Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Plastik adalah material yang sulit untuk terurai oleh mikroba dalam tanah, biasanya plastik konvensional membutuhkan waktu 1.000 tahun sampai akhirnya dapat terurai dengan sempurna sehingga dapat menimbulkan masalah lingkungan. Saat ini, seluruh pemerintah di negara manapun telah mengusungkan program pengurangan jumlah penggunaan plastik serta himbauan untuk menggunakan tas kain ataupun plastik biodegradable sebagai alternatif. Namun, waktu paruh dari plastik biodegradable juga harus ditentukan untuk mengetahui seberapa siap produk untuk disebarluaskan di masyarakat agar nantinya tidak menimbulkan masalah baru di lingkungan. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk pengujian ini tercantum dalam ISO 14851:2019 "Determination of the ultimate aerobic biodegradability of plastic materials in an aqueous medium — Method by measuring the oxygen demand in a closed respirometer"

Plastik Biodegradable

Biodegradable didefinisikan sebagai kemampuan mendekomposisi bahan menjadi karbondioksida, metana, air, komponen anorganik atau biomassa melalui mekanisme enzimatis mikroorganisme (bakteri, jamur, alga), yang dapat diuji dengan pengujian standar dalam periode waktu tertentu. Dengan demikian, plastik biodegradable adalah plastik yang dapat hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme. Perbedaan antara plastik konvensional dan plastik biodegradable terdapat pada waktu penguraiannya dalam lingkungan, yang mana proses proses penguraian plastik biodegradable jauh lebih cepat dibandingkan plastik konvensional. Penguraian plastik biodegradable umumnya membutuhkan waktu 12 - 24 bulan atau 1 -2 tahun sampai akhirnya dapat terurai dengan sempurna. Hal ini karena bahan baku yang dipakai pada plastik biodegradable lebih ramah lingkungan.

Berdasarkan bahan baku yang dipakai, plastik biodegradable dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yatu:

1. Bahan baku petrokimia (non-renewable resources)

Bahan baku petrokimia (non-renewable resources) yaitu bahan aditif dari senyawa bioaktif yang bersifat biodegradable.

2. Bahan baku pati dan selulosa

Keseluruhan bahan baku dari bahan tanaman pati dan selulosa serta hewan seperti cangkang atau dari mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk mengakumulasi plastik yang berasal dari sumber tertentu seperti lumpur aktif atau limbah cair yang kaya akan bahan-bahan organik sebagai sumber nutrisi bagi mikroorganisme tersebut. Sumber pati yang banyak digunakan antara lain jagung, ubi kayu, gandum, beras dan kentang.

Plastik biodegradable dapat dihasilkan melalui beberapa cara, salah satunya adalah biosintesis menggunakan bahan berpati atau berselulosa. Cara pembuatan plastik biodegradable yang berbasis pati yaitu:

1. Mencapur plastik dengan plastik konvensional (polypropylene (PP) atau poly ethylene(PE)) dalam jumlah kecil (10 – 20 %).

2. Mencampur pati dengan turunan hasil minyak bumi, seperti PCL, dalam komposisi yang sama (50 %).

3. Menggunakan proses ekstruksi untuk mencampur pati dengan bahan-bahan seperti protein kedelai, gliserol, alginate, lignin dan sebagainya sebagai bahan plasticizer.    

Uji Biodegradibilitas Plastik

Tingkat biodegradibilitas plastik perlu diuji, sehingga dapat diketahui tingkat penguraian plastik jika dibuang nantinya ke alam. Proses terjadinya biodegradasi plastik kemasan di alam dimulai dengan tahap degradasi kimia yaitu proses oksidasi molekul menghasilkan polimer dengan berat molekul yang rendah. Proses berikutnya adalah serangan mikroorganisme dan aktivitas enzim (intraseluler, ekstraseluler). Contoh mikroorganisme pengurainya adalah bakteri phototrop (Rhodospirillium, Rhodopseudomonas, Chromatium, Thiocystis), pembentuk endospora (Bacilius, Clostridium), gram negative aerob (Pseudomonas, Zoogloa, Aztobacter, Rhizobium, Actynomycetes, Alcaligenes).

Beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat biodegradibilitas kemasan setelah kontak dengan mikroorganisme adalah sifat hidrofobik, bahan aditif, proses produksi, struktur polimer, morfologi, dan berat molekul bahan kemasan.

Salah satu metode standar pengujian sifat biodegradibilitas bahan plastik tercantum dalam ISO 14851 : Penentuan biodegradibilitas aerobic final dari bahan plastik dalam media cair, dengan metode pengukuran kebutuhan oksigen dalam respirometer tertutup. Pengujian ini dilakukan guna mengetahui tingkat biodegradibilitas plastik yang diproduksi.

Pemilihan alat respirometer tertutup untuk pengujian perlu diperhatikan sehingga memudahkan analis dalam melakukan pengujian. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan respirometer adalah sebagai berikut:

1. Respirometer yang digunakan merupakan respirometer khusus untuk pengujian plastik biodegradable.
2. Respirometer yang digunakan sudah sesuai dengan standar ISO 14851.
3. Mudah digunakan.
4. Disarankan menggunakan sumber daya berupa baterai sehingga lebih fleksibel .
5. Disarankan untuk menggunakan alat respirometer yang dapat dikoneksikan dengan PC sehingga memudahkan user dalam menyimpan atau menampilkan data.

Adapun contoh alat respirometer khusus untuk pengujian plastik biodegradable dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1. Respirometer untuk pengujian biodegradibilitas plastik