Category Archives: MyResearch

Memperkirakan Jumlah Limbah Pabrik Kelapa Sawit

Mencari data statistik resmi jumlah limbah pabrik kelapa sawit di Indonesia tidak akan ketemu. Data resmi yang ada biasanya adalah jumlah produksi CPO, luas panen dan luas perkebunan sawit. Data limbah sawit diperkirakan dari data-data statistik tersebut. Jadi data-data limbah pabrik kelapa sawit adalah data perkiraan yang dihitung berdasarkan neraca massa pabrik kelapa sawit (PKS). Neraca massa ini bisa diambil dari buku atau literatur ilmiah. Mungkin saja data-data ini tidak sama antar literatur. Beberapa literatur yang sering saya pakai untuk memperkirakan jumlah limbah PKS adalah Lacrosse (2004) atau Hayashi (2007). Dari data statistik perkebunan kelapa sawit yang sudah saya posting sebelumnya bisa dihitung jumlah limbah PKS. Limbah ata produk samping yang dihasilkan dari pengolahan TBS (Tandan Buah Segar) sawit di PKS antara lain adalah: TKKS (tandan kosong kelapa sawit), serat/fiber, cangkan/kernel, limbah cair/POME.

neraca pabrik kelapa sawit

Neraca massa pengolahan TBS menjadi CPO di pabrik kelapa sawit (Lacrosse, 2004).

neraca pabrik kelapa sawit

Neraca pengolahan TBS menjadi CPO di pabrik kelapa sawit (Hayashi, 2007)

Advertisements

Temuan Orang India; Sendok yang Bisa Dimakan

Ketika sedang asik-asiknya ‘surfing’ saya menemukan link yang menarik, yaitu: sendok yang bisa dimakan. Hasil temuan orang India. Sendok ini untuk mengantikan sendok plastik yang banyak dipakai di masyarakat. Sendok plastik sangat populer, khususnya untuk makanan kotak, makanan instant, atau di fast food yang di bawa pulang. Masalahnya adalah sendok plastik ini sekali pakai dan langsung dibuang menjadi sampah. Sampah plastik tidak bisa terurai dan mencemari lingkungan.

Orang India, Pak Narayana, memiliki ide dan menemukan sendok yang bisa dimakan, compostable dan biodegradable. Artinya lebih ramah lingkungan daripada sendok plastik. Bahkan di iklan-iklannya, makan dengan sendok ini, selesai dimakan sendoknya. Menarik.

sendok yang bisa dimakan

Harga sendok plastik sagatlah murah. Tantangannya adalah bagaimana membuat sendok ini bisa semurah atau minimal bisa bersaing harga dengan sendok plastik.

Terus terang saya sangat tertarik dengan ide ini. Pak Narayana mungkin sudah mematenkannya di India, tapi idenya boleh saja saya tiru. Pakai rumus ATM. Beberapa sample bioplastik yang saya buat ada yang keras dan rasanya bisa dibuat seperti ini. Seandainya tidak bisa dimakan, minimal biodegradable dan ramah lingkungan.

sendok yang bisa dimakan

Insha Allah.

Quote

Penelitian dengan Perabot Rumah Tangga

Yang pernah berkunjung ke lab saya pasti tahu kalau peralatan di lab saya sudah layak untuk dimusiumkan. Sebagian besar sudah udzur dan tidak berfungsi lagi. Padahal penelitian tetap harus jalan terus. Penelitian tahun ini besar tanggung jawabnya dan kalau gagal nasip saya bisa sama seperti Pak Dasep. Agar penelitian tetap bisa berjalan saya terpaksa menggunakan perabotan rumah tangga, sebagian pinjam ke perabotan istri di rumah. Mau bagaimana lagi.

image

Peralatan laboratorium umumnya mahal-mahal dan kapasitasnya kecil. Memang sih presisi dan kualitasnya bagus. Anggaran penelitian tidak boleh untuk membeli alat. Teman-teman di lab, khususnya lab saya, jadi frustasi. Mau nimbang saja mesti numpang di lab tetangga. Autoclave rusak, numpang lagi ke lab lain. Sedih.

Continue reading

Selulosa dari Tankos Sawit

selulosa tankos sawit

selulosa tankos sawit

Selulosa adalah tahapan antara untuk produksi berbagai macam turunan tankos. Selulosa ini berhasil diisolasi dari tankos sawit. Selulosa 100% dari tankos sawit. Dari selulosa ini bisa dibuat berbagai macam turunan, misalnya saja kalau mau dihidrolisis untuk menghasilkan gula/glukosa. Dari glukosa bisa dibuat berbagai macam produk lagi; bisa jadi etanol, asam organik dan lainnya. Dari asam organik seperti asam laktat bisa dipolimerisasi menjadi poly lactic acid, salah satu bahan bioplastik. Jalur tahapan yang saya tempuh adalah: tankos –> selulosa –> bioplastik. Semoga lancar dan bisa ekonomis.

tankos sawit cacah

Tankos sawit yang sudah dicacah dan dikeringkan.

down_arrow

pulp tankos sawit

Pulp tankos sawit

down_arrow

selulosa tankos sawit

selulosa tankos sawit

down_arrow

down_arrow

Bioplastik dari tankos sawit

Prottotipe bioplastik dari tankos sawit

Hutan Indonesia Lestari Jika Sebagian Pulp Dipenuhi dari Tankos Sawit

pulp tankos sawit

Pulp yang dibuat dari 100% tandan kosong kelapa sawit.


Melanjutkan lagi postingan tentang pulp sebelumnya. Saya benar-benar ‘excited’ ketika menyaksikan dengan mata kepala sendiri, ‘ainul yaqin’, pulp dan kertas yang dibuat dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Potensi tankos sawit/TKKS sebagai pulp sudah mulai dilirik sejak bertahun-tahun yang lalu. Bos saya di Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia (sekarang PPBBI) sudah membuat pulp dan kertas dari tankos sawit sejak 15 tahun yang lalu. Kertasnya sudah dibuat menjadi kertas untuk surat-surat dari kantor. PPKS Medan juga sudah mengembangkanya. Balai Besar Selulosa Bandung juga menelitinya cukup lama. Namun, sebagian besar hanya berhenti di penelitian saja. Saya juga mendengar kalau beberapa perusahaan kertas besar pernah melakukan ujicoba pembuatan pulp dari tankos sawit. Namun, hasilnya belum cukup bagus dan memenuhi standard pabrik besar. Kalau di literatur, negera sebelah, juga sudah berhasil membuat pulp dari tankos. Temen saya yang pernah berkunjung ke negara tetangga untuk melihat industri pulp dari tankos, kertas tankos yang diklaim berhasil oleh negara tetangga adalah kertas untuk kerajinan tangan, bukan pulp untuk industri.

Banyak kendala pembuatan pulp dan kertas dari tankos sawit. Sudah saya sebutkan di postingan sebelumnya. Sebagian kendala ini dihadapi di tingkat laboratorium, sebagian lagi baru terasa ketika diaplikasikan skala besar di pabrik. Ketika saya mendengar cerita dari Pak Gunawan via telepon, terus terang saya sedikit tidak percaya. Karena itu saya ‘memaksa’ Pak Gunawan untuk bisa melihatnya sendiri secara langsung. Singkat cerita, akhirnya dua hari lalu saya diajak berkunjung ke pabriknya. Hanya boleh saya sendiri.
Continue reading

Memanfaatkan Patent-Patent yang sudah Expired

Melanjutkan lagi posting saya sebelumnya tentang study patent. Kalau Anda cukup rajin dan teliti, Anda akan menemukan banyak sekali dokumen paten. Coba perhatikan status dari paten tersebut. Ada sebagian paten yang statusnya expired atau kadaluwarsa. Artinya paten ini sudah menjadi public domain atau milik umuk. Semua orang boleh dan bebas menggunakan dan memanfaatkan paten ini tanpa harus membayar royalti.

Nah. Ini tentunya sangat menarik sekali. Klaim di dalam dokumen paten tersebut biasanya tertulis sangat jelas. Kita bisa meniru dan mengikuti petujuk di dalam dokumen paten ini. Coba-coba saja sampai berhasil.

Masih ingat beberapa tahun yang lalu? Indonesia dibanjiri dengan motor-motor dari China dengan merek aneh2 tapi secara fisik bentuknya sangat mirip dengan motor2 terkenal dari Jepang. Persis banget, bahkan spare part dan onderdilnya pun identik dan bisa dipasang ke motor China itu. Anehnya, tidak ada komplain dari motor pabrikan Jepang.

Saya sempat baca ulasan di media otomotif, kenapa pabrikan Jepang itu tidak komplain? Apa mereka tidak melanggar HKI. Ternyata jawabannya adalah marena produk dan desain motor yg ‘dijiplak’ negeri China itu paten dan HKInya sudah kadaluwarsa. Siapa pun kalau bisa boleh memproduksi motor itu.

Motor China alias Mochin laris manis di Indonesia, karena harganya yang murah. Memang sih, kualitasnya masih di bawah motor Jepang. Motornya tidak awet. Onderdilnya cepat rusak. Sebentar-sebentar masuk bengkel.

Dalam konteks riset, penggunaan paten yang kadaluwaraa bisa memotong lamanya waktu riset. Kita tidak usah mulai dari nol. Mulai dari teknologi yang sudah teruji. Kita coba tiru, coba terus sampai berhasil. Lalu lakukan imrovement, pengembangan dan modifikasi. Kalau memungkinkan, coba telusuri paten-paten terbaru dari produk tersebut.

Selamat menelusuri lautan paten. Terus berkarya.

Bioplastik, Plastik yang Lebih Ramah Lingkungan

contoh bioplastic bioplastik

Contoh bioplastik yang terbuat dari bahan renewable

Masalah plastik untuk alam dan lingkungan sudah jadi rahasia umum. Sudah diketahui jika plastik sangat-sangat zulit untuk terdegradasi.Konon kabarnya sampai ratusan tahun pun plastik belum terdegradasi. Wujudnya tetap utuh meski terpemdam ratusan tahun. Plastik memang kuat dan tahan lama. Sifat ini banyak memberi manfaat bagi kehidupan manusia. Namun, di sisi lain, sifat ini lah yang mendatangkan banyak masalah bagi manusia sendiri atau juga lingkungan. Kalau dirinci ada masalah-masalah lain yang ditimbulkan karena sulitnya plastik terdegradasi ini.Plastik konvensional juga dibuat dari bahan-bahan minyak fosil. Artinya dibuat dari bahan baku yang non-renewable alias tidak terbarukan.

Minimal, dua hal inilah yang menjadi pendorong pencarian/penelitian bahan plastik yang ‘lebih ramah lingkungan’. Masalah-masalah tersebut bisa dihilangkan, atau paling tidak dikurangi. Maka lahirlah yang dinamakan ‘BIOPLASTIK‘. Dari namanya sendiri bioplastik berasal dari dua suku kata: Bio dan Plastik. Bio artinya hidup. Jadi kurang lebih kalau diartikan secara kata adalah plastik dari bahan biologi. Dalam salah satu artikel di Wikipedia.com, bioplastik diartikan sebagai plastik yang dibuat dari biomassa yang terbarukan (renewable). Memang, dalam prakteknya bioplastik dibuat dari bahan-bahan biomassa, seperti: minyak nabati/hewani, tepung-tepungan, gelatin dan selulosa atau dari diproduksi oleh mikroba.

Bioplastik bukanlan senyawa tunggal. Bioplastik merupakan komposit dari berbagai macam klas bahan yang memiliki fungsinya masing-masing. Menurut lembaga bioplastik Eropa, meterial plastik dimasukkan ke dalam kelompok bioplastik jika memenuhi persyaratan biobased (berbahan baku dari biomassa), biodegradable (bisa dihancurkan melalui proses biologi/alami) atau memiliki kedua sifat tersebut. Definisi ini berimplikasi sangat luas.

Biobased berarti bahwa material yang digunakan untuk membuat plastik tersebut adalah seluruhnya/sebagian berasal dari biomassa, seperti: gula, tepung-tepungan, minyak nabati/hewani dan selulosa. Biomassa tersebut bisa diolah terlebih dahulu agar bisa menjadi bioplastik.

Biodegradable berarti bahwa materialt plastik tersebut bisa dihancurkan secara kimia oleh mikroba di alam menjadi senyawa-senyawa alamiah seperti: air, karbon dioksida, dan kompos (tanpa penambahan bahan aditif). Proses degradasinya tergantung pada kondisi lingkungan sekitarnya.

Karakteristik biodegradable tidak tergantung pada asal bahan bakunya, tetapi lebih pada struktur kimiawinya. Jadi bisa saja bioplastik yang 100% dibuat dari biomassa bisa non-biodegradable, atau bahkan ada materkal plastik yang 100% dari baha fosil tetapi bisa didegradasi oleh mikroba.

Tipe Bahan Baku Bioplastik

Secara kasar ada tiga tipe bahan untuk membuat bioplastik:

  1. Biobased atau partialybiobased non-biodegradable plastik, misalnya: biobased PP (Polypropylene), PE (Polyethylene), PET (Polyethylene terephthalate).
  2. Bahan plastik yang berasal dari biomassa dan biodegradable, misalnya: PLA (Polylactic acid), PHA (Polyhydroxyalkanoates), PHB (Poly-3-hydroxybutyrate).
  3. Bahan plastik yang berasal dari fossil dan biodegradable, misalnya: PBAT (polybutyrate adipate terephthalate).
bioplastic

Pembagian kelompok bioplastik (European Bioplastic http://www.european-bioplastics.org/)

Beberapa Contoh Material Bioplastik yang Sudah Ada

Biobased, non-biodegradable polyolefines dan PET (“drop-in” solutions)

Material plastik umum seperti: PE, PP dan PVC bisa dibuat dari material biologi, umumnya dari bioetanol. Brazil adalah salah satu negara yang sudah memproduksi Bio-PE dalam jumlah yang sangat besar. Seperti kita tahu, Brazil adalah produsen bioetanol terbesar di dunia. Brazil juga memanfaatkan bioetanolnya sebagai bahan baku bioplastik Bio-PE. Karakteristik Bio-PE identik dengan PE yang dibuat dari bahan baku minyak bumi (fossi). Solusi ini juga dikenal dengan ‘drop-in solution bioplastic‘.

Biobased, non-biodegradable technical/performance polymers
Kelompok material yang terdiri dari senyawa polimer spesifik seperti; biobased polyamida (PA_, polyester (PTT, PBT), poly-urethanes (PUR) dan polyepoxides. Polimer plastik ini dimanfaatkan untuk serat/fiber tekstile (karpet, pebungkus tempat duduk), berbagai macam aplikasi untuk automotif. Bahan-bahan ini memang dibuat kuat dan tidak ‘rapuh’.

Biobased dan Biodegradable
Kelompok ini meliputi campuran dari berbagai macam polymber biologi dengan polimer lain yang bisa terdegradasi. Misalnya saja: pati termodifikasi dengan PLA, PHA dan selulosa termodifikasi. Bahan-bahan ini relatif ‘rapuh’, jadi banyak digunakan untuk material/penggunaan yang masa pakainya singkat. Misalnya saja: plastik kemasan. PLA adalah salah satu bioplastik yang sudah diproduksi dalam skala besar saat ini. PLA juga mulai dikembangkan untuk aplikasi-aplikasi jangka panjang. Beberapa penelitian sudah diarahkan untuk mendaur ulang PLA.

Biodegradabel, plastik berbahan baku dari bahan bakar fosil
Penelitian dan pengembangan dilakukan pada plastik yang terbuat dari bahan baku fossil. Beberapa bahan dibuat dengan memadukan bahan baku fossil dengan biomassa. Beberapa bahan yang dibuat sedemikian rupa, sehingga stuktur kimianya memungkinkan untuk terdegradasi di alam.

bioplastic bioplastik European Bioplastik

bioplastik

Preparation of the cellulose nitrate

This methods is part of the book:
Klemm, D., et al. “Comprehensive cellulose chemistry: v. 2: functionalization of cellulose: functionalization of cellulose.” (1998).

A sample of about 0.8 g cellulose is mixed with 40 ml of the nitration acid, and coole down to 0oC. This mixture is shaken vigorously and then kept for 3 h at 0oC with occasional shaking. Subsequently most of the nitration acid is separated from the cellulose on a coarse sintered-glass crucible by pressing with glass stopper. After putting the filter crucible onto a suction flask, the sample is neutralized stepwise by addition of a total volume of 240 ml of 2% by weight aqueous Na2CO3 solution, which is filtered through the crucible without suction. Subsequently the sample is washed with about 8 l of distilled water, again applying no suction. After these washing, most of the water covering the sample is drawn off by suction, and the cellulose nitrate is stabilized for 2 h at room temperature by covering it with methanol in a beaker. After separating the methanol by filtration, the sample is dried in vacuo over P2O5 at 20oC for at least 15h.

Determination of the carboxyl group content of cellulose samples by methylene blue sorption

This methods is part of the book:
Klemm, D., et al. “Comprehensive cellulose chemistry: v. 2: functionalization of cellulose: functionalization of cellulose.” (1998).

A weighed cellulose samples of known water content up to 0.5 g is suspended in 25 ml of aquaeus methylne blue chloride solution (300mg/l) and 25 ml of borate buffer of pH = 8.5 for 1 h at 20 oC in a 100 Erlenmeyer flask and then filtered through a sintered-glass disk. 5 or 10 ml of the filtrate are transferred to a 100 ml calibrated flask. Then 100 of 0.1 N HCl and subsequently water, up to 100 ml, are added. Then the methylene blue content of the liquid is determined photometrically, employing a calibration plot, and from the result the total amount of free, i.e. nonsorbed, methylene blue is calculated. The carboxyl group content of the sample is obtained according to:

rumus_carbonyl - 1

Reference:
Phillip, B., Rehder, W., Lang H. Papier 1965, 1-10

Determination of the carbonyl group content of cellulose samples by oximation

This methods is part of the book:
Klemm, D., et al. “Comprehensive cellulose chemistry: v. 2: functionalization of cellulose: functionalization of cellulose.” (1998).

2 g of an air dry sample of known moisture content is suspeded in 100ml 0f 0.02 N aquaeous zinc acetate solution in a 300 ml Erlenmeyer flask under vigorous stirring. After a residence of 2-6 h at room temperature in the covered flask the liquid is sucked off and the moist sample is immediately and quantitatively returned to the flask and subsequently suspended in 100 ml of the oximation reagen (35 g hydroxilamine hydrochoride, 55 g zink acetate, 160 ml 1 N NaOH and 1.6 ml glacial acetic acid/l aquaeous solution) appliying a gentle shaking. After a residence time of 20 h at 20oC, the liquid is again sucked off through the same sintered-glass disk and twice washed with water. Subsequently the sample is suspended again in the same flask in 100 of 0.02 N zinc acetate solution. After 2 h the liquid is again sucked off and the sample is washed with aqueous zinc acetate solution of the same concentration. The moist oximated sample is then immadiately subjected to a determination of the nitrogen content by Kjeldahl method, employing finally a calorimetric determination of the NH4+ formed with Nesslers reagent. I umol of nitrogen correspond to 1 umol of carbonyl groups in the sample.

Reference:
Laboratory procedure of Fraunhofer Institute of Applied Polymer Research.