Biobased polymers and biodegradable polymers

Beberapa nomenklatur sebaiknya disetujui bersama, yaitu biodegradable (polymer mudah terurai) dan biobased polymers (polymer dari materi terbarukan)[4]. Pada biodegradable material, polymer pembentuknya dapat berasal dari sumber daya terbarukan maupun dari minyak bumi disintesis melalui proses kimia atau biokimia, terurainya dengan bantuan enzim atau mikroorganisme di alam. Biobased polymer merujuk pada sumber daya terbarukan sebagai bahan sumbernya, produknya bisa merupakan polymer mudah terurai ataupun polymer sulit terurai (non-biodegradable). Jadi, mudah tidaknya terurai tidak tergantung daripada bahan sumbernya, tetapi produk akhir dari proses polimerisasinya, karena struktur kimia merupakan faktor penentunya apakah mudah terurai atau tidak. Memang, kenyataan umumnya biobased polymer mudah terurai.

Polymer mudah terurai dari minyak bumi diantaranya seperti Poly(ε-caprolactone) (PCL), poly(ethylene succinate) (PES) and poly(butylene succinate) (PBS). Salah satu topic sentral dan terknologi terkini dalam lingkup ini adalah pengembangan succinic acid dan 1,4-butanediol (BDO) sebagai bahan sumber PBS secara skala ekonomis [1][2][3]. Sedangkan PE dan PP sulit terurai, walaupun dapat disintesis dari sumber daya terbarukan[5], sementara Poly(hydroxyalkanoate)s (PHAs) dan poly(lactide) (PLA) produk mudah terurai dari sumber daya terbarukan dan memiliki sifat tidak tembus air (water-insoluble). Produk serupa yang mudah terurai bersifat tembus air (water soluble) diantaranya poly (γ-glutamic acid) (PGA) dan poly aspartic acid (PAA). Jadi golongan PHA, PGA, PLA, PAA, PBS dan modifikasinya adalah kandidat terfavorit dalam mengatasi problem lingkungan yang disebabkan pencemaran produk plastik tidak terurai.

biopolymers framed
image: reconstructed by Scientific Indonesia from original image of Tomohiro Hiraishi and Seiichi Taguchi

Selain P3HB yang merupakan kandidat menarik dari golongan PHAs, PBS juga tidak kalah menarik. Intermediate yang sangat penting disini adalah Succinic acid, yang bersama dengan 1,4-Butandiol (BDO) menghasilkan produk PBS. BDO sendiri bisa disintesa lewat bergagai proses dari Butadiene (produk kautchuk), dari maleic anhydrid (MA) atau produk fermentasi dari gula. BDO adalah blok penting untuk memproduksi berbagai polymer, tetrahydrofuran (THF) dan senyawa turunan spesifik (fine chemicals). Sintesis Succinic acid dari jalur fermentasi merupakan bagian penting dalam industri succinate [6][7][8] dari sisi sumber daya terbarukan, diharapkan dapat menjadi alternative bahkan menggantikan proses petrokimia dari MA. Di sisi lain, untuk menjadi proses yang mampu menggantikan sumber daya minyak bumi, proses-proses terbarukan ini harus mampu bersaing dalam peningkatan efektivitas biaya produksi, produktivitas, siklus hidup dan daur ulang yang elegan, juga pengembangan teknologi enzimatik sebagai sarana penunjang proses biodegradasi menjadi semakin penting.

Sumberdaya terbarukan untuk memproduksi plastik mudah terurai tersedia melimpah di Indonesia, seperti kata Kepala Pusat Penelitian Kimia LIPI, bapak Agus Haryono. Kita ada padi, tebu, sawit, jagung dan kentang, sorghum, sekam, hemicellulose dan lainnya. Sekarang tinggal bagaimana melakukan penelitian terpadu khususnya aspek know-how dan ekonomis pembuatan plastik biodegradable, bukankah menjadi value added pada rantai industri kita. Siapa tahu plastik ramah lingkungan bisa jadi item komoditi ekspor nonmigas kita juga untuk tambahkan devisa negara.

Kata kunci: biobased polymer, biodegradable, renewable process, fermentation, succinic acid, BDO

Referensi:

  1. Paulien F. H. Harmsen, Martijn M. Hackmann Harriëtte L. Bos (2014) Green building blocks for bio‐based plastics. Biofuels Bioproducts and Biorefining, 8(3), 306-324, May 2014
  2. Benjamin Cok, Ioannis Tsiropoulos Alexander L. Roes  Martin K. Patel (2013) Succinic acid production derived from carbohydrates: An energy and greenhouse gas assessment of a platform chemical toward a bio‐based economy. Biofuels Bioproducts and Biorefining, 8(1), 16-29, 2014
  3. Doan Pham MinhMichèle Besson, Catherine PinelPatrick FuertesCarole Petitjean (2010) Aqueous-Phase Hydrogenation of Biomass-Based Succinic Acid to 1,4-Butanediol Over Supported Bimetallic Catalysts. Topics in Catalysis, 53 (15-18), 1270-1273, 2010
  4. Geraldine Rohman, Biodegradable Polymers: Recent Developments and New Perspectives. IAPC Publishing, 2017
  5. L. Kaplan, Introduction to Biopolymers from Renewable Resources, Biopolymers from Renewable Resources. Springer, 1998
  6. James B. McKinlayC. VieilleJ. Gregory Zeikus (2007) Prospects for a bio-based succinate industry. Applied Microbiology and Biotechnology, 76(4), 727-740
  7. HyohakSonga, Sang YupLee (2006) Production of succinic acid by bacterial fermentation. Enzyme and Microbial Technology, 39(3), 352-361
  8. Ana Cukalovic Christian V. Stevens (2008) Feasibility of production methods for succinic acid derivatives: a marriage of renewable resources and chemical technology. Biofuels Bioproducts and Biorefining, 2(6), 505-529

One thought on “Biobased polymers and biodegradable polymers

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s