Tag Archives: bioplastik

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

Advertisements

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

Pulp Tadan Kosong Kelapa Sawit

image

Kertas yang dibuat dari tankos sawit

Pembuatan bioplastik dari tandan kosong kelapa sawit/tankos diawali dengan proses pulping dan isolasi selulosa tankos. Saya pernah mencoba proses ini kurang lebih 10 tahun yang lalu. Bos saya lebih dulu melakukannya 15 tahun yang lalu. Waktu itu masih banyak kendalanya.

Pulp dan kertas yang dihasilkan masih berkualitas rendah. Beberapa literatur menyebutkan jika serat tankos pendek dan tebal. Ini membuat karakteristik  kertasnya kurang bagus. Permasalah lainnya adalah kontaminasi kernel/cangkang sawit dan sisa duri yang merusak kertas. Cangkang dan duri bukan selulosa/serat, jadi tidak bisa menjadi kertas. Kontaminasi ini membuat bercak2 hitam pada kertas. Kendala lainnya adalah masih adanya sisa minyak pada pulp. Sisa minyak ini menyebabkan munculnya busa pada saat proses pembuatan kertas.  Selain itu, proses pembuatannya pun masih tidak/belum efisien.

Ketika sedang melakukan penelitian bioplastik ini, saya jadi teringat dengan kawan lama saya Pak Gunawan Surya yang kerja di pabrik kertas. Sudah 10 tahun tidak pernah kontak2 lagi. Untungnya nomornya masih tersimpan. Saya cek nomornya masih aktif. Saya coba kontak, tidak diangkat. Beberapa kali saya coba tetap tidak tersambung. Saya coba lagi di hari lain. Alhamdulillah berhasil tersambung. Pak Gunawan masih ingat dengan saya dan ternyata mengikuti kegiatan penelitian saya. Pembicaraan pun semakin fokus.

Tertanya Pak Gunawan telah melakukan banyak penelitian dengan tankos untuk pulp dan berhasil. Lihat linknya di sini https://gunawansuryapaper.wordpress.com/2013/08/05/efb-tandan-kosong-kelapa-sawit-sebagai-bahan-baku-pulp-kertas/. Hasilnya bagus dan semua problem di atas sebagian besar sudah bisa diatasi. Masih ada sedikit kendala. Menariknya lagi pulp ini sudah diproduksi secara komersial besar-besaran. Saya diperbolehkan oleh Pak Gunawan untuk berkunjung ke pabriknya.

Ini artinya setengah pekerjaan saya untuk membuat bioplastik sudah terselesaikan. Mempermudah lagi fokus penelitian saya. Saya akan lebih fokus untuk memodifimasi selulosa tankos agar bisa menjadi bioplastik. Alhamdulillah.

image
Pulp 100% tankos.

image
Roll kertas 50% tankos

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

Belajar Lagi Tentang Selulosa

Pekerjaanku sekarang dan dalam beberapa tahun ke depan akan lebih fokus pada selulosa dan biomassa lignoselulosa. Banyak hal yang bisa dibuat dari kedua material alam ini. Karena itu, saya mulai belajar lagi khususnya tentang selulosa. Saya coba ingat-ingat lagi dulu ketika kuliah kimia organik dulu. Mulai belajar lagi rantai karbon.

Selulosa adalah salah satu bahan alam yang sangat melimpah di muka bumi ini. Pemanfaatannya sangat beragam dan memiliki struktur yang unik. Monomer selulosa adalah glukosa. Gula C6 yang rasanya manis. Gula yang sama seperti pada gula pasir yang biasa kita gunakan untuk minuman. Gula ini juga ada di buah-buahan yang kita makan. Gula ini juga yang menyusun pati-pati yang ada di beras, tepung, terigu yang kita makan juga.

Ibaratnya batu bata, glukosa itu adalah batu batanya. Batu bata ini lalu disusun-susun menjadi senyawa atau material lain, seperti gula pasir, pati, beras, tepung dan lain-lain. Nah, ternyata urutan penyusunan dan bentuk susunannya inilah yang membedakan karakteristik masing-masing bahan itu. Di sinilah menariknya glukosa dan selulosa.

Saya ingin kembali belajar lagi tentang selulosa. Mulai dari awal lagi.

Berkunjung ke Pabrik BioPlastik di Banten

biji bioplastik

Biji bioplastik dari pati-patian. Target kami ingin membuat yang seperti ini.

Hari ini saya mendapatkan pengalaman baru tentang dunia polimer dan plastik. Terkait dengan target besar kami untuk membuat bioplastik, saya dan pak Tri Panji berkunjung ke salah satu pabrik plastik di wilayah Banten. Di sini kami mendapatkan pencerahan, ilmu baru, wawasan baru dan juga saran-sarang untuk pengembangan bioplastik.

Kami diterima oleh Dr. Asmuwahyu, salah satu ahli polimer yang bekerja di pabrik ini.Kami di beri penjelasan tentang proses dan tahapan pembuatan biji plastik, resin dan polimer-polimer lainnya. Kami ditunjukkan laboratorium penelitian dan laboratorium pengujian milik pabrik plastik. Pembuatan plastik dimulai dari pencampuran bahan menggunakan high stirring machine, extruksi dengan extruder, pembuatan biji plastik. Kami ditunjukkan juga beberapa mesin kecil untuk membuat sampel uji, sheet plastik dan alat-alat tambahan lainya. Oleh Pak Asmu, kami juga diajak keliling pabrik plastik untuk melihat-lihat peralatan produksi dalam skala pabrik.

Yang paling menarik adalah ketika Pak Asmu menunjukkan produk bioplastik yang terbuat dari pati dan minyak nabati. Namanya Envi Plast. Plastik ini 100% alami dan biodegradable, tentunya sangat ramah lingkungan dibandingkan dengan plastik konvensional. Pak Asmu juga menunjukkan biji bioplastik.

Target kami adalah bagaimana bisa membuat bioplastik dari tankos sawit. Pengalaman dan masukan ini sangat berharga sekali bagi kami. Kami jadi memiliki bayangan yang lebih real tentang proses produksi biji plastik, persyaratan-persyaratan teknis, material-material tambahan dan informasi praktis lainnya. Saya yang bukan orang polimer sangat terkesan.

Kami pulang dengan banyak ide di kepala. Pengalaman ini menambah keyakinan saya dan tim bahwa penelitian kami sudah mendapatkan arah yang lebih jelas. Kami tahu ‘tempat’ yang akan kami tuju. Semoga penelitian dan target-target kami mencapai tujuan yang kami inginkan dan bisa memberikan manfaat yang besar bagi bangsa ini.

Insha Allah.

ahli polimer Dr. asmuwahyu

Foto bareng dengan Dr. Asmuwahyu

Salah satu produk kantong bioplastik

Salah satu produk kantong bioplastik.

Continue reading

Coba-coba membuat bioplastik dari tankos sawit

Prototipe awal bioplastik selulosa

Prototipe awal bioplastik selulosa

Alhamdulillah, selangkah demi selangkah tim kami berhasil melangkah lebih maju lagi untuk mengembangkan bioplastik dari tankos sawit. Beberapa waktu sebelumnya kami sudah berhasil memurnikan selulosa dari TKKS (selulosa TKKS). Selanjutnya, setelah mencoba berkali-kali dan gagal berkali-kali, akhirnya bisa juga memodifikasi gugus fungsional selulosa murni tersebut (Modifikasi gugus fungsional selulosa). Hari ini, saya merasa senang sekali, karena tim kami di lab berhasil membuat bioplastik dari selulosa yang sudah kami buat sebelumnya. Kami sadar, jalan masih panjang, tapi sedikit keberhasilan ini membuat kami semakin bersemangat.

Bioplastik yang pertama kami buat ini bentuknya masih jelek banget. Warnanya masih item, karena ada sedikit kesalahan pada prosesnya. Bentuknya pun masih belum halus, maklum dikerjakan ‘handmade’ alias manual. Kekuatannya juga belum bagus. Tapi, secara fisik ini adalah plastik.

Selulosa murni dari TKKS

Selulosa murni dari TKKS

Selulosa murni dari TKKS.

Selulosa murni dari TKKS.


Continue reading

Bahaya Sampah Plastik pada Biota Perairan

Mungkin tidak banyak yang menyadari tentang bahaya sampah plastik. Sampah plastik yang dibuang sembarangan, terutama ke perairan; sungai, selokan atau laut, lambat laun bisa hancur menjadi kecil-kecil karena proses fisik. Plastik sangat sulit terurai, jadi meskipun ukurannya sangat kecil, plastik tetap tidak bisa terurai. Ukuran plastik ini sangat kecil, keeecciiilll sekali.

Hewan-hewan renik, plankton, yang hidup diperairan tanpa sengaja memakan sampah plastik mikro ini. Lebih parahnya, plankton pun tidak bisa mencerna plastik mikro yang mereka makan. Plastik ini akan menumpuk di tubuh plankton.

Yang membuat lebih celaka adalah plankton ini merupakan makanan bagi ikan-ikan dan hewan laut lainnya. Plastik-plastik mikro ini akan juga terkumulasi di dalam tubuh ikan. Ikan juga tidak bisa mencerna plastik-plastik ini meski berukuran mikro.

Ikan-ikan pada akhirnya akan terhidang di atas meja makan kita. Mungkin secara tidak sadar kita ikut makan sampah plastik-plastik mikro ini. Plastik-plastik juga bisa terakumulasi di dalam tubuh kita. Dlama jangka panjang, bukan tidak mungkin plaastik-plastik mikro ini bisa menimbulkan masalah bagi kesehatan manusia.

Karena itu, kurangi penggunaan plastik. Buang plastik pada tempatnya agar bisa didaur ulang dan tidak mencemari lingkungan perairan dan termakan olen plankton-ikan- dan akhirnya oleh kita.

Pengembangan BIOPLASTIK yang bisa hancur sudah merupakan kebutuhan dan tuntutan.

Modifikasi Gugus Fungsional Selulosa

selulosa murni TKKS sawit

Modifikasi gugus fungsional selulosa murni dari TKKS

Melanjutkan lagi hasil-hasil percobaan yang lalu (selulosa murni dari TKKS). Selulosa murni masih sangat rigid, sulit untuk diajak ‘bergandengan’ dengan bahan-bahan lain. Selulosa murni lebih suka ‘bergandengan’ dengan selulosa sendiri. Karena itu, perlu dilakukan sedikit modifikasi pada gugus fungsional selulosa.

Alhamdulillah, setelah gagal berkali-kali, sejak beberapa bulan yang lalu, hari ini mulai ada titik terang. Setelah seharian kemarin saya dan teknisi kerja di lab, hasilnya sudah mulai terlihat. Sampel selulosa yang sudah diberi perlakuan kami analisa dengan FTIR, metode analisis gugus fungsional. Alhamdulillah, peak gugus fungsional yang kami inginkan sudah muncul. Sedangkan di kontrolnya tidak ada.

Selangkah lebih maju. Alhamdulillah.
Semoga bisa terus berhasil ketika selulosa ini ‘digandengkan’ dengan bahan-bahan lainnya.

Selulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) volumenya luar biasa besarnya di Indonesia. TKKS bisa dimanfaatkan untuk bermacam-macam produk, tidak hanya sekedar kompos saja. Salah satu langkah awal pemanfaatan TKKS adalah mengekstrak selulosa.

Beberapa tahun yang lalu, saya sudah bisa membuat pulp dari TKKS. Prosesnya dengan sedikit memodifikasi teknik yang banyak dipakai di industri pulp. Saya juga mencoba membuat pulp dengan memanfaatkan jamur.

image

Pulp dari tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

Continue reading