Plastik Mudah Terurai (Biodegradable): Bioplastik Ramah Lingkungan dari Limbah Perusahaan Sawit

Oleh: Selvia Aprilyanti

Sampah plastik yang sangat sulit diuraikan oleh mikroba di dalam tanah kini semakin menjadi permasalahan yang pelik bagi lingkungan kita. Masalah juga timbul pada bahan pembuatan plastik yang keadaannya di alam semakin menipis yaitu minyak bumi, gas alam dan batu bara. Sifat sulit terurai oleh alam menjadi sumber masalah lingkungan yang disebabkan oleh material plastik. Struktur kimia plastik sebagai senyawa organik polimer terbentuk dari rantai karbon yang sangat kuat. Secara alamiah, untuk memecah rantai karbon tersebut membutuhkan waktu yang sangat panjang, hingga mencapai ratusan bahkan ribuan tahun. Sebagai solusi permasalahan tersebut, kini telah banyak dikembangkan bioplastik atau plastik biodegradable, yaitu plastik yang terbuat dari bahan-bahan yang dapat diperbarui dan mudah diuraikan oleh alam^[2].

Pada tahun 2017 telah dilakukan penelitian tentang bioplastik yang terbuat dari pemanfaatan limbah padat perusahaan sawit berupa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) oleh para peneliti dari Lembaga Penelitian Bioteknologi dan Bioindustri Indonesia. Minyak sawit mentah (CPO) diekstraksi dari buah kelapa sawit dan menghasilkan limbah padat berupa tandan kosong kelapa sawit (TKKS)^[1]. Peningkatan luas lahan perkebunan kelapa sawit dan produksinya menimbulkan permasalahan sampah. Berdasarkan data BPS tahun 2015, produksi kelapa sawit di Indonesia mencapai 31,07 juta ton per tahun. Sebesar 23% dari total produksi kelapa sawit tersebut merupakan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Hanya 10% dari TKKS yang sudah dimanfaatkan untuk bahan bakar boiler dan kompos padahal banyak sekali produk yang bisa dibuat dari hasil pengolahan TKKS. Oleh karena itu, para peneliti memanfaatkan TKKS sebagai bahan baku dalam pembuatan bioplastik yang mudah terurai. Diharapkan nantinya bioplastik ini mampu mengatasi semakin banyaknya limbah TKKS dan meningkatkan nilai ekonomis dari limbah TKKS^[2].

Gambar 1. Buah Kelapa Sawit^[3]

Gambar 2. Tandan Kosong Kelapa Sawit^[4]

Sebelum dilakukan penelitian, bahan baku berupa TKKS segar dipotong kecil-kecil dengan ukuran sekitar 5 cm lalu dikeringkan dibawah sinar matahari. Secara ilmiah, kandungan utama dalam TKKS berupa selulosa dan lignin. Dalam hal ini bagian yang dimanfaatkan  dari TKKS adalah dengan mengekstraksi selulosa sebagai bahan baku bioplastik ramah lingkungan. Kandungan selulosa dalam TKKS sebesar 30-40% berat^[2]. Oleh karena itu, para peneliti memberikan perlakuan awal pada TKKS untuk mengurangi kandungan lignin atau disebut  proses delignifikasi.  Serat TKKS memiliki struktur yang unik ketika diperiksa di bawah mikroskop seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Untaian serat TKKS tersebut ditutupi oleh struktur seperti bola. Struktur berbentuk bulat ini disebut lignin sedangkan serat lurus merupakan selulosa. lignin melekat pada dinding selulosa dan tersebar merata pada serat TKKS. Dengan melakukan delignifikasi, struktur ini akan berkurang atau bahkan menghilang dengan perlakuan yang intensif sehingga meningkatkan kadar selulosanya.

Gambar 3. Permukaan serat TKKS yang ditutupi lignin (tanda panah)^[1]

Proses delignifikasi dilakukan dengan cara menambahkan larutan NaOH ke dalam TKKS kering dengan perbandingan 1 : 100 dalam suatu wadah dan dipanaskan selama 5 jam. NaOH dalam proses delignifkasi berfungsi untuk melarutkan komponen lain selain selulosa dalam TKKS sehingga diharapkan akan didapat selulosa dengan kemurnian yang tinggi. Setelah 5 jam, TKKS kering  akan berubah bentuk menjadi bubur dan menghasilkan limbah cair berupa lindi hitam. Lindi hitam merupakan larutan berwarna hitam dari kandungan lignin TKKS yang terlarut kedalam larutan NaOH. Bubur TKKS selanjutnya dicuci dengan  air untuk menghilangkan sisa NaOH dan lindi hitam. Selanjutnya bubur TKKS berupa selulosa tersebut selanjutnya dikeringkan dan dipersiapkan sebagai bahan baku dalam pembuatan bioplastik.

Proses pembuatan bioplastik dari  TKKS menggunakan pati singkong sebagai matriks polimer dan gliserol sebagai plasticizer. Gliserol atau plasticizer bisa ditemukan di toko-toko bahan kimia. Adapun pembuatan bioplastik yaitu dengan cara 30 gr tepung singkong dilarutkan ke dalam 1000 ml air dan dipanaskan pada 60^oC selama 15 menit sehingga berbentuk gel (gelatinisasi). Para peneliti memvariasikan jumlah selulosa TKKS sebanyak 0% (C0), 12,5% (C1), 25% (C2), 37,5% (C3), 50% (C4) dan 75% (C5). Sedangkan penambahan gliserol divariasikan sebanyak 0%, 12,5%, 25%, 37,5% dan 50%. Selanjutnya selulosa dan gliserol ditambahkan perlahan-lahan ke dalam gel pati singkong dan diaduk hingga tercampur rata. Campuran selanjutnya dimasukkan ke dalam cetakan dan didinginkan pada suhu ruang. Hasil cetakan berupa bioplastik ini selanjutnya dikeluarkan dari cetakan dan dikemas dalam wadah tertutup.

Gambar 4. Transparansi bioplastik TKKS dengan kandungan selulosa yang berbeda^[1]

Gambar 5. Transparansi bioplastik TKKS dengan kandungan gliserol yang berbeda^[1]

 Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan selulosa dan gliserol maka akan mengurangi tingkat tidak tembus cahaya (opasitas) dan meningkatkan transaparansi bioplastik seperti ditunjukkan pada gambar 4 dan 5 diatas. Selanjutnya dilakukan pengujian  sifat fisik bioplastik antara lain kekuatan tarik dan tingkat elastisitas (modulus elastisitas).  Kekuatan tarik produk bioplastik hasil penelitian akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya penambahan gliserol sebagai plasticizer. Sedangkan tingkat elastisitas akan meningkat secara signifikan ketika gliserol ditambahkan hingga 37,5 %.  Berdasaran hasil penelitian menyimpulkan bahwa penambahan gliserol diatas 60% atau lebih tinggi lagi akan menurunkan tingkat elastisitas dan mengurangi sifat fisik dari bioplastik^[1].

Gambar 6. Bioplastik ^[1]

Kegunaan Bioplastik sering dimanfaatkan untuk barang-barang sekali pakai seperti kemasan, kantong belanja, alat catering sekali makan dan untuk keperluan pembukus bahan-bahan makanan lainnya. Untuk kemasan makanan, bioplastik aman untuk digunakan terbuat dari bahan-bahan yang tidak akan minimbulkan reaksi kima saat makanan dikemas, sehingga aman bagi kesehatan dan tidak akan mengganggu ekosistem lingkungan^[3].

 

Referensi

[1] Isroi., Cifriadi, A., Panji, T., Wibowo, A Nendyo., dan Syamsu, K. 2017. Bioplastic production from cellulose of oil palm empty fruit bunch. IOP Publishing, DOI : 10.1088/1755-1315/65/1/012011

[2] Dewanti, D Purwitasari. 2018. Potensi Selulosa dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Untuk Bahan Baku Bioplastik Ramah Lingkungan. Jurnal Teknologi Lingkungan Vol.19 , No.1 : BPPT.

[3] Rahmadhani, Suci. 2017. Diakses dari : http://goukm.id/kemasan-bioplastik/ pada tanggal   20 Mei 2018

[4] Putra, adji. 2017. Diakses dari : https://www.rumahmesin.com/pemanfaatan-tandan-kosong-kelapa-sawit/