Disampaikan untuk kuliah Bioindustri oleh Nur Hidayat
POLIMER DARI BIOMASSA Dr. Jeff Hardy Green Chemistry Education Associate
Isi Kuliah • • • •
Mengapa? Komposisi Tanaman Ekstraksi Pembuatan kemikalia – Transformasi termal – Transformasi kemikal – Transformasi mikrobial
• Polimer dari tanaman • Pertimbangan lingkungan • Kesimpulan
Penyulingan petroleum Bhn bakar Pelarut Plastik
Serat Penambangan Petroleum
Kemikalia
Minyak
Penyulingan Bio
Bhn bakar
Pelarut
Plastik
Serat Biji2an Kemikalia
Minyak
Komposisi tanaman Interpretasi Ahli Kimia
Protein Pati
minyak
Karet alami
Selulosa/ Hemiselulosa
kapas Lignin
Metabolit lain
Asam Lemak/ trigliserida
Ekstrak Sederhana pada Bahan Biomassa
Ekstraksi
Pemurnian
Penggunaan Pengepresan minyak sawit
Destilasi Uap • Murah • Peralatan sederhana • Pemisahan sederhana
http://www.fatboyfresh.com/essentialoils/extraction.htm
Ekstraksi Solven • Kisaran solven • Suhu rendah • Isolasi penyegar dan minyak sangat volatil • Memungkinkan penapihan solven • Lebih mahal daripada destilasi uap
Heksosa
Hidrolisis (kemikal)
Pentosa
Lignin
Fermentasi
Alkohols (ethyl-, butyl, isopropyl-) Polyols (glyceral, ethylene glycol) Ketones (acetone) Acids (acetic, lactic, butyric) Yeast
Dehidrogenasi Hidrolisis Hidrogenasi Kristalisasi
Hydroxymethylfurfural Levulinic acid Polyols Glucose
Fermentasi Dehidrasi Hidrogenasi Kristallisasi
Yeast Furfural Polyols (Xylitol) Xylose
Hidrogenasi Hidrolisis Oksiidasi
Phenol derivatives, hydrocarbons Phenol derivatives, catechols Vanillin
Fermentasi Etanol
Komoditas kemikalia dari ethanol CH3CH2OH
CH2=CH2
Ethyl benzene Ethyl bromide Ethyl chloride Ethylene chlorohydrin Ethylene diamine Ethylene dibromide Ethylene dichloride Ethylene glycol Ethyleneimine Ethylene oxide Diethyl ketone Diethylene glycol Glycol ethers, esters MEA, DEA, TEA Vinyl acetate Polymers, copolymers
CH3CHO
Acetic acid Acetic anhydride Aldol products Butyl acetate Butyl alcohol Butyraldehyde Chloral Ethyleneimine Pyridines
CH3CO2H
Acetamide Acetanilide Acetyl chloride Acetic anhydride Dimethyl acetamide Cellulose acetates Esters
Commodity chemicals from ethanol Some organic commodity chemicals from fermentation ethanol in Brazil Product
Production capacity
Product
(109 kg/year)
Production capacity (109 kg/year)
Ethylene dichloride
1.011
Acrylonitrile
0.078
LD polyethylene
0.663
Ethyl acetate
0.060
Ethyl benzene
0.497
Ethylene glycol
0.030
Vinyl chloride
0.461
Acetic anhydride
0.026
HD polyethylene
0.397
Monochloroacetic acid
0.024
Acetic acid
0.182
Diethanolamine
0.012
Ethylene oxide
0.163
Triethanolamine
0.012
Diethylene glycol
0.147
Chloromethane
0.007
Monoethylene glycol
0.147
Pentaerithritol
0.007
Triethylene glycol
0.147
Chloral
0.004
Acetaldehyde
0.146
Acetylsalicylic acid
0.003
Polyvinylacetate
0.143
Acetophenone
0.002
Ethylene
0.132
Ethyl ether
0.002
Monoethanolamine
0.122
Ethyl chloride
0.001
Vinyl acetate
0.080
Polimer
Karet Alami •
•
•
Karet alami tersusun atas 1,4-cispolyisoprene, diekstraksi dari tanaman karet (Hevea brasiliensis). Jumlah karet sintesis yg digunakan sekitar 75 % karet digunakan.Namun demikian,karet alami lebih elastis. Karet alami lebihmudah dirombah dalam lingkungan, namun demikian vulkanisasi (perlakuan dengan sulfur) menjadikan sulit dibiodegradasi.
*
n
H3C
*
Polyhydroxyalkanoates (PHA’s)
H3C
*
Plastic product
Sugar solution
Crop
Sunlight
H
O
O n
O
PHA
Fermentation
Biodegradation to CO2 and H2O
Polylactic acid (PLA) for plastics production
Corn
Starch
Unrefined Dextrose Films
Fermentation
Lactic Acid
Apparel
Monomer Production
Polymer Grades Fiber Film
Lactide
Thermoforming
Bottle Woven Non-woven Etc.
Polymer Modification
PLA
Polymer Production
Pertimbangan Lingkungan
?
Bahan Bakar Bio • Bahan bakar yang dikaji – Biodiesel – Bioethanol dari gandum – Bioethanol dari gula beet
• Faktor2 yg dipertimbangkan – Pupuk, herbisida, pestisida (N2O) – Mekanisasi pertanian – Pengeringan – Fermentasi/transformasi kemikal – Distilasi/pemurnian – Transportasi
Concawe Review, 11(1), (2002), 4 - 7
• Substitusi bhn bkr fosil – Hemat energi
• Produk samping – Produk kaya protein (pakan ternak) – Produk rendah energi (dibakar sebagai bahan bakar)
Kesimpulan • Biomassa dapat digunakan sebagai bahan kimia dan sumber energi • Teknologi ekstraksi dapat dikembangkan untuk isolasi produk yang diinginkan • Transformasi biomassa dapat dilakukan dengan proses termal, kemikal ataupun mikrobial • Penggunaan energi terbaharui adalah kunci ….
?
