1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada saat ini dunia sedang dihadapkan pada isu perubahan iklim dunia

akibat dari pemanasan global. Perubahan iklim dunia sudah mulai terlihat dengan

iklim yang mulai tidak menentu seperti contoh di Indonesia. Kenaikan suhu udara

di Jambi yang pernah mencapai 40˚C dan juga provinsi Riau yang pernah

mencapai 36,6˚C (Anonim, 2013). Mulai dari aktivitas manusia, energi, polusi,

gas rumah kaca, urban heat island hingga limbah menyumbang pemanasan

global.

Gerakan penanggulangan pemanasan global sedang menjadi topik besar di

beberapa negara di dunia. Gerakan tersebut dimulai dari aksi kecil yang dilakukan

individual-individual manusia yang peduli lingkungan hingga lembaga pecinta

lingkungan baik nasional maupun internasional. Pernyataan laporan dari World

Bank bahwa apabila komunitas global gagal menanggapi isu perubahan iklim ini

maka suhu bumi berpotensi naik sebanyak 4 derajat di akhir abad ini. Kegagalan

ini akan berdampak pada serangkaian perubahan drastis yang membahayakan

termasuk gelombang panas ekstrim, turunnya pasokan pangan global dan

meningkatnya permukaan air laut yang mempengaruhi kehidupan ratusan juta

orang. Oleh karena itu saat ini tidak sedikit penelitian mengusahakan upaya

mengarah penanggulangan pemanasan global ini diantaranya greening material.

2

Greening material merupakan suatu alternatif produk menggunakan

tumbuhan dengan media tanah/ non tanah pada area yang tidak termanfaatkan

(death space), seperti tembok, atap dan lain sebagainya (Ushada, 2011). Greening

material tidak hanya berfungsi sebagai bahan penghijauan, tetapi bernilai tambah

sebagai pelapis bahan bangunan, menggunakan prinsip bio-towel seperti prinsip

handuk yang menyerap air, dan yang dapat memperlancar aliran keluar masuk

udara dalam suatu sistem. Selain itu dapat juga menurunkan suhu ruang,

menggantikan air conditioner. Oleh karena itu greening material memiliki daya

tarik (affectivity) untuk penduduk Jepang dan Indonesia (Ushada dan Murase,

2011) sehingga berpotensi untuk diaplikasikan di Indonesia.

Letak Indonesia yang berada pada garis khatulistiwa menyebabkan

Indonesia banyak ditumbuhi oleh berbagai jenis flora. Banyaknya jenis flora ini

ada yang sudah dimanfaatkan ada pula yang belum dimanfaatkan. Sejalan dengan

hal tersebut, pengembangan dan pengkajian banyak dilakukan untuk pemanfaatan

tanaman salah satunya sebagai greening material. Dalam kajian yang dilakukan

oleh Murase (2004) jenis tumbuhan yang dikembangkan menjadi greening

material adalah lumut Sunagoke (Rhacomitrium japonicum) untuk bahan pelapis

bangunan atap, taman dan dinding. Potensi yang dimiliki lumut dan seringkali

diabaikan menjadi alasan kuat memilih lumut sebagai greening material. Potensi

pertumbuhan lumut di Indonesia cukup besar sehingga greening material dengan

lumut ini memiliki potensi untuk dikembangkan di Indonesia.

Indonesia memiliki program yang dapat dikaitkan dengan potensi greening

material ini yaitu pemberdayaan masyarakat perdesaan. Pemberdayaan

3

masyarakat perdesaan diinstruksikan oleh Presiden melalui Inpres Presiden RI

Nomer 3 Tahun 2001. Isi dari instruksi tersebut menjelaskan bahwa semua kepala

pemerintahan bertanggung jawab melaksanakan pemberdayaan masyarakat

perdesaan melalui penerapan dan pengembangan teknologi tepat guna.

Pemberdayaan masyarakat di perdesaan diharapkan dapat mendorong

pengembangan perekonomian dan pembangunan perdesaan.

Hargobinangun adalah salah satu desa di DIY yang melakukan

pemberdayaan masyarakat. Desa Hargobinangun bertempat di Kecamatan Pakem

Kabupaten Sleman Provinsi DIY. Desa Hargobinangun merupakan daerah KRB

(Kawasan Rawan Bencana) Merapi yang menerapkan program tema “Merapi

Sahabat Kita”. Program ini berhubungan dengan program yang dicanangkan

pemerintah mengenai pemberdayaan masyarakat perdesaan. Realisasi program

tema tersebut Desa Hargobinangun melaksanakan program pelestarian

lingkungan. Program yang telah dijalankan bekerjasama dengan riset grup dari

RECAT (Research Collaboration in Agroindustrial Technology) Fakultas

Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada.

Penelitian riset grup RECAT merupakan kerja sama penelitian

Laboratorium Sistem Produksi, Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas

Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Indonesia dengan Laboratorium

Bioproduction Engineering, Jurusan Mechanical Engineering, Osaka Prefecture

University, Jepang. Penelitian riset grup ini telah dilakukan sejak tahun 2011.

Penelitian telah dilakukan dalam 4 tahapan yaitu perancangan produk, identifikasi

kebutuhan, pengujian kebutuhan teknis dan penentuan desain konsep serta uji

4

kelayakan konsep. Pada perancangan produk, identifikasi kebutuhan, pengujian

kebutuhan teknis dan penentuan desain konsep menghasilkan produk modul

greening material lumut atap asbes dengan menggunakan diagram kansei

engineering untuk memetakan atribut responden menjadi parameter. Selanjutnya

tahapan uji kelayakan konsep dilakukan tahun 2012 untuk uji performansi suhu

dan hidrologis yang menunjukan kecocokan untuk diterapkan di wilayah

Yogyakarta. Semua tahapan tersebut telah dilakukan sejak tahun 2011. Pada

tahapan berikutnya penelitian yang dilakukan adalah peningkatan skala (scale up)

proses produksi untuk menjadi skala industri komersial yang dilakukan tahun

2013. Scale up yang dilakukan menggunakan dua metode berbeda yaitu Taguchi

dan Analisis Dimensional.

Konsep greening material menggunakan lumut yang akan dilakukan di

Desa Hargobinangun pada penelitian tahap awal mendapatkan respon positif dari

masyarakatnya. Konsep greening material akan menjadi program agroekowisata

untuk Desa Hargobinangun. Dilanjutkan pada penelitian tahun 2012, Sistem

Produksi Greening material sedang dikembangkan dengan melakukan validasi

proses produksi dan pengujian produk di Laboratorium Sistem Produksi

Universitas Gadjah Mada dan Desa Hargobinangun sebagai Laboratorium

Lapangan. Validasi proses produksi telah dilakukan untuk produk greening

material atap lumut. Validasi ini berupa konsep awal proses produksi dalam skala

laboratorium. Kemudian penelitian pengujian produk dilakukan terhadap mutu

dan hidrologi produk.

5

Scale up merupakan salah satu tahapan dalam proses pengembangan

produk baru. Tahapan dalam scale up itu sendiri adalah meningkatkan skala

produksi yang semula dalam skala kecil (laboratorium) menjadi skala lebih besar

(komersial). Penelitian tim RECAT greening material adalah pengembangan

produk greening material menuju produk yang komersial sehingga tahapan yang

dilakukan selanjutnya adalah scale up. Penelitian-penelitian sebelumnya

dilakukan dalam skala laboratorium dengan setiap proses produksi menghasilkan

2 modul lumut atap asbes. Produksi dengan skala lebih besar akan meningkatkan

jumlah produk setiap kali produksi sehingga penggunaan produk dalam program

agroekowisata di Desa Hargobinangun akan terpenuhi dan bahkan dapat

digunakan untuk masyarakat luas.

Beberapa permasalahan dapat muncul ketika tahapan scale up dilakukan.

Permasalahan timbul ketika produk yang dihasilkan dari produksi skala lebih

besar tidak serupa dengan produk yang dihasilkan produksi skala

laboratoriumnya. Hal ini dapat terjadi dalam scale up karena data optimum

parameter skala laboratorium kurang. Hasil yang tidak serupa harus dicegah agar

scale up yang dilakukan berhasil. Oleh karena itu sebelum scale up dilakukan

dalam skala komersialnya perlu melewati pilot plant untuk menghindari

pemborosan biaya.

Konsep skala laboratorium proses produksi greening material lumut

Sphagnum sp ini berdasarkan penelitian sebelumnya menggunakan konsep

aquaculture. Tahapan yang dilalui untuk melakukan scale up dengan konsep

tersebut adalah permodelan pilot plant. Model pilot plant ini digunakan karena

6

model biasanya digunakan sebagai tahap awal pengembangan suatu proses

produksi baru yang masih mengandalkan informasi yang belum banyak diuji.

Scale up berbasis model lebih mudah untuk diterapkan dari segi ekonomis dan

dinamis untuk dilakukan perubahan daripada langsung menuju skala komersial.

Model pilot plant dirancang menggunakan metode analisis dimensional. Metode

ini dapat membangun model skala lebih besar dengan menjaga tetap sama gugus

nirmata sebagai parameter rancang model. Berbeda dengan metode taguchi yang

melalukan scale up untuk mendapatkan kombinasi parameter proses yang optimal.

B. Rumusan Masalah

Tahapan penelitian greening material menggunakan lumut Sphagnum sp

pada akhirnya akan menuju ke industri komersial. Sementara itu produksi yang

dilakukan dalam penelitian-penelitian sebelumnya masih dalam skala

laboratorium. Tahapan yang harus dilewati selanjutnya adalah scale up untuk

menuju pada skala komersial. Scale up dilakukan untuk meningkatkan skala

produksi dengan tetap mempertahankan mutu antara skala laboratorium dan skala

komersial. Produksi dengan skala lebih besar akan meningkatkan jumlah produk

yang dihasilkan sehingga dapat memenuhi program agroekowisata pada desa

Hargobinangun bahkan dapat digunakan untuk masyarakat luas.

C. Batasan Masalah

Penelitian scale up proses produksi greening material lumut Sphagnum sp

membatasi masalah yang diamati antara lain

7

1. Scale up proses produksi greening material dilakukan untuk akuarium

proliferasi berdasarkan titik kritis dalam diagram alir proses.

2. Perancangan akuarium proliferasi menggunakan prinsip kesamaan

geometris dan metode analisis dimensional.

3. Scale up dilakukan untuk membuat pilot plant.

4. Variabel terikat yang digunakan adalah rata-rata fotosintesis, sedangkan

variabel bebas yang digunakan antara lain massa jenis udara, kecepatan

aliran udara, diameter air stone, viskositas udara, massa lumut, massa

hyponex, volume air, panjang akuarium, lebar akuarium, tinggi akuarium.

D. Tujuan Penelitian

1. Menentukan titik kritis proses produksi greening material.

2. Merancang akuarium proliferasi skala pilot plant untuk scale up produksi

greening material dengan metode analisis dimensional.

3. Membandingkan mutu produk skala laboratorium dengan produk skala

pilot plant.

E. Manfaat Penelitian

Penelitian scale up sistem produksi greening material lumut Sphagnum sp

memiliki manfaat secara umum yaitu:

1. Dapat digunakan sebagai acuan melakukan scale up proses produksi

agroindustri secara sistematis.

8

2. Dapat ikut berperan serta dalam pengembangan produk greening

material sebagai alternatif penanggulangan pemanasan global.

Selain manfaat secara umum, penelitian ini juga memiliki manfaat secara

khusus yaitu dapat membantu Desa Hargobinangun dalam rintisan program

pemberdayaan masyarakat agroekowisata untuk Daerah Istimewa Yogyakarta.