Bahan Kimia dari Limbah Kayu

Di masa depan, produksi vitamin, obat-obatan, pelarut, produk perlindungan tanaman, dan polimer, memungkinkan lebih banyak di produksi dari limbah kayu. Proses yang digunakan juga setidaknya akan jauh lebih efektif, ramah lingkungan dan aman.

Industri kimia yang ada saat ini didasarkan pada minyak, dimana banyak produk kimia, mulai dari plastik sampai deterjen dan pelarut hingga obat dan produk perlindungan tanaman berasal muasal dari minyak dan unsur penyusunnya. Karena cadangan minyak terbatas, para ilmuwan mencari cara lain untuk memproduksi produk-produk tersebut dari bahan-bahan yang lebih berkelanjutan.

Salah satunya adalah tim peneliti internasional yang berasal dari ETH Zurich, Swis. Para peneliti ini telah mencoba mengembangkan sebuah metode pembuatan alternatif untuk produk kimia utama yakni asam suksinat. Tim yang dipimpin oleh Konrad Hungerbühler yakni Profesor Teknologi Keselamatan dan Perlindungan Lingkungan di bidang Kimia di ETH Zurich. Hungerbuhler juga termasuk ilmuwan dari EPFL dan Chalmers University of Technology di Gothenburg.

Seperti yang ditunjukkan oleh para peneliti dalam penilaian ekologis komprehensif, asam suksinat dapat diproduksi dengan cara yang hemat biaya, ramah lingkungan dan aman dengan menggunakan bakteri. Para peneliti mengidentifikasi limbah kayu atau selulosa dari industri kehutanan dan kertas sebagai bahan pilihan mereka.

Lebih Hemat Biaya dan Berkelanjutan

Para ilmuwan menggunakan prosedur simulasi untuk membandingkan proses pembuatan dan bakteri yang berbeda. Konsep ini dioptimalkan di laboratorium EPFL untuk pembuatan asam suksinat dengan cara bioteknologi.

Temuan mereka menunjukkan bahwa tergantung pada bakteri dan proses yang digunakan. Pembuatan bioteknologi yang menggunakan limbah kayu secara signifikan lebih murah atau jauh lebih ramah lingkungan daripada metode konvensional berbasis minyak.

Para periset mempertimbangkan total energi yang dibutuhkan untuk pembuatan, termasuk energi abu-abu (yang juga mencakup energi tidak langsung yang dibutuhkan untuk memproduksi produk primer, infrastruktur dan pengelolaan limbah), sebagai ukuran dampak lingkungan dari proses tersebut.

Para ilmuwan juga menghitung bahwa untuk metode pembuatan bioteknologi tertentu, asam suksinat dapat diproduksi 20 persen lebih murah dengan dampak lingkungan yang sebanding. Dengan menggunakan metode kedua dengan bakteri yang berbeda, dampak lingkungan dapat dikurangi hingga 28 persen - dengan biaya yang sebanding dengan metode berbasis minyak tradisional.

Inovasi untuk Industri Kertas

Agar pembuatan asam suksinat menggunakan bakteri, glukosa (gula anggur) dibutuhkan sebagai bahan baku. Ini bisa diekstrak dari bit gula atau tebu, dan kayu juga menjadi pilihan. "Selulosa, yang ditemukan di kayu, dapat diubah menjadi glukosa dengan menambahkan asam," jelas Merten Morales, mahasiswa PhD yang terlibat dalam tim yang dipimpin oleh Hungerbühler dan juga merupakan penulis utama penelitian ini.

Para ilmuwan membandingkan metode pembuatan asam suksinat dari bit gula dengan proses pembuatan dari limbah kayu. Dalam hal efektivitas biaya, dampak lingkungan dan keamanan, perbedaannya dapat diabaikan. "Jika memungkinkan untuk menggunakan limbah kayu - dengan kata lain, limbah dari industri kehutanan - itulah yang harus kita lakukan," kata Morales.

Dengan begitu, menurut Morales, teknologi yang mereka kembangkan ini menutup kemungkinan adanya persaingan dengan rantai pasokan makanan, sehingga dapat lebih berkelanjutan.

Metode baru ini juga akan menarik perhatian industri kertas dimana larutan alkali yang mengandung selulosa juga terbentuk sebagai limbah di sektor ini, namun saat ini limbah tersebut tidak didaur ulang. Ini akan menjadi sumber ideal glukosa. "Industri kertas Eropa sekali lagi berharap bisa bersaing ketat di luar negeri jika berhasil mendaur ulang produk limbah dan menjualnya dengan nilai tambah," kata Morales.

Namun, pembangunan pabrik produksi bioteknologi adalah investasi jangka panjang dan sebagai pertimbangan pertimbangan bagi insinyur kimia. Sebelum sebuah perusahaan melanjutkan rute ini, perusahaan perlu mengetahui apakah itu akan bermanfaat. "Kami sekarang bisa menjawab pertanyaan ini dengan ucapan terima kasih yang setinggi-tingginya atas pekerjaan kami," tambah Morales.

Asam suksinat (HOOC(CH2)2COOH) merupakan senyawa komersial yang banyak digunakan dalam bidang pangan, misalnya pada industri kecap, sari buah, anggur, dan produk-produk susu lainnya. Selama ini asam suksinat yang gunakan dihasilkan melalui serangkaian reaksi kimia yang sangat berbahaya sehingga diperlukan alternatif baru yang lebih aman dan murah.
nik/berbagai sumber/E-6