Розробка біопластику з екологічно чистого крохмалю саго (метроксилон) Tawaro

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.289626

Ключові слова:

рентгенівська дифракція, крохмаль Tawaro, обробка ультрафіолетовим випромінюванням, механічні властивості

Анотація

В роботі досліджується стійкий біопластик, виготовлений із крохмалю саго Tawaro. Це дослідження мотивовано глобальною потребою зменшити вплив полімерів на нафтовій основі на навколишнє середовище та знайти більш екологічні альтернативи. Досліджується концентрація амілози крохмалю саго Tawaro, рівні вологи та екологічні якості. Він ретельно змішує крохмаль саго, гліцерин, оцтову кислоту та водний розчин активатора для створення біопластику. Дослідження вивчатиме хімічний склад цих біопластиків, кристалічну структуру, механічні властивості та реакцію на УФ-випромінювання та розвиток мікробів. Дослідники та розробники зацікавлені в крохмалі саго, який є основною їжею в місті Палопо, провінція Південний Сулавесі, Індонезія, як екологічно чистий матеріал. Крохмаль саго є перевагою завдяки своїй відновлюваній природі та екологічним властивостям. У дослідженні вивчаються XRD, механічні характеристики та мікробіологічний розвиток біопластику саго, що дає цінну інформацію. Відповідно до XRD біопластик саго Tawaro не містить важких металів. Механічні характеристики значно покращилися, досягнувши 2867 Н/мм². 48-годинний вплив ультрафіолетового випромінювання в межах обмежень змінив хімічний ланцюг, спричинивши покращення. Крім того, бактерії швидко ростуть на біопластиці саго. Це дослідження пропагує біопластик на основі саго як екологічно чисту альтернативу традиційним пластикам, сприяючи екологічній стійкості. Це дослідження підтримує глобальне прагнення до створення екологічно чистих матеріалів. Використовуючи крохмаль саго Tawaro, можна знайти креативні рішення для більш екологічного та сталого майбутнього, оскільки біопластик надає переконливу альтернативу існуючим пластмасам і знижує їхній вплив на навколишнє середовище.

Спонсор дослідження

  • The author expresses gratitude to the sago processing area in Mancani Village, Telluwanua District, Palopo City, South Sulawesi Province, Indonesia, for providing the raw materials used in this research.

Біографії авторів

Budiawan Sulaeman, Hasanuddin University

Doctoral Student, Graduate Student

Department of Mechanical Engineering

Nasaruddin Salam, Hasanuddin University

Doctorate, Professor

Department of Mechanical Engineering

Andi Erwin Eka Putra, Hasanuddin University

Doctorate, Professor

Department of Mechanical Engineering

Lukmanul Hakim Arma, Hasanuddin University

Doctorate, Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Dirpan, A., Hidayat, S. H., Djalal, M., Ainani, A. F., Yolanda, D. S., Kasmira, Khosuma, M. et al. (2023). Trends over the last 25 years and future research into smart packaging for food: A review. Future Foods, 8, 100252. doi: https://doi.org/10.1016/j.fufo.2023.100252
  2. Chowdhury, M. A., Nayem Hossain, Badrudduza, M. D., Rana, Md. M. (2023). Development and characterization of natural sourced bioplastic for food packaging applications. Heliyon, 9 (2), e13538. doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e13538
  3. Sun, X. S. (2013). Overview of Plant Polymers. Handbook of Biopolymers and Biodegradable Plastics, 1–10. doi: https://doi.org/10.1016/b978-1-4557-2834-3.00001-x
  4. Soroudi, A., Jakubowicz, I. (2013). Recycling of bioplastics, their blends and biocomposites: A review. European Polymer Journal, 49 (10), 2839–2858. doi: https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2013.07.025
  5. Perez-Puyana, V., Cuartero, P., Jiménez-Rosado, M., Martínez, I., Romero, A. (2022). Physical crosslinking of pea protein-based bioplastics: Effect of heat and UV treatments. Food Packaging and Shelf Life, 32, 100836. doi: https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2022.100836
  6. Altskar, A., Andersson, R., Boldizar, A., Koch, K., Stading, M., Rigdahl, M., Thunwall, M. (2008). Some effects of processing on the molecular structure and morphology of thermoplastic starch. Carbohydrate Polymers, 71 (4), 591–597. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2007.07.003
  7. Anugrahwidya, R., Armynah, B., Tahir, D. (2021). Bioplastics Starch-Based with Additional Fiber and Nanoparticle: Characteristics and Biodegradation Performance: A Review. Journal of Polymers and the Environment, 29 (11), 3459–3476. doi: https://doi.org/10.1007/s10924-021-02152-z
  8. Cai, L., Wang, J., Peng, J., Wu, Z., Tan, X. (2018). Observation of the degradation of three types of plastic pellets exposed to UV irradiation in three different environments. Science of The Total Environment, 628-629, 740–747. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.079
  9. Souza, A. C., Benze, R., Ferrão, E. S., Ditchfield, C., Coelho, A. C. V., Tadini, C. C. (2012). Cassava starch biodegradable films: Influence of glycerol and clay nanoparticles content on tensile and barrier properties and glass transition temperature. LWT - Food Science and Technology, 46 (1), 110–117. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2011.10.018
  10. Mostafa, N. A., Farag, A. A., Abo-dief, H. M., Tayeb, A. M. (2018). Production of biodegradable plastic from agricultural wastes. Arabian Journal of Chemistry, 11 (4), 546–553. doi: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2015.04.008
  11. Bidari, R., Abdillah, A. A., Ponce, R. A. B., Charles, A. L. (2023). Characterization of Biodegradable Films Made from Taro Peel (Colocasia esculenta) Starch. Polymers, 15 (2), 338. doi: https://doi.org/10.3390/polym15020338
  12. Santana, R. F., Bonomo, R. C. F., Gandolfi, O. R. R., Rodrigues, L. B., Santos, L. S., dos Santos Pires, A. C. et al. (2017). Characterization of starch-based bioplastics from jackfruit seed plasticized with glycerol. Journal of Food Science and Technology, 55(1), 278–286. doi: https://doi.org/10.1007/s13197-017-2936-6
  13. Yang, J., Ching, Y. C., Chuah, C. H., Liou, N.-S. (2020). Preparation and Characterization of Starch/Empty Fruit Bunch-Based Bioplastic Composites Reinforced with Epoxidized Oils. Polymers, 13 (1), 94. doi: https://doi.org/10.3390/polym13010094
  14. Zuraida, A., Anuar, H., Yusof, Y. (2011). The Study of Biodegradable Thermoplastics Sago Starch. Key Engineering Materials, 471-472, 397–402. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.471-472.397
  15. Abbas, B., Renwarin, Y., Bintoro, M. H., Sudarsono, S., Surahman, M., Ehara, H. (2010). Genetic diversity of sago palm in Indonesia based on chloroplast DNA (cpDNA) markers. Biodiversitas Journal of Biological Diversity, 11 (3). doi: https://doi.org/10.13057/biodiv/d110302
  16. Venkateswar Reddy, M., Amulya, K., Rohit, M. V., Sarma, P. N., Venkata Mohan, S. (2014). Valorization of fatty acid waste for bioplastics production using Bacillus tequilensis: Integration with dark-fermentative hydrogen production process. International Journal of Hydrogen Energy, 39 (14), 7616–7626. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.09.157
  17. Behera, L., Mohanta, M., Thirugnanam, A. (2022). Intensification of yam-starch based biodegradable bioplastic film with bentonite for food packaging application. Environmental Technology & Innovation, 25, 102180. doi: https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.102180
  18. Patwary, M. A. S., Surid, S. M., Gafur, M. A. (2020). Properties and Applications of Biodegradable Polymers. Journal of Research Updates in Polymer Science, 9, 32–41. doi: https://doi.org/10.6000/1929-5995.2020.09.03
  19. Lopez-Gil, A., Silva-Bellucci, F., Velasco, D., Ardanuy, M., Rodriguez-Perez, M. A. (2015). Cellular structure and mechanical properties of starch-based foamed blocks reinforced with natural fibers and produced by microwave heating. Industrial Crops and Products, 66, 194–205. doi: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.12.025
  20. Qamruzzaman, Md., Ahmed, F., Mondal, Md. I. H. (2021). An Overview on Starch-Based Sustainable Hydrogels: Potential Applications and Aspects. Journal of Polymers and the Environment, 30 (1), 19–50. doi: https://doi.org/10.1007/s10924-021-02180-9
  21. Ratnawati, R., Widyastuti, S., Utomo, Y., Evawati, D. (2023). Addition of Anadara Granosa Shell Chitosan in Production Bioplastics. Jurnal Pengelolaan Sumberdaya Alam Dan Lingkungan (Journal of Natural Resources and Environmental Management), 13 (2), 175–185. doi: https://doi.org/10.29244/jpsl.13.2.175-185
  22. Eby, G. A., Eby, K. L. (2010). Magnesium for treatment-resistant depression: A review and hypothesis. Medical Hypotheses, 74 (4), 649–660. doi: https://doi.org/10.1016/j.mehy.2009.10.051
  23. Springle, N., Li, B., Soma, T., Shulman, T. (2022). The complex role of single-use compostable bioplastic food packaging and foodservice ware in a circular economy: Findings from a social innovation lab. Sustainable Production and Consumption, 33, 664–673. doi: https://doi.org/10.1016/j.spc.2022.08.006
  24. Bishop, G., Styles, D., Lens, P. N. L. (2021). Environmental performance of bioplastic packaging on fresh food produce: A consequential life cycle assessment. Journal of Cleaner Production, 317, 128377. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128377
  25. Burleigh, T. D., Ruhe, C., Forsyth, J. (2003). Photo-Corrosion of Different Metals during Long-Term Exposure to Ultraviolet Light. Corrosion, 59 (9), 774–779. doi: https://doi.org/10.5006/1.3277606
  26. Havstad, M. R. (2020). Biodegradable plastics. Plastic Waste and Recycling, 97–129. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-817880-5.00005-0
  27. Abang, S., Wong, F., Sarbatly, R., Sariau, J., Baini, R., Besar, N. A. (2023). Bioplastic classifications and innovations in antibacterial, antifungal, and antioxidant applications. Journal of Bioresources and Bioproducts. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobab.2023.06.005
  28. Jones, A., Mandal, A., Sharma, S. (2017). Antibacterial and Drug Elution Performance of Thermoplastic Blends. Journal of Polymers and the Environment, 26 (1), 132–144. doi: https://doi.org/10.1007/s10924-016-0924-y
  29. Pal, M. K., Lavanya, M. (2022). Microbial Influenced Corrosion: Understanding Bioadhesion and Biofilm Formation. Journal of Bio- and Tribo-Corrosion, 8 (3). doi: https://doi.org/10.1007/s40735-022-00677-x
Розробка біопластику з екологічно чистого крохмалю саго (метроксилон) Tawaro

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-10-31

Як цитувати

Sulaeman, B., Salam, N., Putra, A. E. E., & Arma, L. H. (2023). Розробка біопластику з екологічно чистого крохмалю саго (метроксилон) Tawaro. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(12 (125), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.289626

Номер

Том 5 № 12 (125) (2023): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Budiawan Sulaeman, Nasaruddin Salam, Andi Erwin Eka Putra, Lukmanul Hakim Arma

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.