Biopulp

How?Serpihan kayu segar yang akan disimpan untuk produksi pulp, dengan cepat dijajah oleh berbagai mikroorganisme, termasuk banyak spesies jamur.. Mereka adalah jamur yang mendapatkan makanan dari dinding sel polimer structural yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Tanpa diketahui, koloni yang sebagian besar white-rot fungi," akhirnya membusukkan kayu menjadi karbon dioksida dan air. Beberapa dari mereka secara selektif men-degradasi komponen lignin, yang biasa dilakukan pada proses pembuatan pulp kimia. Biopulping adalah konsep yang sengaja memanfaatkan white-rot fungi untuk pembuatan pulp.

Mapping of Pulp MakingBiopulpingPulp dihasilkan dari kayu dengan cara delignifikasi kimia, pemisahan mekanik sel (serat), atau kombinasi dari metode kimia dan mekanik. Metode pembuatan pulp mekanis lebih banyak digunakan karena mereka memberikan yield yang jauh lebih tinggi (80% sampai 90%) daripada metode kimia (40% sampai 50%). Mechanical pulping juga tidak terlalu berpolusi daripada metode kimia. dan pabrik menggunakan metode ini jauh lebih murah untuk dibangun. Saat ini, sekitar 25% dari produksi pulp dunia adalah dengan cara mekanis. Namun kelemahan utama dari metode pembuatan pulp mekanis adalah kualitas produksi pulp yang lebih rendah, yang tidak cocok untuk serat produk yang membutuhkan sifat kekuatan tinggi, dan jumlah energi yang dibutuhkan untuk produksi yang lebih tinggi (Thomas, 2015 ).Pretreatment kimia pada wood chips dapat digunakan untuk meningkatkan sifat kekuatan dari mechanical pulp, atau yang biasa disebut dengan metode semi-mechanical pulp.Tetapi, cara ini menghasilkan lebih banyak limbah kimia yang harus ditreatment, dan menurunkan hasil yields karena menghapus zat kayu (terutama hemiselulosa dan lignin). Yang dimaksud biopulping sampai saat ini adalah Biomechanical pulp, yang artinya penggunaan jamur yang digunakan untuk menggantikan bahan kimia dalam pretreatment kayu dalam pembuatan pulp mekanis (Kirk, 1998)Why?Mengapa Fungi dipilih sebagai biodegrader pada biopulping daripada bakteri?Sebenarnya, bakteri umumnya dianggap pengdegradasi lignoselulose sekunder, dan dapat menurunkan selulosa dan hemiselulosa baik secara aerobik maupun anaerobik (Walker dan Wilson 1991).Sedangkan jamur adalah degraders utama lignoselulosa (Mahajan, 2011). Selain mengeluarkan enzim yang sangat penting untuk dekomposisi lignoselulosa, pertumbuhan jamur pada lignoselulosa diawali oleh pembentukan miselia yang memungkinkan jamur berfilamen untuk mengangkut nutrisi, termasuk nitrogen dan besi, menuju substrat lignoselulosa yang kaya karbon (Hammel 1997). Banyak jamur juga lebih tahan terhadap biosida derivative kayu yang membatasi pertumbuhan bakteri. Senyawa ini termasuk tanin dan berbagai senyawa fenolik (terpene, stilbenes, flavonoid dan tropolones) yang sangat berlimpah pada batang pohon kayu. Mayoritas jamur pendegradasi kayu yang dikenal sampai saat ini adalah anggota dari filum Basidiomycota dan ditandai dengan brown-rot fungi atau white-rot fungi (Mahajan, 2011).

EnzymesEnzim lignoselulosa-aktif yang dihasilkan oleh white-rot fungi yang sangat berharga untuk konversi biomassa, karena mereka dapat digunakan untuk mengubah secara selektif baik lignin dan polisakarida (Kirk dan Cullen, 1998). Enzim yang berkontribusi terhadap kegiatan ini dapat secara luas diklasifikasikan sebagai Carbohydrate-Active enzymes (CAZymes) dan Fungal Oxidative Lignin enzymes (FOLymes)Where ?

Proses biopulping saat digunakan pada system wood handling-mill yang ada sekarang

(Kirk, 1998)Scale-upCompare TableAdvantagesBiopulping menawarkan sejumlah potensi manfaat ekonomi bila dibandingkan dengan jenis lain dari pulp mekanik, penggillingan pulp secara substansial mengurangi biaya energi jika pretreatment biologi digunakan sebelum proses pembuatan pulp mekanis untuk refiner mechanical pulping (RMP) dan thermomechanical pulping. Manfaat lain dari biopulping dibandingkan dengan pretreatment kimia meliputi peningkatan kekuatan dan keluaran yang lebih halus, penurunan biaya pengolahan limbah, dan investasi modal yang lebih rendah per unit-nya (Thomas, 2015).DisadvantageKelemahan dari biopulping adalah bahwa biopulping menggelapkan chip, sehingga membutuhkan peningkatan dalam penggunaan bahan kimia selama pemutihan pulp (National Reasearch Council, 2000), dan juga waktu inokulasi yang lumayan lama (1-4 minggu) (Kirk, 1998).ConclussionBiopulping menawarkan suatu alternatif untuk meningkatkan teknologi pembuatan pulp. Biopulping juga dapat menjadi alternatif yang menarik untuk pabrik pulp kimia yang memiliki biaya modal yang besar dan dapat meningkatkan kekuatan dari struktur kayu. Dan pada akhirnya, penggunaan biological agent daripada bahan kimia mungkin lebih murah dan lebih ramah lingkungan. Dengan demikian, biopulping menawarkan beberapa manfaat potensial menarik yang perlu dieksplorasi lebih lanjutDaftar PustakaNational Research Council. Biobased Industrial Product Research and Commercialization Priorities. National Research Press. 2000Gary M. Scott, Michael J. Lentz, Eric G. Horn, T. Kent Kirk, David F. Shipley. Meeting Biological And Engineering Challenges During Scale-Up of Biopulping. 1997 Biological Sciences Symposium.Hammel KE, 1997. Fungal Degradation of Lignin. In: Sonam Mahajan. Characterization of the White-rot Fungus, Phanerochaete carnosa, through Proteomic Methods and Compositional Analysis of Decayed Wood Fibre. departement of Chemical Engineering. University of Torronto. 2011.Kirk TK, Cullen D, 1998 Enzymology and molecular genetics of wood degradation by white-rot fungi. In: Sonam Mahajan. Characterization of the White-rot Fungus, Phanerochaete carnosa, through Proteomic Methods and Compositional Analysis of Decayed Wood Fibre. departement of Chemical Engineering. University of Torronto. 2011.

Sonam Mahajan. Characterization of the White-rot Fungus, Phanerochaete carnosa, through Proteomic Methods and Compositional Analysis of Decayed Wood Fibre. Departement of Chemical Engineering. University of Torronto. 2011T. Kent Kirk, Richard R. Burgess, and John W. Koning, Jr. Use of Fungi in Pulping Wood : An Overview of Biopulping Research. Journal of Korea TAPPI. Vol. 30. No.4, 1998Thomas C. Marcin. Economics of Biopulping Compared to Other Mechanical Pulping Technologies. 2015Walker LP, Wilson DB. Enzymatic hydrolysis of cellulose: An overview. Bioresource Technology 36 (1):3-14. Elsevier. 1991

White-rots memecah lignin dan selulosa, dan sering itu menyebabkan kayu (yang membusuk) menjadi lembab, lembut, dan tampak putih atau kuning.Jamur White-rots memecah lignin dalam kayu, lalu meninggalkan selulosa yang berwarna lebih terang di belakang, beberapa dari mereka memecah lignin dan selulosa dengan cara menghasilkan enzim, seperti lakase, yang diperlukan untuk memecah lignin dan molekul organik kompleks lainnya.Ada banyak enzim yang berbeda yang terlibat dalam pembusukan kayu oleh jamur White-rots, beberapa di antaranya langsung mengoksidasi lignin. Kelimpahan fenil propana rantai alkil pada sisi lignin menurun ketika membusuk oleh jamur White-rots. Telah dilaporkan bahwa jamur tiram (Pleurotus ostreatus) istimewa membusukkan lignin bukan polisakarida. Hal ini berbeda dengan beberapa jamur White-rots lainnya misalnya Phanerochaete chrysosporium, yang tidak menunjukkan selektivitas untuk lignoselulosa.Jamur Madu (Armillaria spp.) Adalah jamur White-rots yang terkenal karena menyerang pohon hidup. Pleurotus ostreatus dan jamur tiram lainnya adalah jamur White-rots umumnya yang dibudidayakan, tapi P. ostreatus tidak parasit dan tidak akan tumbuh pada pohon yang hidup, kecuali jika sudah meninggal karena penyebab lain. Jenis jamur White-rots lainnya termasuk turkey tail, artist's conch, tinder fungus, dan C. subvermispora.