Plastik biodegradable dapat berbasis biobased atau berbasis bahan bakar fosil. Plastik jenis baru telah diproduksi dalam beberapa tahun terakhir untuk mengatasi masalah polusi plastik, dengan mencoba mempersingkat waktu yang diperlukan untuk menguraikannya, terutama dalam kondisi alami. Namun, tidak semua plastik biodegradable yang ada saat ini mampu mencapai tujuan ini.
Definisi Plastik Biodegradable
Plastik biodegradable adalah plastik yang dapat terdegradasi oleh aktivitas mikroba untuk menghasilkan produk akhir alami, seperti air dan karbon dioksida, dalam jangka waktu yang wajar. Waktu yang diperlukan untuk terurai sempurna bergantung pada bahan, kondisi lingkungan seperti suhu dan kelembapan, serta lokasi penguraian menurut Biodegradable Products Institute (BPI hal. 2).
Plastik kompos adalah plastik yang cepat terurai dan berubah menjadi humus yang tidak terkontaminasi logam. Tidak semua plastik biodegradable dapat dibuat kompos; hanya sedikit yang.
Bahan harus memenuhi Spesifikasi ASTM D6400 atau D6868 agar dapat disebut biodegradable dan kompos di darat, serta memenuhi spesifikasi ASTM D7081 untuk lingkungan laut. ASTM adalah grup standar produk di seluruh dunia.
Plastik Polister Berbasis Bio yang Dapat Terurai
Plastik yang berasal dari tumbuhan disebut plastik biobased. Tidak semuanya dapat terurai secara hayati; misalnya ada botol PET berbahan dasar bio yang dibuat agar tahan lama. Plastik biobased yang terurai terbuat dari dua bahan: biomassa dan poliester yang berasal dari tumbuhan. Ada dua jenis polister berbahan dasar hayati: asam polilaktida (PLA) dan polihidroksialkanoat (PHA).
Polihidroksialkanoat (PHA)
PHA diproduksi secara alami oleh bakteri dan tanaman Organisme Hasil Modifikasi Genetik (GMO), namun ada rencana untuk mencoba memproduksinya dari sisa makanan. Polyhydroxybutyrate atau PHB juga merupakan salah satu jenis PHA yang banyak digunakan. Pembuatan PHA mahal karena hanya dapat diproduksi dari bakteri dalam jumlah terbatas.
- Kegunaan:PHA digunakan sebagai pembungkus makanan, cangkir, piring, pelapis kertas dan karton, dan 'banyak kegunaan medis, termasuk jahitan, kain kasa, dan pelapis obat-obatan' menurut laporan Pusat Kolaborasi Industri dan Pendidikan (laporan CIEC). Ini dapat menggantikan sebagian besar jenis plastik berbahan bakar fosil yang saat ini digunakan, seperti PE, PS, PVC, dan PET, kata Bio Based Press.
- Plastik pati/selulosa campuran PHA: Beberapa benda plastik seluruhnya terbuat dari PHA, seperti halnya botol air, catat Bio Based Press. Namun karena produksi PHA mahal, PHA juga dicampur dengan pati dan selulosa agar lebih ekonomis. Hal ini memiliki keuntungan tambahan yaitu meningkatkan laju dekomposisi menurut Dartmouth Undergraduate Journal of Science (DUJS).
- Biodegradasi: Dapat sepenuhnya dibuat kompos di lingkungan yang kaya akan mikroba dan jamur, terutama tanah. Mikroba ini memecah PHA dengan bantuan enzim. Waktu yang diperlukan untuk terdegradasi tergantung pada konsentrasi mikroba di lingkungan.
- PHA membutuhkan waktu dua bulan untuk terurai di halaman belakang, menurut Bio Based Press.
- Laju dekomposisi jauh lebih lambat di perairan laut dimana kurang dari 50% terurai setelah enam bulan menambahkan CalRecycle (hal. 6). PHA lulus uji ASTM D7081 dengan menunjukkan dekomposisi 30% dalam enam bulan (hal. 7).
Asam Polilaktida (PLA)
DUJS menjelaskan bahwa PLA adalah termoplastik yang dibuat melalui fermentasi oleh bakteri. PLA sebenarnya adalah rantai panjang dari banyak molekul asam laktat. Karena ada banyak cara murah untuk memproduksi asam laktat, maka asam laktat hanya perlu dipolimerisasi atau digabungkan. Oleh karena itu, PLA lebih murah dibandingkan PHA. Namun, PLA rapuh dan penerapannya lebih terbatas dibandingkan PHA. Produsen mengatasi masalah ini dengan memasukkan bahan aditif atau polimer.
- Kegunaan: Dibuat menjadi tas belanjaan, kemasan makanan, botol, gelas, dan piring. Karena dapat terurai dengan baik jika terkena asam, bahan ini digunakan dalam beberapa aplikasi medis seperti jahitan dan pelat medis, yang akan larut setelah 90 hari, catat laporan CIEC. Ini juga digunakan dalam pencetakan objek 3-D.
- PLA dan campuran polimer: PHA juga dapat dicampur dengan polimer dari sumber terbarukan untuk meningkatkan kualitasnya menurut DUJS.
- Biodegradasi: PLA tidak dapat dibuat kompos dengan mudah di halaman belakang karena suhu dan tingkat air yang dibutuhkan tidak tersedia di lingkungan ini.
- PLA memerlukan waktu enam-12 bulan untuk terurai di dalam tanah.
- PLA membutuhkan waktu tiga-enam bulan untuk mengalami degradasi di fasilitas komersial, catat World Centric.
- Ketika penguraian terjadi dengan adanya oksigen, produk akhirnya adalah karbon dioksida dan air.
- Jika degradasi PLA terjadi di tempat pembuangan sampah tanpa oksigen, maka akan menghasilkan gas metana yang 20 kali lebih berbahaya bagi lingkungan dibandingkan karbon dioksida seperti yang ditunjukkan oleh rilis American Chemical Society (hal. 2).
- PLA tidak lulus uji ASTM D7081 karena hanya 3% yang terurai di perairan laut setelah enam bulan menurut CalRecycle (hal. 7).
Karena PLA tidak cepat terurai di tanah atau air laut, hal ini bisa menjadi masalah jika dibuang sembarangan.
Plastik Biodegradable Berbasis Biomassa
Plastik berbahan dasar biomassa terbuat dari pati dan selulosa yang diperoleh dari sisa tanaman serta kayu dari pohon.
Selulosa Asetat
Selulosa asetat (CA) adalah produk sintetis yang berasal dari selulosa yang terdapat di setiap bagian tanaman. Selulosa saat ini digunakan dari kapas, kayu, dan limbah tanaman menurut publikasi ilmiah tahun 2018. Ini dapat digunakan untuk membentuk plastik padat, filter rokok, pelapis, film fotografi dan filter. Cellophane adalah film biodegradable yang dihasilkan dari selulosa. Ada penelitian baru yang sedang berlangsung untuk menemukan film plastik baru dari limbah tanaman dan bahan kayu yang tahan air dan dapat terurai secara hayati menurut Phys.org.
Kemampuan terurai secara hayati: Penelitian menunjukkan bahwa CA terdegradasi dan berkurang 70% beratnya setelah 18 bulan berada di alam.
pati
Tinjauan tahun 2017 mencatat bahwa pati diolah dengan panas, air, dan bahan plastik untuk menghasilkan termoplastik. Untuk meningkatkan kekuatannya, dikombinasikan dengan bahan pengisi yang terbuat dari bahan lain. Sumber utama pati adalah jagung, gandum, kentang, dan singkong. Plastik ini digunakan dalam kemasan, tas, dan film mulsa pertanian, peralatan makan, pot bunga, dan dicetak untuk membuat kemasan dan barang konsumsi. Ini dipandang sebagai alternatif pengganti polistiren (PS) menurut Forum Pengemasan Makanan. Pati ditambahkan ke plastik berbahan dasar hayati dan konvensional agar lebih mudah terurai secara hayati, catat laporan Phys tahun 2017.
Kemampuan terurai secara hayati: Plastik berbahan dasar pati dapat dibuat kompos atau hanya dapat terurai secara hayati. Varian yang dapat dikomposkan memerlukan waktu 90 hari untuk terurai di fasilitas industri, sedangkan varian yang dapat terurai secara hayati memerlukan waktu 100 hari agar 46% dapat terurai dan hingga dua tahun untuk terurai sepenuhnya.
Plastik Biodegradable Berbasis Bahan Bakar Fosil
Menurut Panduan Bioplastik, ada beberapa plastik berbahan bakar fosil baru yang juga dapat terurai secara hayati. Yang paling umum adalah Polibutilen suksinat (PBS), Polikaprolakton (PCL), Polibutirat adipat tereftalat (PBAT) dan Polivinil alkohol (PVOH/PVA).
- PBATadalah polimer yang dihasilkan dari turunan bahan bakar fosil dan terkadang digunakan dalam kombinasi dengan pati. Upaya sedang dilakukan untuk memproduksi polimer ini dari sumber terbarukan. Panduan bioplastik melihatnya sebagai pengganti LDPE dan HDPE. Ini digunakan untuk membuat kantong sampah, film pembungkus, kemasan sekali pakai dan peralatan makan (gelas, piring, dll.). Tidak hanya dapat terurai secara hayati tetapi juga dapat dibuat kompos.
- PCL adalah polister sintetis yang digunakan untuk membuat tas kompos, dalam aplikasi medis (jahitan dan serat), sebagai pelapis permukaan, perekat untuk sepatu dan kulit, serta pengaku untuk sepatu dan belat ortopedi. Plastik ini dapat terurai oleh ragi. Lebih dari 90% film, dan 40% busa yang terbuat dari bahan ini dapat terdegradasi dalam 15 hari.
- PBS adalah resin yang dihasilkan dari bahan bakar fosil atau bisa juga biobased menurut Succinity (pg. 1, 5). Ini dapat dikombinasikan dengan polimer atau serat biobased lainnya seperti rami untuk meningkatkan kualitasnya. PBS digunakan untuk membuat kemasan makanan, perlengkapan servis, lembaran mulsa pertanian, pot tanaman, produk kebersihan seperti popok, dan jaring ikan.
- PVOH adalah resin yang dapat digunakan untuk membuat film kemasan yang dapat menggantikan LDPE dan HDPE. Aplikasi penting lainnya adalah sebagai pelapis dan bahan tambahan untuk produksi kertas dan papan menurut Forum Pengemasan Makanan.
Keempat plastik berbahan bakar fosil terurai dalam tiga bulan dalam pengomposan industri, dalam satu tahun dalam pengomposan di halaman belakang, dan dalam satu hingga dua tahun di tanah/tempat pembuangan sampah menurut InnProBio (hal. 4).
Daur Ulang dan Pengomposan
Sifat-sifat plastik biodegradable yang berbeda harus diingat untuk mengolahnya di akhir siklus hidupnya, demikian peringatan Badan Perlindungan Lingkungan (EPA).
- EPA menjelaskan bahwa plastik biodegradable tidak boleh dimasukkan ke tempat sampah yang mendaur ulang plastik konvensional karena terbuat dari bahan yang berbeda. Hal ini berlaku untuk jenis bahan bakar biobased dan fosil.
- Meskipun plastik ditandai sebagai plastik yang dapat terurai secara hayati dan dapat dibuat kompos, banyak di antaranya yang hanya dapat terurai jika kondisinya tersedia di fasilitas pengomposan komersial; hubungi lembaga daur ulang setempat untuk informasi tentang pabrik kompos terdekat. Hanya ada 200 fasilitas serupa di AS pada tahun 2017, sehingga pusat-pusat semacam ini perlu ditingkatkan.
- Pastikan tas dapat dibuat kompos di rumah dengan mengikuti petunjuk produk sebelum memasukkannya ke tempat sampah kompos.
- Pemulihan bahan dari plastik biodegradable tidak dapat dilakukan melalui daur ulang, karena kurangnya fasilitas.
Pemisahan, pengumpulan, dan degradasi yang efisien diperlukan untuk memanfaatkan plastik berbasis hayati dan biodegradable. Jika tidak ada, sebagian besar plastik biodegradable berakhir di tempat pembuangan sampah.
Masa Depan Plastik Biodegradable
Sifat plastik yang dapat terbiodegradasi tidak dapat menyelesaikan masalah polusi plastik jika tidak dibuang dengan benar. Perilaku konsumen juga masih perlu untuk tetap fokus pada pengurangan konsumsi atau daur ulang plastik untuk mendapatkan manfaat dari perubahan dari plastik berbahan bakar fosil konvensional menjadi plastik biodegradable.
