Para ilmuwan menemukan limbah pertanian sebagai sumber baru bahan penyusun nilon yang penting
Nilon adalah salah satu bahan sintetis yang paling banyak digunakan di dunia, namun produksinya masih sangat bergantung pada bahan bakar fosil dan proses industri yang padat energi. Para peneliti sekarang yakin mungkin ada alternatif yang lebih bersih. Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di Nature, para ilmuwan menggambarkan teknik yang mengubah lignin – komponen tanaman berkayu keras yang sering dibuang atau dibakar – menjadi asam adipat, salah satu bahan kimia utama nilon. Pendekatan ini menggabungkan pemrosesan kimia yang terinspirasi dari kilang dengan mikroba yang direkayasa secara khusus yang melakukan reaksi yang sangat selektif. Menurut para peneliti, sistem hibrida menghasilkan hasil asam adipat yang jauh lebih tinggi dibandingkan metode berbasis lignin sebelumnya, sehingga berpotensi membuka jalan bagi jalur produksi nilon yang lebih berkelanjutan dan rendah karbon. Nilai baru dalam produk sampingan industri yang telah lama diabaikan Seringkali dianggap hanya sekedar limbah industri, lignin adalah polimer alami yang memberikan kekuatan dan kekakuan pada tanaman. Ini adalah salah satu bahan organik paling melimpah di planet ini dan diyakini sebagai komponen biomassa terbesar yang kurang dimanfaatkan. Setiap tahun, jutaan ton lignin dihasilkan sebagai produk sampingan dari industri kertas dan biofuel, dan sebagian besar dibakar sebagai sumber energi bernilai rendah. Namun lignin mengandung banyak struktur aromatik kaya karbon yang dapat diubah menjadi bahan kimia industri yang berharga. Tantangannya adalah menemukan cara yang efisien dan hemat biaya untuk memecahnya menjadi senyawa sederhana dan bernilai tinggi pada skala komersial. Para peneliti telah lama kesulitan karena produk sampingan kaya lignin biasanya merupakan campuran yang kompleks dan tidak konsisten sehingga sulit untuk diproses dan dimurnikan. Meskipun lignin telah lama dipandang sebagai sumber bahan kimia aromatik terbarukan yang menjanjikan, strukturnya yang kompleks dan sangat bervariasi telah membatasi penggunaan industrinya. Para peneliti mencatat bahwa lignin sering kali terdegradasi selama ekstraksi, sementara sebagian besar metode pemrosesan saat ini menghasilkan campuran senyawa kimia yang rumit dibandingkan molekul sederhana bernilai tinggi yang cocok untuk produksi skala besar. Keterbatasan ini berarti bahwa teknik konversi lignin yang ada saat ini biasanya hanya mencapai hasil sekitar 20% untuk setiap produk, sehingga tidak menarik secara komersial. Mereka juga cenderung menghasilkan campuran kompleks senyawa fenolik yang sulit dipisahkan dan dimurnikan. Cara yang lebih efisien untuk mengubah lignin menjadi asam adipat atau prekursor nilon lainnya dapat membantu mengurangi limbah biomassa dan jejak karbon yang terkait dengan plastik berbasis minyak bumi. Proses kimia dan biologi hibrid dapat mengubah manufaktur nilon. Pendekatan baru ini dapat membantu mengubah limbah pabrik bernilai rendah menjadi bahan utama produksi nilon dengan menggabungkan pemrosesan kimia yang sudah ada dengan bakteri rekayasa. Prosesnya dimulai dengan serpihan kayu poplar, dimana lignin diekstraksi dan dipecah menjadi minyak yang kaya akan senyawa aromatik. Minyak ini kemudian diolah dalam reaktor yang menghilangkan gugus mengandung oksigen yang tidak diinginkan, diikuti dengan langkah kimia lain yang mengubahnya menjadi asam aromatik yang larut dalam air. Terakhir, mikroba yang direkayasa menyelesaikan proses dengan mengubah zat antara ini menjadi asam adipat. Para peneliti kemudian memperkenalkan bakteri rekayasa, Pseudomonas putida, yang mengubah sebagian besar asam karboksilat aromatik dalam campuran menjadi muconolactone. Bahan antara ini kemudian dapat diubah secara kimia menjadi asam adipat, komponen kunci dalam produksi nilon. Dalam percobaan, proses tersebut mencapai hasil asam adipat sekitar 26% berat (gram produk per gram lignin). Namun, tim memperkirakan bahwa dengan optimalisasi lebih lanjut, hasil panen berpotensi mencapai hingga 57% berat. Mereka juga menunjukkan bahwa metode ini dapat diterapkan pada berbagai sumber kayu, termasuk poplar, pinus, dan birch, sehingga menunjukkan bahwa metode ini dapat diterapkan secara luas pada berbagai jenis bahan baku lignin.
Diterbitkan : 2026-06-14 21:19:00
sumber : interestingengineering.com
