dan 0,37%, lebih rendah dibandingkan selulosa yang mencapai 1,63%. Namun, konsentrasi minyak yang terserap pada parameter uji oli mesin adalah 59,34%, 60,13%, dan 96,84%, jauh lebih tinggi dibandingkan selulosa yang hanya 7,39%. Variasi yang paling unggul berdasarkan nilai WCA dan konsentrasi minyak yang terserap adalah V3


Keywords


Limbah popok bayi; selulosa; asam stearat; absorben hidrofobik; tumpahan minyak

Full Text:

PDF

References


Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, Statistik Minyak dan Gas Bumi 2022. Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, 2022.

S. Rahmawati, R. K. Agustini, and A. Efritadewi, “Analisis Dampak Serta Penanggulangan Tumpahan Minyak di Perairan Bintan,” Aufklarung: Jurnal Pendidikan, vol. 3, no. 4, 2023, [Online]. Available: http://pijarpemikiran.com/index.php/Aufklarung

N. H. Sari, Suteja, and S. Hidayatullah, Pengantar Inhibitor Korosi Alami, vol. 1. Deepublish, 2021.

W. Liao and Y.-Z. Wang, “Cellulose-Based Absorbents for Oil Contaminant Removal,” in Mondal, M. (eds) Cellulose-Based Superabsorbent Hydrogels. Polymers and Polymeric Composites: A Reference Series. Springer, Cham, 2019, pp. 951–977. doi: 10.1007/978-3-319-77830-3_31.

Z. Waheed et al., “Biowaste rice husk derived cellulosic hydrogel incorporating industrial cotton waste nonwoven for wound dressing,” Int J Biol Macromol, vol. 281, Nov. 2024, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.136412.

P. P. Dyah Kencana Wulan, Ismojo, Khumaeroh, A. N. Syabila, A. S. Handayani, and Ratnawati, “Sustainable extraction of cellulose nanocrystals from empty palm oil bunches via low-acid hydrolysis,” Results in Engineering, vol. 24, Dec. 2024, doi: 10.1016/j.rineng.2024.103012.

A. C. F. Louis and S. Venkatachalam, “Energy efficient process for valorization of corn cob as a source for nanocrystalline cellulose and hemicellulose production,” Int J Biol Macromol, vol. 163, pp. 260–269, Nov. 2020, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.06.276.

R. Pratiwi, D. Rahayu, and M. I. Barliana, “Pemanfaatan Selulosa dari Limbah Jerami Padi (Oryza sativa) sebagai Bahan Bioplastik,” IJPST, vol. 3, no. 3, 2016.

P. X. Sotelo-Navarro, H. M. Poggi-Varaldo, S. J. Turpin-Marion, A. Vázquez-Morillas, M. Beltrán-Villavicencio, and R. M. Espinosa-Valdemar, “Biohydrogen production from used diapers: Evaluation of effect of temperature and substrate conditioning,” Waste Management and Research, vol. 35, no. 3, pp. 267–275, Mar. 2017, doi: 10.1177/0734242X16677334.

C. Trilokesh, P. Bavadharani, M. Mahapriyadarshini, R. Janani, and K. B. Uppuluri, “Recycling Baby Diaper Waste into Cellulose and Nanocellulose,” Waste Biomass Valorization, vol. 12, no. 8, pp. 4299–4306, Aug. 2021, doi: 10.1007/s12649-020-01312-x.

S. C. Khoo, X. Y. Phang, C. M. Ng, K. L. Lim, S. S. Lam, and N. L. Ma, “Recent technologies for treatment and recycling of used disposable baby diapers,” Process Safety and Environmental Protection, vol. 123, pp. 116–129, Mar. 2019, doi: 10.1016/j.psep.2018.12.016.

Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan, “Peraturan Menteri Lingkungan dan Kehutanan Republik Indonesia Tentang Tata Cara dan Persyaratan Teknis Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun dari Fasilitas Pelayanan Kesehatan,” Peraturan Menteri Lingkungan dan Kehutanan Republik Indonesia No. 56 Tahun 2015. Accessed: Dec. 06, 2024. [Online]. Available: https://jdih.menlhk.go.id/new2/permenlhk

M. Q. Chau, T. T. Truong, A. T. Hoang, and T. H. Le, “Oil spill cleanup by raw cellulose-based absorbents: a green and sustainable approach,” Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects, 2021, doi: 10.1080/15567036.2021.1928798.

C. O. Asadu, E. C. Anthony, O. C. Elijah, I. S. Ike, O. E. Onoghwarite, and U. E. Okwudili, “Development of an adsorbent for the remediation of crude oil polluted water using stearic acid grafted coconut husk (Cocos nucifera) composite,” Applied Surface Science Advances, vol. 6, Dec. 2021, doi: 10.1016/j.apsadv.2021.100179.

N. T. Duc, N. T. Tung, P. T. T. Ha, L. D. Giang, D. X. Duc, and N. T. Son, “A Novel Oil Sorbent Based on Butyl Acrylate Grafting onto Cellulose of Disposable Diaper,” Iranian Journal of Science, vol. 47, no. 5–6, pp. 1517–1529, Dec. 2023, doi: 10.1007/s40995-023-01543-2.

A. S. Norfarhana, R. A. Ilyas, N. Ngadi, and M. Hafiz Dzarfan Othman, “Optimization of ionic liquid pretreatment of sugar palm fiber for cellulose extraction,” J Mol Liq, vol. 398, Mar. 2024, doi: 10.1016/j.molliq.2024.124256.

I. R. S. Daulay et al., “Preparation of superhydrophobic biomedical pulp from rice straw coated with a stearic acid-cellulose composite,” Bioresour Technol Rep, vol. 25, Feb. 2024, doi: 10.1016/j.biteb.2024.101781.

M. I. Mauliana, Y. Findawati, and G. R. Hanum, “The Effect of Carbon on Chitosan-ZnO Composites as Fabric Mask Coating Materials,” Sainmatika: Jurnal Ilmiah Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, vol. 20, no. 2, pp. 140–146, Nov. 2023, doi: 10.31851/sainmatika.v20i2.12651.

D. V. Wellia, F. Alvionita, and S. Arief, “Sintesis Permukaan Kaca Hidrofobik melalui Kombinasi TiO2/Asam Stearat untuk Aplikasi Material Self-Cleaning,” Journal of Research and Education Chemistry, vol. 2, no. 1, p. 12, May 2020, doi: 10.25299/jrec.2020.vol2(1).4800.

N. Lv, X. Wang, S. Peng, L. Luo, and R. Zhou, “Superhydrophobic/superoleophilic cotton-oil absorbent: Preparation and its application in oil/water separation,” RSC Adv, vol. 8, no. 53, pp. 30257–30264, 2018, doi: 10.1039/c8ra05420g.

S. Amaliyah, S. Prasetyawan, D. Mardiana, and A. Roosdiana, “Enzymatic Synthesis and Characterization of Cellulose Stearate Ester from Bacterial Cellulose and Stearic Acid Using Immobilized Lipase,” Molekul, vol. 11, no. 2, p. 256, Nov. 2016, doi: 10.20884/1.jm.2016.11.2.225.

S. Wu, Z. Tang, Z. Jiang, Z. Yu, and L. Wang, “Preparation and characterization of hydrophobic cotton fiber for water/oil separation by electroless plating combined with chemical corrosion,” International Research Journal of Public and Environmental Health, vol. 2, no. 10, pp. 144–150, 2015, doi: 10.15739/irjpeh.032.

D. Haldar and M. K. Purkait, “Micro and nanocrystalline cellulose derivatives of lignocellulosic biomass: A review on synthesis, applications and advancements,” Dec. 15, 2020, Elsevier Ltd. doi: 10.1016/j.carbpol.2020.116937.

K. Y. Law, “Definitions for hydrophilicity, hydrophobicity, and superhydrophobicity: Getting the basics right,” Journal of Physical Chemistry Letters, vol. 5, no. 4, pp. 686–688, Feb. 2014, doi: 10.1021/jz402762h.

P. Dimitrakellis and E. Gogolides, “Hydrophobic and superhydrophobic surfaces fabricated using atmospheric pressure cold plasma technology: A review,” Adv Colloid Interface Sci, vol. 254, pp. 1–21, Apr. 2018, doi: 10.1016/j.cis.2018.03.009.

M. Á. Vega-Hernández et al., “Effect of teak wood lignocellulose pretreatment on the performance of cellulose-graft-(net-poly(acrylamide-co-acrylic acid)) for water absorption and dye removal,” Int J Biol Macromol, vol. 274, Aug. 2024, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.133482.




DOI: http://dx.doi.org/10.12962/j25493736.v9i2.22157

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Licence Creative Commons
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.