Aplikasi Abu Boiler Cangkang Sawit untuk Produk Pasta Gigi
Limbah abu boiler cangkang sawit masih memiliki nilai tambah melalui kombinasi metode mekanik dan kimia (ekstraksi sol-gel abu boiler)
Indonesia merupakan produsen kelapa sawit terbesar dunia dengan total produksi per tahunnya mencapai 50 juta ton. Dari total produksi, dihasilkan limbah padat berupa cangkang sawit, tandan kosong kelapa sawit, sabut, dan bungkil sawit.
Produk-produk tersebut dihasilkan dari kegiatan pabrik kelapa sawit (PKS) yang menjadi bagian dari mata rantai kegiatan agribisnis di bidang perkebunan. Perkembangan kebun kelapa sawit dan industri PKS semakin meningkat seiring dengan kebutuhan minyak kelapa sawit dunia.
Perkembangan tersebut disadari mampu memberikan pengaruh positif terhadap perkembangan ekonomi nasional yang ditandai dengan terbukanya lapangan kerja, peningkatan pendapatan devisa negara dari ekspor non-migas, peningkatan penerimaan negara dari pajak, non-pajak (PNBP), serta peningkatan pendapatan per kapita masyarakat (Rahmadia, 2018).
Di antara limbah padat tersebut, cangkang sawit yang dihasilkan dari produksi CPO mencapai 20% atau diperkirakan mencapai 9,376 juta ton per tahun. Sebagian besar cangkang sawit telah digunakan untuk bahan bakar boiler, briket, pakan ternak, dan bahan pengerasan jalan.
Sebagai bahan bakar boiler tersebut sudah dihasilkan abu sebanyak 3,9% dan memiliki kandungan silika sebesar 27,62%-61,1%. Hal yang menarik untuk dikembangkan ke berbagai produk (Aniek Sri Handayani, Ratnawati, Athanasia Amanda Septevani, dan Johanes Eko Adi Prasetyanto, 2024 berjudul Pengembangan Produk Silika Nano Partikel Berbasis Abu Boiler Cangkang Sawit (Palm Kernel Shell Ash) untuk Aplikasi Biomedik dalam 8th Pekan Riset Sawit/PERISAI yang didanai oleh BPDP).
Dalam penelitiannya, Handayani, dkk (2024) menjelaskan, karya inovasi produk silika nanopartikel yang didanai BPDP telah membuktikan secara ilmiah bahwa limbah abu boiler cangkang sawit masih memiliki nilai tambah melalui kombinasi metode mekanik dan kimia (ekstraksi sol-gel abu boiler).
Dari berbagai sumber bahan abu (Aceh, Medan, Lampung, dan Pontianak) dihasilkan produk nanosilika dengan kemurnian optimum 97,44% dengan kadar SiO2 98,85% dan ukuran partikel 20-50 nm. Produk nanosilika yang dihasilkan telah dapat memenuhi kualifikasi aplikasi bahan kimia (bahan cat dan molecular sieve) dan food and beverage (anti-caking & flow agent, thickener & clarifying agent, drying & clearing agent).
Sedangkan silika nanopartikel untuk aplikasi biomedik masih belum memenuhi karakteristiknya, meskipun untuk ukuran partikel dari metode sol-gel menggunakan surfaktan CTAB dihasilkan ukuran partikel 25-50 nm, tetapi dari kemurniannya belum memenuhi dan masih harus dilakukan separasi sampai kemurnian mencapai 99,98%.
Hasil penelitian Handayani, dkk (2024) tersebut menunjukkan, ekstraksi silika pada abu boiler cangkang sawit yang bercampur dengan serat dipilih karena limbah cangkang sawit yang melimpah. Sebagai bahan bakar boiler, dihasilkan abu boiler sebesar 366 juta ton per tahun.
Dari hasil karakterisasi beberapa sumber abu boiler diperoleh kadar silika sebesar 27,62-61,1%, melalui ekstraksi sol-gel dihasilkan yield sebesar 11,25% dengan kadar SiO2 98,85% bersifat amorf. Untuk meningkatkan kemurnian silika nanopartikel sampai dengan 99,8% melalui calsinasi pada rentang suhu 450-800 derajat celcius, pada suhu tersebut mineral lain telah hilang dan tersisa senyawa phospor 0,33% dan calsium 0,621%, serta ion lain sebesar 598 ppm (Cl:271 ppm, K2O:190,2 ppm dan TiO2:137,2 ppm).
Secara sederhana, ekstraksi silika nanopartikel dengan metode leaching melalui tahapan proses sebagai berikut:
- limbah biomassa sawit
- pembakaran di boiler
- menghasilkan abu boiler
- pre-treatment pembakaran di suhu 750 derajat celsius
- treatment HCL
- menghasilkan sodium silikat
- menghasilkan silika nanopartikel
Silika nanopartikel dengan kemurnian 98,85% telah diuji coba untuk produk pasta gigi sebagai bahan abrasive stain gigi. Dari kombinasi morfologi tersebut diketahui memiliki sifat abrasive pada bahan campuran pasta gigi dengan komposisi 5-30% nanosilikan.
Pasta gigi yang dihasilkan juga telah memenui standar SNI dengan nomor sertifikat SIG.LHP.VIII.2024.300846101. Adapun, secara rinci hasil uji silika nanopartikel berbahan cangkang sawit pada produk pasta gigi sebagai berikut:
- pH = 10,34
- arsen = negatif
- merkuri = negatif
- kadmium = negatif
- timbal = negatif
- kapang kamir = negatif
- staphylococcus aureus = negatif
- pseudomonas aeruginosa = negatif
Selain diaplikasikan untuk pasta gigi, juga dilakukan terhadap sunscreen, dental implant, dan dental block. Sedangkan uji kinerja terhadap DDS masih memerlukan penelitian lanjutan untuk meningkatkan kemurnian SiO2 99,98% (Handayani, dkk., 2024).
