Kumpulan Artikel Bioteknologi Pengolahan Limbah Plastik

MIKROBA "TENAGA KERJA" BIOPLASTIK

Mikroba adalah jasad renik yang sangat beragam jenisnya dan memiliki fungsi sebagai pengurai. Kini salah satu jenisnya telah diubah menjadi ”tenaga kerja” untuk memproduksi bioplastik oleh Khaswar Syamsu. Ia seorang perekayasa dari Institut Pertanian Bogor yang berhasil merekayasa pembuatan plastik terbuat dari bahan pati sagu dan lemak sawit sehingga menjadi plastik ramah lingkungan atau bioplastik. ”Mikroba itu tenaga kerja yang tidak pernah menunggu perintah dan tidak pernah demo,” ujar Khaswar.

Perlengkapan tua itu termasuk bioreaktor buatan Jerman yang dibeli 23 tahun silam atau pada 1986. Bioreaktor itu telah menemani Khaswar setidaknya ketika memulai riset produksi bioplastik sejak tahun 2000 hingga 2006 ketika ia berhasil menemukan metode pembuatan bioplastik dan mendaftarkan patennya.

Sedikitnya ada tujuh uji coba bioplatik yang dilaksanakan. Uji coba itu meliputi kekuatan tarik, elastisitas, perpanjangan putus, sifat termal, derajat kristalinitas, gugus fungsi dalam struktur kimia, dan biodegradabilitas atau keteruraiannya. Uji coba yang terakhir mengenai keteruraiannya ini, bioplastik hasil rekayasa Khaswar dapat terurai atau termakan mikroba dalam waktu 80 hari. ”Dibandingkan dengan bahan organik lainnya, seperti kertas, laju terurai pada bioplastik ini lebih cepat,” ujar Khaswar.

Menimbun plastik

Khaswar mengutip sebuah referensi yang menunjukkan fenomena yang berlangsung saat ini berupa timbunan plastik sebagai salah satu produk utama sampah yang dihasilkan dari berbagai aktivitas manusia. Padahal, sampah plastik itu tidak akan terurai dan akan merusak lapisan tanah.

”Pada 2003 kebutuhan plastik di Indonesia mencapai 1,35 juta ton per tahun. Setelah menjadi sampah, pemerintah hanya mampu mengelola 20-30 persennya. Selebihnya ditimbun ke area pembuangan sampah,” katanya yang kini menjabat Kepala Divisi Rekayasa Bioproses dan Bahan Baru pada Pusat Penelitian Sumber Daya Hayati dan Bioteknologi IPB.

Pada 2000 dan 2001, Khaswar menggunakan dana riset dari program Riset Hibah Bersaing Direktorat Perguruan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan saat itu. Dana riset Rp 29,9 juta per tahun. Kemudian dilanjutkan pada 2005 dan 2006 menggunakan dana riset dari program Riset Unggulan Terpadu Kementerian Negara Riset dan Teknologi. Dana riset setiap tahun Rp 97 juta dan Rp 93 juta. Dari kegiatan riset selama empat tahun itulah lalu dihasilkan bioplastik. Menurut dia, harga produksi bioplastik ini antara lima sampai tujuh kali harga pembuatan plastik konvensional yang terbuat dari bahan berbasis petrokimia atau minyak bumi.

”Negara Korea saat ini berhasil menyimulasikan produksi bioplastik hanya dengan biaya tiga kali biaya pembuatan plastik berbasis petrokimia. Ketika bahan petrokimia yang terbatas dan tidak teruraikan itu ke depan makin mahal, produksi bioplastik akan makin murah dan yang lebih penting ramah lingkungan,” ujar Khaswar.

Mikroba impor

Mikroba yang disebut-sebut Khaswar sebagai tenaga kerja bioplastik, yang bekerja dengan tidak pernah menunggu perintah dan tidak pernah mendemo, adalah Ralstonia eutropha impor dari Jepang. ”Sebetulnya, mikroba itu juga ada di dalam tanah di mana pun di Indonesia ini. Namun, di Indonesia tidak ada badan nasional yang secara khusus menangani masalah pemetaan dan pengoleksian mikroba seperti di Jepang,” kata Khaswar.

Secara terpisah, Kepala Bidang Biologi Sel dan Jaringan pada Pusat Penelitian Bioteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Puspita Lisdiyanti mengatakan, keberadaan badan nasional yang secara khusus menangani pemetaan dan pengoleksian berbagai mikroba di Indonesia belum dirintis.

”Saat ini para peneliti atau perekayasa yang membiakkan mikroba itu hanya menggunakannya demi kepentingan masing-masing. Semestinya, memang ada badan nasional yang secara khusus menangani koleksi mikroba dan pemanfaatannya untuk kepentingan bersama,” kata Puspita (Sumber: Kompas)

Pada era ke depan, menurut Puspita, bidang mikroorganisme ini memiliki peranan sangat penting untuk menunjang kehidupan yang berkelanjutan. Mikroba terbukti dapat menciptakan bahan bioplastik sekaligus akan mengurainya kembali. Dengan rantai ini, keseimbangan alam tercipta.

Sumber :

http://www.kompas.com/read/xml/2009/01/09/08283719/mikroba.tenaga.kerja.bioplastik
9 Januari 2009,

Sumber Gambar :
http://www.nec.co.jp/eco/en/annual2006/02/images/2-1-02.jpg

Referensi :

http://bioteknologiindonesia.blogspot.com/2009/03/mikroba.tenaga.kerja.bioplastik diunduh 12 April 2010

Rekayasa Bioplastik Berbahan Dasar Limbah Jagung dengan Plasticizer Asam Lemak Inti Sawit dan Aplikasinya Sebagai Pengemas Biodegradable untuk Bahan Pangan dan Farmasi.

Masykuri, M.; Radiman, Cynthia L.; Arcana, I Made*)

Fakultas KIP UNS, Penelitian, Dikti, Hibah Bersaing, 2007

Telah dilakukan rekayasa pembuatan bioplastik dengan bahan dasar limbah jagung dengan plasticizer asam lemak inti sawit. Plasticizer asam lemak inti sawit dipilih untuk menggantikan plasticizer komersial, yakni dioctylphtalate (DOP), trioctylphtalate (TOP), dan dioctylsebasate (DOS) yang bersifat toksik. Keuntungan plasticizer dari minyak nabati sebagai pengganti plasticizer sintetis adalah selain dapat diperbaharui, juga tidak bersifat racun dan lebih bersahabat dengan lingkungan. Penelitian ini mengkaji sintesis bioplastik zein dengan variasi 3 jenis plasticizer, yaitu: gliserol, asam oleat dan tanpa plasticizer sebagai pembanding. Variasi konsentrasi plasticizer/zein (v/w) yang diteliti terdiri dari 0,1/1; 0,2/1; 0,4/1; 0,8/1 dan 1/1.

Karakterisasi yang dilakukan meliputi sifat termal, struktur dan morfologi lintang dan kristalinitas dari produk. Prosedur pengujian yang digunakan adalah berturut-turut ASTM D638-99, DSC, XRD, FTIR, dan SEM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin bertambahnya konsentrasi plasticizer, semakin lentur bioplastik yang dihasilkan. Bioplastik zein memiliki suhu transisi gelas, Tg, antara 110 – 165oC, pada pemanasan di atas suhu tersebut terjadi perubahan dari keadaan glassy ke rubbery.

Ditinjau dari aspek morfologi lintang, struktur bioplastik dengan plasticizer asam oleat lebih baik daripada bioplastik dengan plasticizer gliserol atau tanpa plasticizer, karena memiliki struktur matrik polimer yang lebih rapat. Bioplastik dengan plasticizer asam oleat memiliki fasa kristalin yang paling besar dibanding kedua jenis bioplastik lainnya, fasa kristalin bioplastik dengan plasticizer gliserol relatif sama dengan bioplastik tanpa plasticizer. Pada aspek karakter mekanik, meningkatnya kadar plasticizer mampu meningkatkan kuat tarik. Kuat tarik dan perpanjangan putus menunjukkan penurunan dengan semakin lamanya waktu penyimpanan. Bioplastik dengan plasticizer asam oleat memiliki kuat tarik yang lebih tinggi dibanding bioplastik dengan plasticizer gliserol atau bioplastik tanpa plasticizer. Kuat tarik bioplastik dengan plasticizer asam oleat, gliserol dan tanpa plasticizer pada awal perlakuan berturut-turut adalah 7,8 MPa, 7,2 MPa dan 6,9 MPa.

Referensi:

http://lppm.uns.ac.id/2009/01/29/rekayasa-bioplastik-berbahan-dasar-limbah-jagung-dengan-plasticizer-asam-lemak-inti-sawit-dan-aplikasinya-sebagai-pengemas-biodegradable-untuk-bahan-pangan-dan-farmasi-2/

diunduh 12 April 2010

KEMASAN PLASTIK NANOTEKNOLOGI SANGAT RAMAH LINGKUNGAN

on: January 28, 2010, 02:42:58 pm

Jakarta - Teknologi nano (nanotechnology) dalam kemasan plastik bisa menjadi teknologi yang sangat ramah lingkungan karena plastik menjadi sangat mudah terurai oleh mikroba yang ada dalam tanah.

"Dengan nanoteknologi, maka plastik kemasan yang sebelumnya membutuhkan waktu puluhan tahun untuk terurai, menjadi mudah terurai hanya dalam 4-8 minggu, bahkan lebih cepat lagi," kata Sekjen Masyarakat Nanoteknologi Indonesia (MNI), Dr. Agus Haryono, di sela Konferensi Internasional "Advanced Materials and Practical Nanotechnology" di Jakarta, Rabu (11/11’ 09). Plastik kemasan nanoteknologi yang disebut sebagai plastik "biodegradable" hasil riset bersama MNI itu, dibuat dengan mencampurkan kalsium karbonat dalam bentuk partikel nano dengan ukuran puluhan nanometer ke dalam bahan kemasan plastik polietilen (PE) atau polipropilen (PP) hingga 70 persen.

"Kemasan plastik nanoteknologi mudah terurai karena dengan ukurannya yang sangat kecil, luas permukaanya menjadi lebih lebar, kontak dengan mikroba dalam tanah jauh lebih banyak," kata pakar kimia polimer LIPI itu.Nanoteknologi berkaitan dengan bagaimana cara mengatur material, sruktur dan fungsi zat pada skala nano (satu nanometer sama dengan satu meter dibagi satu miliar -red) sehingga menghasilkan materi dengan struktur dan fungsi baru.
Namun sayangnya, ujar dia, kemasan plastik nanoteknologi yang dibuat oleh mikroba ini masih lebih mahal dibanding kemasan plastik biasa sehingga akan sulit dilirik masyarakat meski sangat bagus untuk lingkungan."Tapi kami sudah mencoba mendorong Kementerian Lingkungan Hidup untuk membuat peraturan tentang pemanfaatan kemasan plastik biodegradable ini," kata dia.
Menurut dia, jika perusahaan plastik kemasan bisa memproduksi dua persen saja kemasan plastik biodegradable ini dari total produksi plastik PE dan PP-nya, maka hal itu udah sangat bagus.Agus mengatakan, ada dua metode pembuatan kemasan plastik nanoteknologi, yakni secara kimia dan secara fisika.

Secara kimia yaitu dengan melarutkan dan ditambahkan zat kimia tertentu sehingga muncul dalam bentuk bubuk seukuran nano atau dengan cara fisika yaitu dengan menghancurkan zat-zat dengan alat "high energy milling."Ketua Umum MNI Dr Nurul Taufiqurochman mengatakan, nanoteknologi saat ini sudah semakin diaplikasikan ke berbagai bidang seperti di bidang kosmetik, pengobatan, tekstil, bahan bangunan, teknologi informasi dan komunikasi dan lain-lain.(ant/yan).

Referensi:

http://forum.upi.edu/v3/index.php?PHPSESSID=42a020f745f25ba40da8ef409b878406&topic=15659.msg49732#msg49732 Tanggal Dowload 2 April 2010

Polimer Biodegradable dari Pati

Published By riekri On Sunday, February 7th 2010.

Under Chemical Engineering Tags: Biodegradable Polymer

Polimer biodegradable adalah polimer yang dapat berubah menjadi biomassa, H₂O, CO₂ dan atau CH₄ melalui tahapan depolimerisasi dan mineralisasi. Depolimerisasi terjadi karena kerja enzim ekstraseluler (terdiri atas endo dan ekso enzim). Endo enzim memutus ikatan internal pada rantai utama polimer secara acak, dan ekso enzim memutus unit monomer pada rantai utama secara berurutan. Bagian-bagian oligomer yang terbentuk dipindahkan ke dalam sel dan menjadi mineralisasi. Proses mineralisasi membentuk CO₂, CH₄, N₂, air, garam-garam, mineral dan biomassa. Definisi polimer biodegradable dan hasil akhir yang terbentuk dapat beragam bergantung pada polimer, organisme, dan lingkungan.

Pengkajian pemanfaatan sumberdaya pati untuk produksi plastik biodegradable dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu:

1. Pencampuran (blending) antara polimer plastik dengan pati
   Pencampuran dilakukan dengan menggunakan extruder atau dalam mixer berkecepatan tinggi (high speed mixer) yang dilengkapi pemanas untuk melelehkan polimer plastik. Plastik yang digunakan dapat berupa plastik biodegradable antara lain PolyLactic Acid (poli asam laktat) maupun plastik konvensional (polietilen). Sedangkan pati yang digunakan dapat berupa pati mentah berbentuk granular maupun pati yang sudah tergelatinisasi. Sifat mekanik dari plastik biodegradable yang dihasilkan tergantung dari keadaan penyebaran pati pada fase plastik, yaitu bila pati tersebar merata dalam ukuran micron dalam fase plastik, maka produk plastik biodegradable yang dihasilkan akan mempunyai sifat mekanik yang baik. Sifat biodegradabilitas dari plastik biodegradable berbasiskan pati sangat bergantung dari kandungan patinya. Semakin besar kandungan patinya, maka semakin tinggi tingkat biodegradabilitasnya.

2. Modifikasi kimiawi pati

Untuk menambahkan sifat plastisitas dari pati, metode grafting sering digunakan. Sifat biodegradabilitas dari produk plastik yang dihasilkan tergantung daripada jenis polimer yang dicangkokkan pada pati. Jika polimer yang dicangkokkan bersifat biodegradable, maka produk yang dihasilkan juga akan bersifat biodegradable. Namun demikian, biasanya sifat biodegradabilitas pati akan berkurang atau bahkan hilang sama sekali dengan proses modifikasi kimiawi.

3. Penggunaan pati sebagai bahan baku fermentasi menghasilkan monomer/polimer plastik biodegradable

Pati dapat dipakai sebagai bahan baku fermentasi untuuk menghasilkan asam laktat (monomer dari PLA), 1,4-butanediol (monomer dari PBS) atau polyester mikroba (PHB) atau biopolimer lainnya.

Sifat polimer biodegradable sangat beragam bergantung pada jenis polimer, jenis aditif yang dipakai dan kondisi proses. Menurut Andrady (2000) diacu dalam Hartoto et al (2005), faktor-faktor yang mempengaruhi biodegradabilitas senyawa polimer antara lain adalah panjang rantai molekul polimer, kompleksitas struktur polimer dan hidrofilitas polimer. Faktor-faktor lainnya yang mempengaruhi biodegradasi plastik di lingkungan antara lain sifat-sifat primer bahan yang meliputi komposisi polimer, berat molekul (BM), distribusi bobot molekul, kritalinitas, suhu transisi gelas (Tg), porositas, hidrofibisitas, konfigurasi sterik, jenis ikatan antar monomer serta proses pembuatan bahan yang mencakup jenis pembuatan, karakteristik permukaan, ketebalan bahan, zat aditif, bahan pengisi, dan pelapis (Brandl et al, 1995 dalam Hartoto et al, 2005).

Siklus produksi dan degradasi biodegradable polymer (IBAW Publication, 2005)

Daftar Pustaka:

Anonymous, 2005. Highlights in Bioplastics, Berlin: IBAW Publication.

Hartoto, Liesbetini., Ani Suryani dan Erliza Hambali, 2005. Rekayasa Proses Produksi Asam Polilaktat (PLA) dari Pati Sagu Sebagai Bahan Baku Utama Plastik Biodegradable, Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Nasiri, Syah Johan A., 2008. Mengenal Polylactic acid, dalam Majalah Sentra POLIMER, Tahun VII nomor 27, Jakarta.

Referensi:

http://riekonaicha.co.cc/2010/02/polimer-biodegradable-dari-pati/ diunduh 02 April 2010

Bioplastik, Mari Kita Mencoba Membuatnya

Sebelum mengetik lebih jauh, saya ingin memberikan rasa terima kasih pada Brandon Sweeny dan rekan, anak-anak muda dari AS, yang telah membagikan materi berikut ini di internet.

BioPlastik adalah plastik yang diperoleh dari bahan-bahan bio masa yang dapat diperbaharui (renewable). Plastik ini berbeda dari plastik konvensional yang diproduksi dengan bahan dasar petroleum. Kenapa sih perlu dunia ini membutuhkan bioplastik? Dan bagaimana cara membuat bioplastik secara sederhana?

Plastik dibutuhkan dalam berbagai keperluan sehari-hari dalam kehidupan modern ini. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, 100 juta ton plastik konvensional berbahan dasar petroleum diproduksi tiap tahun. Dibutuhkan 7 juta barel minyak per hari untuk memperoleh bahan dasar plastik dan untuk memproduksinya.

Bayangkan, berapa banyak polusi dan penggunaan bahan bakar fosil yang bisa ditekan, apabila bio plastik ini digunakan di seluruh dunia. Belum lagi masalah sampah plastik konvensional yang tidak terurai, dan mencemari lingkungan.

Sebelum kita mulai, mari sedikit kita mengulas mengenai kimia dari polimer. Polimer adalah bahan utama dari semua plastik. Plastik yang ideal memiliki rantai polimer yang sangat panjang dan lurus yang membuatnya kuat dan lentur. Sedangkan tajin tepung jagung (salah satu bahan organik yang akan kita coba untuk membuat bioplastik) terdiri dari 2 komponen dasar: amilose dan amilopektin. Amilosa adalah polimer yang lurus dan panjang, persis seperti yang kita butuhkan. Amilopektin, di sisi lain, adalah polimer yang pendek dan bercabang, yang artinya: ini akan menghasilkan plastik yang kaku dan rapuh.
Ada 2 hal yang kita akan lakukan untuk meningkatkan sifat dari plastik kita ini.

Pertama, teknik ini sangat sederhana yang dinamakan hidrolisis asam (acid hyrolysis) dengan menambahkan cuka ke dalam plastik, kita bisa mematahkan cabang amilopektin yang membuat plastik menjadi kaku dan rapuh.

Kedua, kita akan menambahkan plasticizer, bahan ini bisa didapatkan dari toko kimia atau toko grosir dengan sebutan gliserin. Gliserin berperan sebagai pelumas pada tingkat molekul. Untuk memmahaminya, bayangkan saja semangkok mi lengket dan kempal, lalu kita menuangkan minyak sayur ke atas mi agar tidak begitu lengket lagi.

Jika Anda membutuhkan plastik yang lentur, terutama untuk tas, tambahkan lebih banyak gliserrin, tapi jika ingin plastik yang kaku, maka gunakan lebih sedikit gliserin.

Pengen mencoba membuat bioplastik secara sederhana dengan tepung jagung?

Ini dia caranya kalau pengen nyoba bikin bioplastik sendiri:

Bahan:
1. Satu sendok makan tepung jagung atau tepung maizena

2. Empat sendok makan air

3. Satu sendok teh gliserin

4. Satu sendok teh cuka dapur

Cara Membuat:

• Masukkan semua bahan ke dalam panci kecil dan panaskan dengan api kecil
• Aduk-aduk bahan tadi sambil dipanaskan hingga adonan berbentuk seperti jel, pecahkan gelembung udara yang biasa agar hasilnya bagus
• Matikan api kompor, dan tuangkan adonan ke atas alas, atau cetakan. Jika ingin membuat plastik dalam bentuk lembaran, tuang dan ratakan adonan di atas alas dengan luas yang cukup, diamkan selama sekitar satu hari.

Jadilah percobaan kita membuat plastik dari bahan organik.

Referensi :

http//anunyaanu.blogspot.com/2009/06/bioplastik-mari-mencoba-membuatnya

diunduh 12 Aprril 2010.