Bioplastik Masa Depan Kemasan Dunia (Teknologi Ekstrusi)

Ekstrudat 

(Sumber : Humaira, 2012. Pengembangan Material Bioplastik dari Blending Tepung Konjac Glukomannan (KGM) dan Kitosan Menggunakan Single Screw Extruder)

Salah satu teknik yang dapat digunakan untuk produksi bioplastik adalah ekstrusi, karena memiliki efisiensi pencampuran dan pencetakan yang tinggi untuk bahan termoplastik. Menurut Jansen, Leon dan Leszek (ed.) pada buku Thermoplastic Starch : a Green Material for Various Industries tahun 2009, ekstrusi terdiri dari beberapa tahapan proses yaitu pencampuran (mixing), pengadukan (shearing), pemasakan (cooking) dan pencetakan (shearing). Teknologi ekstrusi memiliki beberapa kelebihan yaitu dapat menghasilkan ragam bentuk material (tergantung pada bentuk die), prosesnya yang otomatis dan produktivitasnya tinggi.

Terdapat beberapa parameter kunci perlu diperhatikan untuk menciptakan kondisi produksi yang optimal, seperti kandungan plasticizer, input energi mekanikal, applied shear, waktu produksi, suhu, dan tekanan. Tingkat agregasi, perubahan molekular dan chemical crosslinking yang muncul selama proses ekstrusi dapat ditentukan melalui parameter – parameter tersebut. Parameter lainnya yang perlu diperhatikan saat akan menggantikan plastik konvensional dengan bioplastik yaitu karakteristik final yang diinginkan, seperti karakteristik mekanikal dan kapasitas penyerapan airnya. Perubahan pH juga dapat meningkatkan karakteristik bioplastik tertentu, seperti modulus Young atau kapasitas penyerapan, karena pH sangat mempengaruhi sifat interaksi antar molekul.

Gunning, Geever, Killion, Lyons dan Higginbotham mengemukakan hasil penelitiannya dalam Polymer – Plastics Technology and Engineering no.53 tahun 2014, hasil mikroskop optik menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan ulir (screw) meningkatkan dispersi serat (fiber) dalam komposit polimer. Pada kecepatan ulir (screw) yang tinggi ini menyebabkan reaksi eksotermik terjadi di dalam barrel yang menghasilkan serat-serat yang mengalami degradasi termal.

Humaira dalam skripsinya pada Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga tahun 2012, menggunakan blending tepung konjac glukomannan dan kitosan dengan rasio 50 : 10, 40 : 20, dan 30 : 30 (w/v) dengan plasticizer gliserol 20% dan stabilizer trisnonylphenylphospite (TNPP) sebesar 0,315% wt dan menggunakan single screw extruder. Bagian – bagian dari single screw extruder disajikan pada Gambar 1. Bioplastik yang dihasilkan bersifat elastomer (elastic polymer), berstruktur semi kristalin, dan berpola matriks dengan nilai elongasi tertinggi mencapai 35%.

Gambar 1. Bagian – bagian dari single screw extruder

(Sumber : Humaira, 2012. Pengembangan Material Bioplastik dari Blending Tepung Konjac Glukomannan (KGM) dan Kitosan Menggunakan Single Screw Extruder)

 

Penulis : Putri Wullandari