Green Polyethylene, Plastik dari Gula Tebu
Oleh : Nurhayati Rahayu
Mahasiswa jurusan Bioteknologi
Penerima Beasiswa Bakrie Center Foundation (BCF) 2013
Plastik merupakan material yang paling banyak kita temui setiap kali kita memandang. Plastik memang memiliki banyak kelebihan dibandingkan material yang sebelumnya populer seperti kaca, logam, kayu, dan kertas. Sifatnya yang lentur, dapat diberi warna yang menarik, tahan terhadap mikroba dan suhu, serta harganya yang lebih murah menyebabkan plastik lebih banyak digemari masyarakat.
Permintaan plastik yang sangat tinggi menyebabkan produksi plastik terus meningkat dari tahun ke tahun. Rata-rata sebanyak 140 juta ton polimer plastik diproduksi di seluruh dunia setiap tahunnya. Produksi ini terus meningkat pada tahun 2005 yang mencapai 220 juta ton. Dibandingkan dengan polimer plastik lainnya, konsumsi polietilen adalah yang paling tinggi, mencapai 4 juta ton LDPE dan 2 juta ton HDPE pada tahun 1990-an.
Sayangnya penggunaan plastik ini tidak seiring dengan tingkat degradasinya di lingkungan. Sifat recalcitrant dari plastik merupakan penyebab utama akumulasi sampah. Penelitian menunjukkan pada tahun 1991 akumulasi plastik mencapai 25 juta ton per tahun. Bahkan pada tahun 1993 sebanyak 107 juta ton sampah plastik dihasilkan dan 146 juta ton pada tahun 2000. Berdasarkan data statistik persampahan Indonesia kementrian Negara Lingkungan Hidup, Indonesia Solid Waste Association (InSWA) melaporkan Indonesia telah menghasilkan 5,4 juta Ton sampah plastik pertahun.
Akumulasi sampah plastik diakibatkan sifatnya yang resistan terhadap pertumbuhan mikroba. Proses degradasi plastik secara alami mencapai ratusan sampai ribuan tahun lamanya. Beberapa orang percaya bahwa plastik berbahan alami dapat membantu mengatasi permasalah limbah plastik. Untuk itu banyak perusahaan dan badan penelitian yang mencoba menciptakan jenis plastik yang ramah lingkungan. Seperti halnya Braskem, suatu perusahaan petrokimia yang yang berpusat di São Paulo, Brazil. Perusahaan yang didirikan pada tahun 2002 ini merupakan produsen resin thermoplas yang menghasilkan lebih dari 16 juta ton resin termoplas pertahunnya. Selain itu Braskem juga merupakan produsen biopolimer terbesar di dunia yang dapat menyuplai 200,000 ton Green Polyethylene dari tebu.
Apa perbedaan green PE dengan PE tradisional? Green PE merupakan plastik polietilen yang dibuat dari tebu. Gula tebu difermentasi dan didestilasi terlebih dahulu untuk menghasilkan bioetanol. Bioetanol yang dihasilkan kemudian dikonversikan menjadi etilen, suatu monomer untuk membuat polimer polietilen. Tahap akhir adalah membuat polietilen melalui rangkaian proses reaksi polimerisasi dari etilen tersebut. Plastik yang dihasilkan mempunyai sifat yang sama dengan plastik PE tradisional yang berbahan dasar minyak bumi.
Lalu apa kelebihan dari Green PE ini? Apakah green PE dapat didegradasi mikroba dengan mudah? Green PE diklaim bersifat 100% recycable melalui proses mekanik dan incinerisasi. Namun untuk menjawab pertanyaan kedua ini akan saya jelaskan sedikit tentang plastik PE.
Plastik Polietilen merupakan rangkaian rantai lurus dari monomer etilen (etena, CH2=CH2) dengan densitas 0,91 sampai 0,97 g/cm3. Polimer ini pertama kali disintesis oleh Eric Faweet dan Reginald Gibson pada tahun 1933 di ICI chemical. Polietilen dibuat berdasarkan reaksi polimerisasi adisi dari etilen dengan katalis Ziegler-Natta pada suhu dibawah 100oC dan tekanan kurang dari 100 atm. Ikatan antar karbon pada rantai polietilen tidak ada perbedaan. Semua karbon pada rantainya merupakan karbon sekunder (CH2) membentuk rantai alkana rantai lurus berukuran raksasa.
Pada awalnya Polietilen dibuat dari minyak bumi. Polietilen ini tidak larut dalam pelarut apapun pada suhu kamar tetapi dapat menggelembung pada pelarut hidrokarbon. Polietilen juga tahan terhadap asam dan basa namun tidak tahan terhadap cahaya dan oksigen. Selain itu sifatnya yang sangat hidrofobik dan inert menyebabkan sulitnya proses degradasi oleh mikroba. Bahkan pemanasan yang sangat kuat tidak dapat menyebabkan depolimerisasi terjadi.
Apakah ada perbedaan struktur antara green PE dan PE tradisional berbahan dasar minyak bumi? Berdasarkan penjelasan diatas, maka jawabannya adalah: Tidak! Struktur polimer PE baik itu PE yang berbahan alami atau minyak bumi adalah sama. Jika kita membuang plastik ini di lingkungan, plastik ini tidak akan mudah terdekomposisi seperti halnya polimer alam karena berat molekulnya yang sangat besar, bersifat hidrofobik, dan struktur tanpa ikatan yang khas (gugus fungsi). Jadi, apakah green PE dapat didegradasi mikroba dengan mudah?
Sumber :
Anonim. 2014. Braskem prentation. http://ciber.gatech.edu/Braskem.pdf diakses pada 14 Agustus 2014
Arkatkar, A.J. Arutchelvi, M. Sudhakar, S. Bhaduri, P.V. Uppara dan Mukesh Doble. 2009. Approaches to Enhance the Biodegradation of Polyolefins. The Open Environmental Engineering Journal. Vol 2 : 68-80
Arutchlevi, J. M. Sudhakar, A. Arkartkar, M. Doble, S. Bhaduri, dan P.V. Upppara. 2008. Biodegradation of Polyethylene and polypropylene. Indian Journal of Biotechnology. Vol. 7 : 9-22
Atiq, N. S. Ahmed, M. Ishtiaq Ali, S. Andleeb, B. Ahmad dan G. Robson. 2010. Isolation and identification of polystyrene biodegrading bacteria from soil. African Journal of Microbiology Research Vol. 4(14), pp. 1537-1541
Bonhomme, S. A. Cuer, A.M. Delort, J. Lemaire, M. Sancelme, dan G. Scott. 2003. Environmnetal biodegradation of polyethylene. Elsevier : Polymer degradation and Stability. 441-452
Leja, Katarzynadan Grażyna Lewandowicz. 2010. Polymer Biodegradation and Biodegradable Polymers – a Review. Polish J. of Environ. Stud. 19 (2) : 255-266
Luckachan, G.E. dan C.K.S. Pillai. 2011. Biodegradable Polymers- A Review on Recent Trends and Emerging Perspectives. J Polym Environ. 19:637–676
Tokiwa Y. B.P Calabia, C.U. Ugwu dan Alba S. 2009. Biodegradability of plastics. Int. Journal of molecular Science 10 : 3722-3742
Statistik persampahan Indonesia. 2008. Kementrian Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia.
