jilid 2 - opac.lib.idu.ac.id

BIOMATERIAL-BOTANIImplementasi Untuk Material Pertahanan

Riyadi JuhanaSovian Aritonang

BIO

MA

TE

RIA

L-B

OT

AN

Il

Im

ple

me

nta

si U

ntu

k M

ate

rial P

erta

ha

na

n

Jilid 2

Jilid 2

i

PENGANTAR PENULIS

Rekayasa biomaterial untuk teknologi pertahanam merupakan salah

satu pilar utama dalam mendukung kemajuan dibidang teknologi

pertahanan Indonesia. Karena dukungan sumber daya alam yang

dimiliki Indonesia sangat berlimpah terutama sumber daya alam hayati

yaitu hutan yang terdiri botani (tumbuhan dan pohon) yang

keanekaragamannya sangat kaya. Ini dapat dimanfaatkan untuk

pengembangan kemandirian kebutuhan material pada industri

pertahanan. Karena sampai saat ini kebutuhan material untuk industri

pertahanan masih didatangkan dari luar, terutama material untuk

memproduksi propelan, amunisi dan bahan peledak, yang bahan

dasarnya berupa bahan nabati yaitu selulosa dan resin yang berasal

dari tumbuhan atau pepohonan.

Buku Biomaterial-Botani, Implementasi Untuk Material

Pertahanan Jilid 2 sebagai rujukan dan referensi mahasiswa yang

akan mendalami dan meneliti teknologi pertahanan khusus biomaterial

untuk industri pertahanan, untuk mengetahui berbagai material yang

dibutuhkan untuk memproduksi alat dan peralatan di bidang

pertahanan. Saat ini jumlah universitas atau perguruan tinggi yang

memiliki Fakultas Teknologi Pertahanan hanya satu perguruan tinggi

yaitu Universitas Pertahanan. Namun, kami melihat belum ada satu

buku yang mengupas dengan lengkap mengenai Biomaterial Untuk

Material Pertahanan yang mendukung industri pertahanan.

Walaupun disusun sebagai buku teks mahasiswa, buku ini juga

bermanfaat bagi para praktisi di industri yang ingin memahami tentang

perkembangan dan peluang untuk masuk sebagai pelaku industri

pertahanan.

ii

Tidak ada ilmu yang sempurna dan kesempurna hanya milik Nya.

Dalam buku ini, kami memahami bahwa akan banyak kekurangan

disana-sini untuk penyempurnaan di masa yang akan datang. Kami

mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca

semua. Terima kasih.

Sentul-Bogor, April 2020

Sovian Aritonang

Riyadi Juhana

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR........................................................................... i

DAFTAR ISI ................................................................................... iii

BAB 6 LIMBAH KELAPA SAWIT ...................................................... 1

6.1 Kelapa Sawit .............................................................. 1

6.1.1 Syarat Tumbuh Kelapa Sawit .............................. 3

6.1.2 Estimasi Produksi .......................................... 1113

6.2 Potensi Limbah Kelapa Sawit ..................................... 17

6.2.1 Proses Pengolahan Sawit ................................. 18

6.2.2 Perebusan .................................................... 1121

6.2.3 Pemurnian dan Penjernihan Minyak Sawit/

Proses Klarifikasi .......................................... 1122

6.2.4 Pemisahan Biji dari Sisa-Sisa

Daging Buah (Ampas) ..................................... 23

6.2.5 Pengeringan dan Pemecahana Bijih Sawit ...... 1125

6.2.6 Pemisahan Inti Sawit dari Cangkang ................. 25

6.2.7 Tinjauan Hasil Sampingan Pengolahan TBS .... 1127

6.3 Jenis Limbah Sawit ................................................. 1327

6.3.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit............................ 27

6.3.2 Cangkang (Shell) ............................................ 28

6.3.3 Serabut ( Fiber) .............................................. 29

6.3.4 Wet Decanter Solid (Lumpur Sawit) .................. 30

6.4 Pemanfaatan Limbah Sawit ....................................... 32

6.4.1 Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) ... 32

6.4.2 Limbah Cangkah dan Serabut ........................... 35

6.5. Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit

iv

Untuk Material Pertahanan ....................................... 36

Referensi ......................................................................... 41

BAB 7 LIMBAH NANAS ................................................................ 43

7.1 Nanas ....................................................................... 43

7.1.1 Nanas Varietas Queen ...................................... 46

7.1.2 Nanas Varietas Cayane .................................... 47

7.1.3 Nanas Varietas Spanish .................................... 48

7.2 Potensi Limbah Nanas ................................................ 49

7.3 Jenis Limbah Nanas ................................................... 51

7.3.1 Daun Nanas .................................................... 52

7.3.2 Mahkota Nanas................................................ 53

7.4 Pemanfaatan Limbah Nanas ....................................... 55

7.5 Pemanfaatan Limbah Nanas Untuk

Material Pertahanan .................................................. 83

Referensi ......................................................................... 88

BAB 8 ECENG GONDOK .............................................................. 91

8.1 Eceng Gondok ........................................................... 91

8.2 Potensi dan Permasalahan Eceng Gondok .................... 99

8.3 Pemanfaatan Eceng Gondok ...................................... 101

8.3.1 Pemanfaatan Eceng Gondok

Untuk Bahan Kerajinan .................................... 102

8.3.2 Pemanfaatan Eceng Gondok Sebagai

Biogas ............................................................ 113

8.3.3 Pemanfaatab Eceng Gondok Sebagai

Bahan Baku Kertas .......................................... 116

8.4 Pemanfaatan Eceng Gondok Untuk

v


Referensi ........................................................................ 135

BAB 9 POHON LONTAR .............................................................. 137

9.1 Pohon Lontar ............................................................ 137

9.1.1 Manfaat Tanaman Lontar ................................ 139

9.1.2 Serabut Tanaman Lontar ................................. 140

9.2 Potensi Pohon Lontar ................................................ 142

9.3 Pemanfaatan Pohon Lontar ....................................... 145

9.3.1 Penyadapan Lontar ......................................... 146

9.3.2 Pengolahan Bioetanol Lontar ........................... 149

9.4 Pemanfaatan Pohon Lontar Untuk


Referensi ........................................................................ 161

BAB 10 JAGUNG ......................................................................... 163

10.1 Tanaman Jagung .................................................... 163

10.1.1 Asal Tanaman Jagung ................................. 164

10.1.2 Evolusi Tanaman Jagung ............................. 167

10.1.3 Penyebaran Tanaman Jagung ...................... 177

10.1.4 Taksonomi Tanaman Jagung ....................... 180

10.2 Potensi Limbah Jagung ........................................... 182

10.2.1 Kulit Jagung ............................................... 182

10.2.2 Tongkol Jagung .......................................... 184

10.3 Pemanfaatan Limbah Jagung .................................. 185

10.3.1 Pemanfaatan Tongkol Jagung

Untuk Produk Kesehatan

(Pembalut Wanita) ...................................... 186

vi

10.3.2 Pemanfaatan Kulit Jagung

Untuk Metil Selulosa .................................... 196

10.4 Pemanfaatan Limbah Jagung

Untuk Material Pertahanan ...................................... 209

Referensi ....................................................................... 210

INDEKS ...................................................................................... 215

TENTANG PENULIS...........................................................................

1

BAB 6

LIMBAH KELAPA SAWIT

6.1 Kelapa sawit

Kelapa sawit (Elaeis guinensis jack) merupakan pohon/tanaman

perkebunan/industri berupa pohon batang lurus dari famili Palmae.

Tanaman tropis ini dikenal sebagai penghasil minyak sayur asalnya dari

Amerika. Tepatnya di Brazil yang merupakan tempat di mana pertama

kali kelapa sawit tumbuh. Kemudian dari tempat ini tanaman kelapa

sawit menyebar ke Afrika, Amerika Equatorial, Asia Tenggara, dan

Pasifik Selatan. Benih kelapa sawit pertama kali yang ditanam di

Indonesia pada tahun 1984 berasal dari Mauritius, Afrika. Perkebunan

kelapa sawit pertama dibangun di Tanahitam, Hulu Sumatera Utara

oleh Schadt (Jerman) pada tahun 1911.

Selain penghasil minyak sayur itu kelapa sawit juga memiliki banyak

manfaat yaitu sebagai bahan bakar alternatif Biodisel, bahan pupuk

kompos, bahan dasar industri lainnya seperti industri kosmetik, industri

makanan, dan sebagai obat. Prospek pasar bagi olahan kelapa sawit

cukup menjanjikan, karena permintaan dari tahun ke tahun mengalami

peningkatan yang cukup besar, tidak hanya di dalam negeri, tetapi juga

di luar negeri. Oleh sebab itu, sebagai negara tropis yang masih

memiliki lahan yang cukup luas, Indonesia berpeluang besar untuk

mengembangkan perkebunan kelapa sawit.

2

Untuk di Indonesia ada beberapa varietas unggul kelapa sawit adalah

varietas Dura sebagai induk betina dan Pisifera sebagai induk jantan.

Hasil persilangan tersebut memiliki kualitas dan kuantitas yang lebih

baik. Varietas unggul hasil persilangan antara lain: Dura Deli Marihat

(keturunan 434B x 34C; 425B x 435B; 34C x 43C), Dura Deli D.

Sinumbah, Pabatu, Bah Jambi, Tinjowan, D. Ilir (keturunan 533 x 533;

544 x 571), Dura Dumpy Pabatu, Dura Deli G. Bayu dan G Malayu

(berasal dari Kebun Seleksi G. Bayu dan G. Melayu), Pisifera D.

Sinumbah dan Bah Jambi (berasal dari Yangambi), Pisifera Marihat

(berasal dari Kamerun), Pisifera SP 540T (berasal dari Kongo dan

ditanam di Sei Pancur).

Ilustrasi beberapa jenis varietas bibit kelapa sawit yang dikategorikan

memenuhi syarat seperti pada Gambar 1.1.

Gambar 6.1 Bibit Kelapa Sawit yang Memenuhi Syarat

(Departemen Pertanian, 2004)

3

Gambar 6.2 Budidaya Kelapa Sawit (Departemen Pertanian, 2004)

Untuk tumbuh pohon kelapa sawit dengan baik ada beberapa

persyaratan yang harus dilaksanakan yaitu:

6.1.1 Syarat Tumbuh Kelapa Sawit

Kelapa sawit yang tumbuh tegak lurus dapat mencapai ketinggian 15 -

20 meter. Tanaman berumah satu (monoecious) karena bunga jantan

dan bunga betina terdapat pada satu pohon.Bunga kelapa sawit terdiri

4

dari bunga jantan dan bunga betina. Bunga jantan memiliki bentuk

lancip dan panjang sementara bunga betina terlihat lebih besar dan

mekar (Setyamidjaja, 2006). Akar tanaman kelapa sawit mempunyai

sistem perakaran serabut. Jika aerasi cukup baik, akar tanaman kelapa

sawit dapat menembus kedalaman 8 m di dalam tanah, sedangkan

yang tumbuh ke samping dapat mencapai radius 16 m (Sastrosayono,

2003).

Batang tanaman diselimuti bekas pelepah hingga umur 12 tahun.

Setelah umur 12 tahun pelepah kelapa sawit yang mengering akan

terlepas sehingga menjadi mirip dengan tanaman kelapa. Daun kelapa

sawit merupakan daun majemuk yang di bagian pangkal pelepah daun

terbentuk dua baris duri yang sangat tajam dan keras di kedua sisinya.

Anak-anak daun (foliage leaflet) tersusun berbaris dua sampai ke ujung

daun. Buah kelapa sawit terdiri atas beberapa bagian, yaitu eksokarp,

perikarp, mesokarp, endokarp, dan kernel. Mesokarp yang masak

mengandung 45 – 50 % minyak dan berwarna merah kuning karena

mengandung karoten. Buah sawit mempunyai warna bervariasi dari

hitam, ungu, hingga merah tergantung bibit yang digunakan (Sunarko,

2007).

1. Syarat Tumbuh Kelapa sawit

Habitat aslinya kelapa sawit adalah daerah semak belukar. Tanaman ini

tumbuh sempurna di ketinggian 1-500 mdpl dengan kelembaban 80-

90% dan kecepatan angin 5-6 km/jam untuk membantu proses

penyerbukan. Sawit membutuhkan iklim dengan curah hujan stabil,

5

2000-2500 mm setahun. Pola curah hujan tahunan memengaruhi

perilaku pembungaan dan produksi buah sawit.Tanaman kelapa sawit

memerlukan penyinaran antara 5-7 jam/hari. Temperatur optimal

untuk pertumbuhan kelapa sawit 24°C – 28°C.

Kelapa sawit dapat tumbuh pada jenis tanah Podzolik, Latosol,

Hidromorfik Kelabu, Alluvial atau Regosol, tanah gambut saprik,

dataran pantai dan muara sungai. Produksi kelapa sawit lebih tinggi jika

di tanam di daerah bertanah Podzolik. Kemiringan lahan kebun kelapa

sawit sebaiknya tidak lebih dari 15°. Jika kemiringan lahan sudah

melebihi 15° maka diperlukan tindakan konservasi tanah berupa

pembuatan terasan, tapak kuda, rorak dan parit kaki bukit.

2. Kesesuaian lahan

Lahan yang sesuai untuk kelapa sawit dapat berupa hutan primer dan

sekunder, semak belukar, bekas perkebunan komoditas lain (karet,

kelapa, kakao), padang alang-alang, atau bahkan bekas kebun

tanaman pangan (jagung, singkong, padi gogo), serta kebun kelapa

sawit tua (peremajaan). Teknik pembukaan lahan dapat dilakukan

secara manual, mekanis, kimia atau kombinasi, tergantung keadaan

vegetasinya.

Ketinggian Tempat : Tanaman kelapa sawit bisa tumbuh dan

berbuah hingga ketinggian tempat 1000 mdpl. Namun, untuk

produktivitas optimalnya diketinggian 400m dpl.

Topografi : Baik dikemiringan lereng 0°-12° atau 21%. Lahan yang

kemiringannya 13°-25° masih bisa ditanami kelapa sawit, tetapi

6

petumbuhannya kurang baik. Untuk lahan yang kemiringannya

>25° sebaiknya tidak dipilih karena menyulitkan dalam

pengangkutan buah saat panen dan beresiko terjadi erosi.

Drainase : Kelapa sawit memerlukan oksigen sehingga tidak

menyukai daerah yang tergenang. Drainase yang jelek dapat

menghambat kelancaran penyerapan unsur hara dan proses

nitrifikasi , sehingga tanaman akan kekurangan unsur nitrogen (N).

Tanah : Kelapa sawit dapat tumbuh di tanah podsolik, latosol,

hidromorfik kelabu, regosol, andosol, dan alluvial. Tanah gambut

juga dapat di tanami kelapa sawit asalkan ketebalan gambutnya

tidak lebih dari satu meter dan sudah tua (saphrik).

Sifat tanah yang perlu di perhatikan untuk budi daya kelapa sawit

adalah sebagai berikut :

Sifat Fisik Tanah

Tanaman kelapa sawit dapat tumbuh baik di tanah yang bertekstur

lempung berpasir, tanah liat berat, tanah gambut memiliki

ketebalan tanah lebih dari 75 cm, dan berstruktur kuat.

Sifat Kimia Tanah

Untuk mendapatkan produksi yang tinggi dibutuhkan kandungan

unsur hara yang tinggi dan pH tanah bereaksi dengan asam dengan

kisaran nilai 4,0-6,0 dan ber pH optimum 5,0-5,5.

3. Kesesuaian iklim

Menurut Mangoensoekarjo (2007) Sawit dapat tumbuh dengan baik di

daerah tropis (15° LU – 15° LS). Curah hujan optimal untuk tanaman

7

kelapa sawit adalah 1,250 – 2,500 mm/tahun. Kelapa sawit lebih

toleran dengan curah hujan yang tinggi dibandingkan dengan jenis

tanaman lainnya. Jumlah bulan kering lebih dari 3 bulan merupakan

faktor pembatas berat. Adanya bulan kering yang panjang dan curah

hujan yang rendah akan menyebabkan terjadinya defisit air. Keadaan

angin tidak terlalu berpengaruh karena kelapa sawit lebih tahan

terhadap angin kencang di bandingkan tanaman lainnya (Pusat

Penelitian Kelapa Sawit, 2006).

4. Rencana Budidaya

Dalam rencana budidaya kelapa sawit ada beberapa yang harus

dikerjakan atau disiapkan yaitu:

a. Pemilihan Benih, Varietas dan Bentuk Benih

Secara garis besar ada 3 (tiga) jenis benih kelapa sawit yang

dibudidayakan menurut ketebalan dagingnya yaitu Dura, Pisifera

dan Tenera.Benih yang saya pilih adalah benih jenis Tenera. Tenera

dihasilkan dari persilangan antara induk Dura dan jantan Pisifera.

Jenis ini dianggap bibit unggul sebab melengkapi kekurangan

masing-masing induk dengan sifat cangkang buah tipis namun

bunga betinanya tetap fertil. Beberapa tenera unggul memiliki

tempurung yang tipis (3-20%), ukuran biji sedang (3-15%),

persentase daging per buahnya mencapai 90%, kandungan minyak

per tandannya dapat mencapai 28%. Cara penyemaiannya,

kecambah dimasukkan polibag 12×23 atau 15×23 cm berisi 1,5-

2,0 kg tanah lapisan atas yang telah diayak. Kecambah ditanam

sedalam 2 cm. Tanah di polibag harus selalu lembab. Simpan

8

polibag di bedengan dengan diameter 120 cm. Setelah berumur 3-

4 bulan dan berdaun,4-5,helai.bibit,dipindahtanamkan. Bibit dari

dederan dipindahkan ke dalam polibag 40×50 cm setebal 0,11 mm

yang berisi 15-30 kg tanah lapisan atas yang diayak.

b. Penyiapan lahan

Dalam penyiapan lahan ada beberapa yang harus dilakukan yaitu:

- Pembukaan Lahan

Dilakukan dengan cara membuat jalan rintisan untuk

pengukuran, membuat petak-petak hektaran (blok),menebang

pohon berdiameter lebih dari 3 inch menggunakan chainsaw.

Batang pohon yang sudah di tebang, dipotong menjadi ukuran

yang lebih kecil dan di tumpuk agar lebih mudah kering. Untuk

rencana peremajaan, semua dahan dan ranting dari pohon

yang sudah di tebang di potong sepanjang 5 meter lalu di

tumpuk menurut barisan yang teratur. Tanggul atau sisa pohon

bekas penebangan liar yang letaknya bertepatan dengan

lubang tanaman harus di bongkar.

- Pengolahan Tanah

Pengolah tanah dilakukan dengan cara membersihkan lahan

dari gulma menggunakan traktor dengan dua rotasi yang

berurutan berupa pembajakan dan penggarukan, arahnya

tegak lurus atau paling tidak sedikit menyilang. Sementara itu,

interval antara rotasi minimum dilakukan dalam dua minggu.

9

Gambar 6.3 Pembukaan Lahan Perkebunan Sawit

(Pusat Penelitian Kelapa Sawit, 2006)

Gambar 6.4 Pengolahan Tanah Lahan Perkebunan Sawit


- Pembuatan Parit, Teras, dan Jalan

Pembuatan Jalan dilakukan dengan cara mengorek, menimbun,

mengeraskan bagian lapangan, membuat bentang, dan membuat

parit di sebelah kiri-kanan jalan. Jalan utama dan jalan produksi

dibuat dengan bulldozer dan atau grader. Jalan sepanjang 1 km

dibuat dalam waktu 40-80 jam kerja dengan pemakaian bahan

10

bakar 80 liter/jam kerja. Selanjutnya, jalan di padatkan dengan

menggunakan alat pemadat (bomag). Pekerjaan ini umumnya

dilakukan pada akhir musim hujan. Pembuatan parit dikerjakan

dengan menggali tanah sesuai ukuran dasar. Tanah galiannya di

buang ketempat tertentu. Saluran air di daerah berbukit berupa

saluran kebun dan saluran utama yang menyalurkan air ke saluran

drainase alam (sungai). Saluran kebun di buat setiap 16 baris

tanaman kelapa sawit dan di buat menurut kontur lahan. Saluran

utama di buat dengan lebar bagian atas 150 cm, lebar bagian

bawah 80 cm. saluran kebun di buat dengan lebar bagian atas 90

cm, lebar bagian bawah 60 cm, dan kedalaman 60 cm. Teras

individu di buat menggunakan mal berbentuk tapak kuda dengan

muka teras menhadap kearah lereng bukit. Ukuran teras 3 m x 3

m, jarak antara ajir tanaman dan tepi muka teras selebar 1,25 m.

Gambar 6.5 Pembuatan Parit di Lahan Perkebunan Sawit (Pusat Penelitian Kelapa Sawit, 2006)

11

Gambar 6.6 Pembuatan Teras di Lahan Perkebunan Sawit (Pusat Penelitian Kelapa Sawit, 2006)

Gambar 6.7 Pembuatan Jalan di Lahan Perkebunan Sawit


- Penanaman

Penentuan Pola Tanaman: pola tanam menggunakan sistem

monokultur. Tanaman penutup tanah (legume cover crop LCC)

pada areal tanaman kelapa sawit sangat penting karena dapat

12

memperbaiki sifat-sifat fisika, kimia dan biologi tanah, mencegah

erosi, mempertahankan kelembaban tanah dan menekan

pertumbuhan tanaman pengganggu (gulma). Penanaman tanaman

kacang-kacangan sebaiknya dilaksanakan segera setelah persiapan

lahan selesai.

Pembuatan Lubang Tanam: pembuatan lubang dilakukan secara

mekanis. Lubang tanam disiapkan 2 - 4 minggu sebelum tanam,

sebaiknya paling lambat 4 minggu. Ukuran lobang berkisar antara

60 dan 90 cm dengan kedalaman 60 cm, tergantung kondisi tanah.

Jika tanah gembur dan subur, cukup 60 x 60 x 60 cm, tetapi kalau

tanahnya lebih padat atau berliat dan kurang subur, sebaiknya

ukuran lobang lebih besar.Jarak tanam yang direkondasikan adalah

9 x 9 x 9 m sistem persegi panjang. Penggalian lubang dilakukan

pada titik ajir sedemikian rupa sehingga ajir berada tepat di tengah

lubang tanam. Buat tanda batas penggalian dengan tongkat

berukuran tadi sebelum ajir dicabut untuk penggalian lubang.

Setelah lubang selesai, ajir harus dikembalikan pada posisi tepat di

tengah lubang. Tanah galian dipilah dua yaitu lapisan atas (top soil)

dan lapisan bawah (sub soil) serta meletakkannya terpisah pada

sisi lubang yang berbeda (kiri – kanan atau utara – selatan) dalam

arah yang konsisten.

Cara Penanaman: penanaman pada awal musim hujan yaitu bulan

Oktober dan bulan November, setelah hujan turun dengan teratur.

Sehari sebelum tanam, siram bibit pada polibag. Lepaskan plastik

polybag hati-hati dan masukkan bibit ke dalam lubang. Taburkan

13

Natural GLIO yang sudah dikembangbiakkan dalam pupuk kandang

selama +1 minggu di sekitar perakaran tanaman. Segera ditimbun

dengan galian tanah atas. Siramkan POC NASA secara merata

dengan dosis ± 5-10 ml/ liter air setiap pohon atau semprot (dosis

3-4 tutup/tangki). Lalu gunakan 1 botol SUPER NASA yang

diencerkan dalam 2 liter (2000 ml) air. Kemudian setiap 1 liter air

diberi 10 ml larutan induk tadi untuk penyiraman setiap pohon.

Gambar 6.8 Cara Penanaman Tanaman Sawit


6.1.2 Estimasi Produksi

Dalam penentukan estimasi produksi dari tanaman sawit ditentukan

oleh kriteria berikut.

14

1. Kriteria Matang Panen

Kelapa sawit mulai berbuah setelah 2,5 tahun dan masak 5,5 bulan

setelah penyerbukan. Dapat dipanen jika tanaman telah berumur

31 bulan, sedikitnya 60% buah telah matang panen, dari 5 pohon

terdapat 1 tandan buah matang panen. Ciri tandan matang panen

adalah sedikitnya ada 5 buah yang lepas/jatuh dari tandan yang

beratnya kurang dari 10 kg atau sedikitnya ada 10 buah yang lepas

dari tandan yang beratnya 10 kg atau lebih. Tanaman dengan umur

kurang dari 10 tahun, jumlah brondolan kuran lebih 10 butir dan

tanaman dengan umur lebih 10 tahun, jumlah brondolan sekitar

15-20 butir. Tanaman kelapa sawit akan menghasilkan tandan buah

segar (TBS) yang dapat dipanen pada saat tanaman berumur 3

atau 4 tahun. Produksi TBS yang dihasilkan akan terus bertambah

seiring bertambahnya umur dan akan mencapai produksi yang

optimal dan maksimal pada saat tanaman berumur 9 – 14 tahun,

dan setelah itu produksi TBS yang dihasilkan akan mulai menurun.

Umumnya, tanaman kelapa sawit akan optimal menghasilkan TBS

hingga berumur 25 – 26 tahun.

2. Cara Panen

Pemanenan dilakukan untuk umur < 7 tahun menggunakan alat

dodos dengan lebar 10- 12,5 cm dengan gagang pipa besi atau

tongkat kayu dan untuk kelapa sawit umur > 7 tahun menggunakan

egrek yang disambung dengan pipa alumunium atau batang

bambu. Untuk memudahkan pemanenan, sebaiknya pelepah daun

yang menyangga buah dipotong terlebih dahulu dan diatur rapi di

tengah gawangan. Tandan buah yang matang dipotong sedekat

mungkin dengan pangkalnya, maksimal 2 cm. Brondolan harus

15

bersih dan tidak tercampur tanah atau kotoran lain. Selanjutnya

tandan dan brondolan dikumpulkan di TPH.

3. Panen Pertama

Pemanenan pertama dilakukan setelah 4 tahun dengan hasil

produksi 0,5 ton/ha perbulannya. Per kilo 1700 rb. 0,5 ton (500 kg)

x 1700 = 850 rb. Hasil akan naik seiring dengan umur tanaman,

berikut perkiraannya :

Tahun ke 6 – 10 ≥ 1,2 ton – 1,5 ton per HA tiap bulan

Tahun ke 11 – 15 ≥ 1,6 ton – 2,5 ton per HA tiap bulan

Jadi pada tahun ke 4 bisa mendapatkan hasil panen per HA per

bulan sekitar 700 rb per bulan. Jika dihitung secara sederhana 700

rb x 36 bulan = 25 jt-an. Modal yang dikeluarkan sekitar 17 jt per

HA sampai umur 4 th. Ada selisih 8 jt-an yang bisa dipakai untuk

ongkos produksi selama 3 th tersebut (dari umur 4 th – 7 th). Jadi

Estimasi pada umur 7 th atau setelah sawit menghasilkan yaitu

umur 4 th, dimana ini berarti ada masa 3 tahun yang dibutuhkan

supaya BEP setelah panen. Masa BEP yang sebenarnya sendiri saat

umur 7 th. Setelah umur 7 tahun dimana hasil yang didapat untuk

tiap ha juga naik sedang biaya produksi untuk pupuk,

pemangkasan daun, penyemprotan relative sama dengan sebelum

4 th. Biaya yang naik adalah biaya ongkos panen dan ongkos

transportasi (biaya untuk mengangkut hasil panen) sampai

pabrik.Dalam keadaan yang optimal, produktivitas kelapa sawit

dapat mencapai 20-25 ton TBS/ha/tahun atau sekitar 4-5 ton

minyak sawit.

16

Pada umumnya tanaman kelapa sawit tumbuh pada lahan semak

belukardengan ketinggian 1-500 mdpl dengan kelembaban 80-90%

dan kecepatan angin 5-6 km/jam untuk membantu proses

penyerbukan. Sawit membutuhkan iklim dengan curah hujan stabil,

2000-2500 mm setahun. Pola curah hujan tahunan memengaruhi

perilaku pembungaan dan produksi buah sawit.Tanaman kelapa sawit

memerlukan penyinaran antara 5-7 jam/hari. Temperatur optimal

untuk pertumbuhan kelapa sawit 24°C – 28°C. Kelapa sawit dapat

tumbuh pada jenis tanah Podzolik, Latosol, Hidromorfik Kelabu, Alluvial

atau Regosol, tanah gambut saprik, dataran pantai dan muara sungai.

Produksi kelapa sawit lebih tinggi jika di tanam di daerah bertanah

Podzolik jika dibandingkan dengan tanah berpasir dan gambut.

Kemiringan lahan kebun kelapa sawit sebaiknya tidak lebih dari 15°.

Jika kemiringan lahan sudah melebihi 15° maka diperlukan tindakan

konservasi tanah berupa pembuatan terasan, tapak kuda, rorak dan

parit kaki bukit.

Tanaman kelapa sawit mulai berbuah setelah 2,5 tahun dan masak 5,5

bulan setelah penyerbukan. Dapat dipanen jika tanaman telah berumur

31 bulan, sedikitnya 60% buah telah matang panen, dari 5 pohon

terdapat 1 tandan buah matang panen. Ciri tandan matang panen

adalah sedikitnya ada 5 buah yang lepas/jatuh dari tandan yang

beratnya kurang dari 10 kg atau sedikitnya ada 10 buah yang lepas dari

tandan yang beratnya 10 kg atau lebih. Tanaman dengan umur kurang

dari 10 tahun, jumlah brondolan kuran lebih 10 butir dan tanaman

dengan umur lebih 10 tahun, jumlah brondolan sekitar 15-20 butir.

Tanaman kelapa sawit akan menghasilkan tandan buah segar (TBS)

17

yang dapat dipanen pada saat tanaman berumur 3 atau 4 tahun.

Pemanenan pertama dilakukan setelah 4 tahun dengan hasil produksi

0,5ton/ha perbulannya. Per kilo 1700 rb. Hasil akan naik seiring dengan

umur tanaman, dapat diperkirakan pada Tahun ke 6 – 10 adalah 1,2

ton – 1,5 ton per ha tiap bulan dan tahun ke 11 – 15 adalah 1,6 ton –

2,5 ton per ha tiap bulan.

6.2 Potensi Limbah Kelapa Sawit

Indonesia merupakan penghasil kelapa sawit terbesar dunia dengan

produksi mencapai 48,68 juta ton (BPS, 2019), pada 2018. Jumlah

tersebut terdiri atas 40,57 juta ton minyak kelapa sawit (Crude Palm

Oil/CPO) dan 8,11 juta ton minyak inti sawit (Palm Kernel

Oil/PKO).Berdasarkan data Direktorat Jenderal Perkebunan

Kementerian Pertanian, lahan sawit Indonesia mencapai 14,23 juta

hektare (ha). Angka tersebut terdiri atas 5,8 juta ha perkebunan rakyat,

635 ribu ha perkebunan besar negara, dan 7,88 juta ha perkebunan

besar swasta.Berdasarkan wilayah, Riau merupakan provinsi dengan

lahan sawit terluas, yakni mencapai 2,74 juta ha atau sekitar 19% dari

total. Seperti terlihat pada peta, Provinsi Riau terlihat paling gelap.

Semenatara provinsi dengan lahan sawit terluas kedua adalah

Sumatera Utara (1,74 ha) dan ketiga, Kalimantan Barat (1,53 juta ha.

Dengan data produksi mencapai 48,68 juta ton, serta setiap

pengolahan 1 ton TBS (Tandan Buah Segar) akan dihasilkan TKKS

(Tandan Kosong Kelapa Sawit) sebanyak 23% TKKS atau sebanyak 230

kg TKKS.

18

Selain limbah tandan kosong kelapa sawit, limbah yang dihasilkan

yaitu: wet decanter solid sebanyak 4%, cangkang 6,5%, serabut (fiber)

13%, serta limbah cair 50%.

Limbah-limbah tersebut diatas dihasilkan dari proses pembuatan crude

palm oil (CPO) yang proses pembuatannya sebagai berikut.

6.2.1 Proses Pengolahan sawit

Tahap-tahap proses pengolahan tandan buah segar (TBS) sampai

dihasilkan minyak di pabrik kelapa sawit lain dan dapat diuraikan

sebagai berikut:

1. Pengangkutan TBS ke Pabrik

Buah kelapa sawit dari kebun harus secepatnya diangkut dengan

alat angkutan yang tepat yang dapat mengangkut buah sebanyak-

banyaknya, seperti lori, traktor gandeng atau truk. Sesampainya di

pabrik, buah harus segera ditimbang kemudian dimasukkan ke

dalam lori perebusan yang biasanya berkapasitas standar 2,5 ton

setiap lori. Buah yang tidak segera diolah akan menghasilkan

minyak dengan kadar asam lemak bebas (free fatty acid) tinggi.

Untuk menghindari terbentuknya asam lemak bebas, pengolahan

harus sudah dilaksanakan paling lambat 8 jam setelah pemanenan.

2. Sterilisasi

Buah serta lorinya direbus dalam tempat rebusan dengan

mengalirkan / menekankan uap panas selama 60 menit ke dalam

tempat rebusan. Suhu uap yang digunakan adalah 125 0C dan

19

tekanan dalam ruang sterilisasi ± 2,5 atm. Maksud dari perebusan

adalah:

Agar buah mudah dilepas dari tandannya.

Untuk membunuh enzim penstimulir pembentukan asam lemak

bebas.

Agar daging buah menjadi lunak.

Untuk memudahkan terlepasnya inti dari cangkangnya.

Untuk menambah kelembaban dalam daging buah sehingga

minyak lebih mudah dikeluarkan (dipisahkan).

Untuk mengkoagulasikan protein sehingga proses pemurnian

minyak lebih mudah.

Baik buruknya kualitas pengolahan banyak ditentukan di stasiun

sterilizer ini. Misal tingginya angka Unstripped Bunch (USB) akibat

waktu perebusan yang kurang dan tidak tercapainya temperatur

yang diinginkan. Perebusan yang tidak memenuhi temperatur yang

diinginkan akan menyebabkan kandungan FFA yang cukup tinggi,

karena FFA akan terbentuk pada temperatur yang relatif rendah.

Tetapi jika waktu perebusan yang terlalu lama, air kondensat yang

dihasilkan akan terlalu banyak sehingga memungkinkan terjadinya

oil losses pada air kondensat.

3. Perontokan dan Pelumatan Buah

Tandan buah yang telah direbus dimasukkan ke dalam mesin

perontok buah (thresher), kemudian buah yang rontok dibawa ke

dalam mesin pelumat (digester). Sambil dilumat, buah dipanasi

(diuapi) lagi supaya daging buah hancur dan lepas dari bijinya.

Keadaan demikian memudahkan proses pengeluaran (ekstraksi)

20

minyak. Tandan kosong (telah lepas buah-buahnya) kemudian

diangkut ke tempat pembakaran dan digunakan sebagai bahan

bakar untuk menghasilkan uap yang digunakan dalam proses

sterilisasi. Sisa pembakaran berupa abu yang mengandung ± 30%

K2O, yang digunakan untuk pemupukan Kalium di kebun. Sebagian

tandan kosong digunakan sebagai bahan mulsa.

4. Pemerasan atau Ekstraksi Minyak Sawit

Ada bermacam cara untuk mengeluarkan minyak (extraction of oil),

tetapi yang umum dipakai adalah pengepresan dengan

menggunakan alat atau mesin pengepres tipe hydraulic, centrifugal

atau tipe continuous screw press. Daging buah yang sudah

dilumatkan di mesin pelumat dimasukkan ke dalam alat pengepres,

kemudian dipres sehingga minyak dapat dikeluarkan dan

dipisahkan dari ampasnya. Minyak yang keluar ditampung untuk

selanjutnya dimurnikan, sedangkan ampasnya keluar secara

terpisah dan dapat digunakan sebagai bahan bakar.

Stasiun Press sebagai stasiun pertama yang dilakukan di PT. Korindo

ini merupakan awal proses pengambilan minyak kelapa sawit. Pada

stasiun ini berondolan yang telah direbus mengalami proses pressing

oleh mesin press. Hasil pressing ini adalah minyak kasar (Crude Palm

Oil), Fiber, dan Nut. Mesin atau alat di stasiun press terdiri dari digester,

screw press, Cake beaker conveyor, Sand Trap Tank, dan Vibrating

Screen. Hasil yang diperoleh pada dari proses pressing tersebuti

adalah:

1) Efisiensi ekstraksi yang tinggi, yang menyangkut:

Pengambilan minyak kembali (recycling).

21

Produksi crude palm oil yang sesuai dengan kondisi klarifikasi.

Produksi press cake yang sesuai dengan depericarper.

2) Kualitas produk yang baik diperoleh dengan cara:

Meminimalkan kualitas minyak yang kurang baik/jelek.

Meminimalkan broken kernel (kernel yang pecah).

3) Pertimbangan ekonomi:

Biaya operasi rendah.

Biaya maintenance rendah.

Throughput yang tetap tinggi.

6.2.2 Perebusan

Minyak yang ditampung pada awal pemrosesan tersebut dipanaskan

dengan uap air supaya tidak membeku. Dari tangki penampungan,

minyak dipompakan dalam bak tunggu dengan bantuan tekanan uap

sebesar 2 kg per cm2, dan dari bak tunggu minyak dialirkan ke dalam

tangki pengendapan.

Di dalam tangki pengendapan, minyak dipanaskan dengan uap air

selama kurang lebih 4 jam, kemudian didinginkan selama 3 jam.

Perebusan ditujukan untuk memecahkan struktur emulsi, memasak

minyak, dan memisahkan kotoran dan air dari minyak. Pendinginan

selama 3 jam, akan memisahkan minyak dari air dan kotoran.

Pemisahan diatas terjadi dengan cepat akibat perbedaan antara berat

jenis air dan kotoran dengan minyak. Minyak akan terapung diatas

permukaan air dan kotoran, karena bobot jenisnya lebih kecil daripada

BJ kotoran dan air.

22

Setelah terpisah, kedua cairan dikeluarkan dari tangki melalui saluran

yang berbeda. Minyak sawit dialirkan ke dalam bak tunggu, sedangkan

air dan kotoran dikeluarkan kedalam parit. Di dalam parit, air kotoran

dipanaskan lagi, dengan uap air dan kemudian didinginkan. Minyak

sawit yang terapung dipisahkan dan dimasukkan kembali ke dalam

tangki pengendapan.

6.2.3 Pemurnian dan Penjernihan Minyak Sawit / Proses

Klarifikasi

Minyak yang keluar dari mesin pengepres mengandung 45% sampai

55% air, lumpur dan bahan-bahan lainnya. Minyak yang masih kasar

ini dibawa ke tangki pemurnian atau tangki klarifikasi. Setelah

mengalami pemurnian akan diperoleh 90% minyak, dan sisanya adalah

lumpur. Setelah dilakukan penyaringan kemudian minyak ditampung

dalam tangki dan dijernihkan lebih lanjut untuk memisahkan air yang

masih terkandung di dalamnya. Selanjutnya minyak dilewatkan pada

continuous vaccum drier sehingga diperoleh minyak berkadar air

kurang dari 0,1%. Minyak ini ditampung dalam tangki-tangki

penampungan.

Fungsi dari Stasiun Klarifikasi antara lain:

1) Memisahkan pure oil dari crude oil dengan se efisien mungkin.

2) Menghasilkan pure oil dengan losses sekecil mungkin.

3) Menghasilkan oil kembali dari sludge.

23

Gambar 6.9 Diagram Proses Produksi Crude Palm Oil

(PT. Korindo Group, 2012)

6.2.4 Pemisahan Biji dari Sisa-Sisa Daging Buah (Ampas)

Sisa pengepresan yang berupa ampas dibawa ke alat pembuang sisa

daging buah (depericarper). Pada proses pemisahan biji dari sabutnya

digunakan proses pengeringan dan penghembusan. Dengan proses ini

serat dan bahan-bahan lain yang kering dan ringan terhembus keluar

24

melalui cyclone, kemudian ditampung untuk digunakan sebagai bahan

bakar.

Selain menghasilkan CPO, proses pengolahan sawit juga menghasilkan

kernel. Untuk itu setelah melewati stasiun press, cake diolah lagi dalam

stasiun kernel. Inti dari proses yang terjadi pada stasiun kernel ini

adalah pemisahan kernel dari fibre dan shell.

Adapun alur produksi inti sawit (kernel) dapat dilihat pada gambar

sebagai berikut :

Gambar 6.10 Diagram Produksi Kernel (PT. Korindo Group, 2012)

25

6.2.5 Pengeringan dan Pemecahan Biji Sawit

Biji dari alat pembuang daging buah (depericarper) diangkut ke silo dan

dikeringkan. Biji-biji yang telah kering ini, inti akan mengkerut dan

mudah dilepaskan dari cangkang atau tempurungnya. Biji-biji yang

telah dipisahkan berdasarkan diameternya, kemudian dipecah lagi agar

inti dan cangkang dapat dipisahkan.

Untuk mengawetkan inti sawit yang keluar dari alat pemisah biji perlu

dilakukan usaha untuk menurunkan kandungan air, sehingga tidak

terjadi proses penurunan mutu. Proses penurunan mutu umumnya

terjadi selama proses penyimpanan, oleh sebab itu perlu diperhatikan

proses dan kondisi penyimpanan serta interaksi antara kelembaban

udara dengan kadar air inti.

Dalam kernel ada udara panas di alirkan melalui pipa di tiga lapisan

udara panas di bagian atas suhu 70 oC. bagian tengah dengan suhu 80

oC dan bagian bawah 90oC. Pengeringan dilakukan sampai kadar air inti

mencapai ( 7 – 7,5) %.

6.2.6 Pemisahan Inti Sawit dari Cangkang

Prinsip pemisahan biji dari cangkang adalah karena ada perbedaan

berat jenis antara inti dan cangkang. Caranya adalah dengan

mengapungkan biji-biji yang telah dipecahkan dalam larutan lempung

yang mempunyai berat jenis 1,16. Dalam keadaan ini inti kelapa sawit

26

akan mengapung dalam larutan dan cangkang akan mengendap di

dasar. Inti dan cangkang diambil secara terpisah kemudian dicuci

sampai bersih. Alat yang digunakan untuk memisahkan inti dari

cangkang disebut hydrocyclone separator. Inti buah dibawa ke silo dan

dikeringkan pada suhu 80oC. Selama pengeringan harus selalu dibolak-

balik agar keringnya merata.

Pemisahan antara inti dan cangkang dilakukan dua tahapan pemisahan

antara cangkang dan inti oleh LTDS 1, dan pemisahan antara inti utuh

dan inti pecah pada LTDS 2. Pada LTDS 1 fraksi ringan yaitu cangkang

akan di hisap oleh LTDS cyclon fan dan akan ditumpuk di penampungan

cangkang (shell hopper) yang selanjutnya digunakan sebagai bahan

bakar boiler, sedangkan inti utuh dan pecah akan masuk ke LTDS 2. di

dalam LTDS 2 inti utuh yang merupakan fraksi terberat akan jatuh ke

kernel transport untuk dibawa ke kernel silo dryer, inti pecah yang

masih juga membawa cangkang akan dihisap oleh LTDS cyclon fan dan

akan masuk ke hydrocyclone untuk dipisahkan antara inti pecah dan

cangkang.

Inti pecah dan cangkang yang masih terikut, di dalam hidrocyclone

akan terpisah berdasarkan perbedaan berat jenis antara inti pecah dan

cangkang halus. Hydrocyclone ini terdiri dari dua drum yang di batasi

oleh dinding penyekat satu dan dua. Dari LTDS 2 inti pecah dan

cangkang halus akan masuk ke hydrocyclone drum no 1. Di dalam

hydrocyclone pertama inti dan shell akan dihisap oleh cyclone, inti akan

di kirim ke kernel silo dryer, sedangkan shell yang masih tercampur

dengan inti akan masuk ke dalam hydrocyclone ke dua inti dan shell

27

akan di pisahkan kembali, inti akan di alirkan ke kernel silo dryer,

sedangkan shell akan di alirkan ke shell hopper untuk di kirim ke boiler.

6.2.7 Tinjauan Hasil Samping Pengolahan TBS

Dalam proses pengolahan buah kelapa sawit diperoleh produk utama

dan beberapa produk sampingan. Sebagai produk utama adalah minyak

kelapa sawit (CPO atau Crude Palm Oil) dan inti sawit (Kernel).

Sedangkan produk sampingannya adalah tempurung, ampas dan

tandan kosong. Cangkang atau tempurungnya dapat digunakan

sebagai bahan bakar, yaitu arang aktif yang biasa digunakan dalam

industri kesehatan. Tandan kosong untuk bahan bakar ketel uap, mulsa

dan abu sebagai pupuk Kalium. Ampas lumatan daging buah juga dapat

digunakan untuk bahan bakar ketel uap

6.3 Jenis Limbah Kelapa Sawit

Dalam proses pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) di Pabrik Kelapa

Sawit selalu menghasilkan produk dan limbah. Adapun produk yang

dihasilkan yaitu Minyak Sawit Mentah/Crude Palm Oil (CPO) dan

Minyak inti Sawit (Kernel Inti sawit), sedangkan limbah yang dihasilkan

adalah sebagai berikut :

6.3.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

Limbah ini dapat dihasilkan dari tandan brondolan yaitu tandan buah

segar yang terlalu matang yang buahnya terlepas dari tandannya saat

28

masih berada di perkebunan/di kebun, keadaan tandannya kering serta

di pabrik pengolahan kelapa sawit adalah hasil proses Sterilising dan

Thresing dengan keadaan tandan basah. Berdasarkan literatur yang

ada kandungan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) mengandung

Selulosa 41,3%-46,5% (C6H10O5)n, Hemi Selulosa 25,3%-32,5% dan

mengandung lignin 27,6%-32,5%.

Gambar 6.11 Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) di Pabrik Kelapa Sawit (PT. Korindo Group, 2012)

6.3.2 Cangkang (Shell)

Cangkang merupakan limbah yang dihasilkan dari pemrosesan kernel

inti sawit dengan bentuk seperti tempurung kelapa yang mempunyai

kalor 3500 kkal/kg-4100 kkal/kg.

29

Gambar 6.12 Cangkang (Shell) di Pabrik Kelapa Sawit (PT. Korindo Group, 2012)

6.3.3 Serabut (Fiber)

Serat merupakan limbah sisa perasan buah sawit merupakan serabut

berbentuk seperti benang. Bahan ini mengandung protein kasar sekitar

4% dan serat kasar 36% (lignin 26%) serta mempunyai kalor

2637kkal/kg-3998kkal/kg.

Gambar 6.13 Penimbunan Serabut (Fiber) dari Pabrik Kelapa Sawit (PT. Korindo Group, 2012)

30

Berdasarkan Hasil uji laboratorium nilai kalor sampel untuk sampel

Serabut, Cangkang dan Tandan Kosong Kelapa Sawit yang diambil dari

PT. Korindo Group – Jair, Boven Digoel dapat dilihat pada Tabel 6.1

berikut:

Tabel 6.1 Hasil uji laboratorium untuk menilai kalor sampel limbah sawit (Laboratorium Kimia Fisik ITB, 2012)

No Sampel Nilai Kalor

(Kalori/gr)

Nilai Kalor

(Joule/gr)

1 Serabut Kelapa Sawit 4.875,7857 20.315,4489 2 Tandan Kosong Kelapa Sawit 4.492,7436 18.719,4656 3 Cangkang Kelapa Sawit 5.656,7127 23.569,2595

6.3.4 Wet Decanter Solid (Lumpur Sawit)

Dalam proses pengolahan minyak sawit (CPO) dihasilkan limbah cair

sangat banyak, yaitu sekitar 2,5 m3/ton CPO dihasilkan. Limbah ini

mengandung bahan pencemar yang sangat tinggi, yaitu. ‘biochemical

oxygen demand’ (BOD) sekitar 20.000-60.000 mg/l (Wenten, 2004).

Pengurangan bahan padatan dari cairan ini dilakukan dengan

menggunakan suatu alat decanter, yang menghasilkan solid ‘decanter

atau lumpur sawit.

Bahan padatan ini berbentuk seperti lumpur, dengan kandungan air

sekitar 75%, protein kasar 11,14% dan lemak kasar 10,14%.

Kandungan air yang cukup tinggi, menyebabkan bahan ini mudah

busuk. Apabila dibiarkan di lapangan bebas dalam waktu sekitar 2 hari,

bahan ini terlihat ditumbuhi oleh jamur yang berwarna kekuningan.

31

Apabila dikeringkan, lumpur sawit berwarna kecoklatan dan terasa

sangat kasar dan keras.

Gambar 6.14 Tempat Pembuangan Lumpur Sawit (Wet Decanter Solid) (PT. Korindo Group, 2012)

Sedangkan dari hasil uji laboratorium terhadap contoh limbah padat

dari PT. Korindo-Group , Jair, Kabupaten Boven Digoel , 2012 dapat

dilihat pada Tabel 6.2 berikut:

Tabel 6.2 Hasil Uji Kandungan Hara Terhadap Limbah Padat hasil Pabrik Kelapa Sawit (Laboratorium Teknologi Pangan Unpas, 2012)

No Limbah Kelapa Sawit Kandungan atas dasar % berat kering

Pati Selullosa Glukosa Lemak

1 TKKS 11,550 41,392 0,022 -

2 Serat Bonggol TKKS 1,078 47,430 0,024 -

3 Buah Berondolan 12,347 12,357 0,463 40,834

32

6.4 Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit

Berdasarkan karakateristik dari masing-masing limbah yang dihasilkan

oleh proses pembuatan minyak mentah kelapa sawit (Crude Palm Oil)

maka untuk masing-masing limbah sesuai karakteristik tiap jenis

lembah Pabrik Kelapa Sawit dapat dimanfaatkan menjadi selulosa,

briket dan lain-lain.

6.4.1 Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

Limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) ini sesuai karakteristik dan

kandungan kimianya dapat dimanfaatkan menjadi bioetanol.

Pengolahan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menjadi bioetanol

menggunakan perpaduan 2 (dua) metoda yaitu metoda Aryafatta dan

metoda Prihandana.

Pada prinsipnya, metoda ini sama dengan pengolahan singkong

menjadi bioetanol yaitu melalui tahapan hidrolisis, fermentasi dan

destilasi., akan tetapi karena bahan berselulosa lebih komplek maka

diperlukan tambahan perlakuan berupa prê treatment untuk

menghilangkan lignin.

Lignin perlu dihilangkan karena dapat mengganggu/menghambat

proses hidrolisis selulosa. Penghilangan lignin dapat dilakukan dengan

cara perendaman dalam larutan NaOH 5% disertai dengan pemanasan

pada suhu 120oC.

33

Sebelum perlakuan pre treatment TKKS terlebih dulu dipotong–potong

kemudian dikeringkan lalu digiling menggunakan mesin penggiling

(Willey mill). Setelah pre treatment ampas yang tersisa dihidrolisis

dengan enzim selulase 13 menjadi gula – gula sederhana (glukosa).

(Sebenarnya proses hidrolisis ini dapat juga dilakukan dengan cara

penambahan asam kuat seperti H2SO4 pekat atau HCl pekat dan

berlangsung lebih cepat).

Tetapi karena sifat asam kuat yang tidak spesifik terhadap substrat

maka asam tidak hanya menghidrolisis selulosa tetapi juga

menguraikan hemiselulosa menjadi senyawa furfural yang dapat

menghambat proses hidrolisis. Sehingga rendemen glukosa yang

dihasilkan sedikit.

Berdasar Hasil Uji kandungan hara terhadap limpah padat pabrik kelapa

sawit dihasilkan pati, sellulosa dan glukosa dengan kandungan cukup

besar pati (11.550 s/d 12.347)5 Sellulosa (12.357 s/d 47.43)% dan

Glukosa (0.022 s/d 0.463)%, sementara diketahui bahwa cairan

glukosa yang terbentuk dengan kisaran (0.022 s/d 0.463) % berat

kemudian difermentasi menggunakan khamir Saccharomyces

cereviseae yang mampu mengubah glukosa menjadi alkohol (alkohol).

Saccharomyces cereviseae ini bersifat fakultatif anaerob sehingga

masih membutuhkan oksigen dalam jumlah sedikit.

Kondisi optimum fermentasi adalah pada suhu 30oC, pH 4,0 - 4,5 dan

kadar gula (10 - 18)%. Selama fermentasi dilakukan pengadukan

(aerasi) dan akan terjadi kenaikan suhu sehingga perlu dilakukan

34

pendinginan. Pada awal fermentasi perlu ditambahkan nutrien dan

kofaktor yang berperan penting bagi kehidupan khamir seperti karbon,

oksigen, nitrogen, hidrogen, fosfor, sulfur, potasium dan magnesium

agar pertumbuhan khamir bisa optimal.

Proses fermentasi berlangsung selama 30 - 72 jam dan akan terhenti

setelah kadar etanol sebesar 12%. Hal ini karena etanol 12% dapat

membunuh khamir itu sendiri sehingga menghambat fermentasi. Etanol

yang dihasilkan kemudian didestilasi untuk meningkatkan kadarnya.

Etanol yang telah didestilasi mempunyai kadar (91- 92) %. Peningkatan

kemurnian etanol dapat dicapai dengan cara dehidrasi sehingga

mencapai kemurnian 99,7%.

Gambar 6.15 Proses Pembuatan Bioetanol dari

Tandan Kosong Kelapa Sawit (Aryafatta, 2012)

35

6.4.2 Limbah Cangkang dan Serabut

Berdasar uji laboratorium (Tabel 6.1) terhadap serabut kelapa sawit

(4.875.7857 kal/gram), TKKS (4.492,7446 kal/gram) dan Cangkang

(5.656.7127 kal/gram) sebagai limbah sawit, maka Cangkang kernel

inti sawit bisa dijadikan sebagai bahan bakar untuk Pembangkit Litrik

Tenaga Uap (PLTU) dalam bentuk arang atau dibuat dahulu menjadi

bio-briket dengan proses densitifikasi (pemadatan) yang prosesnya

dapat dilihat dibawah ini.

Gambar 6.16 Prosedur pembuatan bio-briket (PTPN VII, 2009)

Limbah

biomassa

Pengeringan

Sortasi

Penyeragaman

ukuran

Pengarangan/

karbonisasi

Penambahan

perekat

Pengadukan

Pengempaan

BiobriketA

A

36

Gambar 6.17 Bio-Briket (PTPN VII, 2009)

6.5 Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit Untuk Material

Pertahanan

Berdasarkan karakteristik masing-masing limbah padat kelapa sawit

yang terdiri dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), Cangkang

(Shell), serta Serabut (Fiber). Maka yang berpotensi untuk dijadikan

material di industri pertahanan yaitu Tandan Kosong Kelapa Sawit

(TKKS), karena mempunyai kadar selulosa yang terkandung

didalamnya yaitu pada TKKS sebesar 41,392% serta Serat Bonggol

Pengempa briket manual Pengempa briket mekanis

Berbagai bentuk dan jenis briket

biomassa

37

TKKS sebesar 47,430% (lihat Tabel 6.2). Selulosa yang dihasilkan oleh

TKKS terutama Serat Bonggol TKKS dapat dijadikan bahan baku

pembuatan propelan dalam bentuk nitroselulosa. Nitroselulosa

merupakan bahan baku untuk pembuatan propelan atau bahan bakar

untuk roket dan rudal disamping nitrogliserin.

Untuk mendapatkan nitroselulosa yang berkualitas maka bahan dasar

yang akan dipakai berupa -selulosa. Dalam pembuatan -selulosa

salah satunya yaitu proses delignifikasi bonggol TKKS dengan NaOH

2% sebagai variabel kontrol dan memvariasikan konsentrasi NaOH

menjadi NaOH 4%,dan NaOH 6% sebagai variabel bebas. Selulosa

yang diperoleh akan diukur kadar -selulosa, lignin, dan hemiselulosa.

Untuk mengetahui karakterisasi selulosa diukur menggunakan FTIR

(Fourier-Transform Infrared Spectroscopy), dan DSC (Differential

Scanning Calorimetry).

Caranya sampel 75 gram serat boggol TKKS dilarutkan ke dalam satu

liter HNO3 3,5% dan ditambahkan 10 mg NaNO2. Campuran sampel

dipanaskan diatas hot plate pada suhu 90oC selama dua jam.

Selanjutnya, campuran disaring dan dicuci sampai didapatkan ampas

dengan filtrat netral. Ampas direfluk dengan campuran NaOH 2 % dan

Na2SO3 2 % perbandingan (1:1) yang berjumlah 750 ml pada suhu 50oC

selama dua jam. Kemudian campuran disaring dan dicuci hingga

didapat ampas dengan filtrat netral. Tahap berikutnya proses

pemutihan yang dilakukan dengan melarutkan ampas sampel ke dalam

250 ml NaOCl 1,75% pada temperatur mendidih selama 30 menit.

Kemudian campuran disaring dan dicuci sampai 27 filtrat dari ampas

38

sampel netral . Pemurnian -selulosa dilakukan dengan cara sampel

dilarutkan ke dalam 500 ml NaOH 17,5% pada suhu 80oC selama 30

menit. Selanjutnya campuran disaring dan dicuci sampai filtrat ampas

netral. Tahap akhir, sampel dilarutkan ke dalam larutan H2O2 10%

selama satu jam. Sampel yang didapatkan disaring dan dicuci sampai

filtrat ampas netral. Kemudian ampas (pulp) yang didapat dioven pada

suhu 60oC hingga diperoleh bobot konstan. Pulp kemudian disimpan

dalam desikator. Kemudian Pulp dilakukan proses delignifikasi dengan

memvariasi konsentrasi NaOH 2 %, 4 %, dan 6%, sehingga

mendapatkan -selulosa.

Penentuan kadar -selulosa dilakukan dengan cara sampel ditimbang

sebanyak 1,5 g. Selanjunya sampel dimasukkan ke gelas piala dan

ditambahkan 75 ml larutan NaOH 17,5%, sebelumnya NaOH

disesuaikan pada suhu 25oC sambil mencatat waktu pada saat larutan

NaOH ditambahkan. Setelah itu, sampel diaduk menggunakan stirer

perlahan sampai terdispersi sempurna. Hati-hati dalam proses

pengadukan untuk menghindari terjadinya gelembung udara dalam

suspensi pulp selama proses pengadukan.

Pengaduk dicuci menggunakan 25 ml larutan NaOH 17,5% diatas gelas

piala yang mengandung sampel sehingga volume mencapai 100 ml.

Selanjutnya suspensi pulp diaduk menggunakan batang pengaduk dan

dimasak dalam air dengan suhu 50oC sampai waktu 30 menit dari awal

perhitungan waktu. Campuran yang 28 diperoleh didiamkan pada suhu

ruang, kemudian ditambah dengan aquades 100 ml. Campuran diaduk

menggunakan batang pengaduk dan dimasak pada suhu 50oC selama

39

30 menit sehingga total waktu pada proses ini 60 menit. Suspensi yang

didapatkan, selanjutnya diaduk dan disaring sehingga didapatkan

filtrat. 10 ml sampai 20 ml filtrat pertama dibuang, kemudian sisa filtrat

diisihkan untuk analisis kadar -selulosanya. Selanjutnya filtrat dipipet

sebanyak 10 ml dan ditambah 7 ml larutan kalium dikromat 0,5 N ke

dalam labu 250 ml. Sampel ditambah secara hati-hati 50 ml asam sulfat

pekat dengan menggoyang labu dalam lemari asam. Campuran

dibiarkan tetap panas selama 15 menit dan dipanaskan pada suhu

125oC sampai 135oC lalu ditambahkan 50 ml aquades dan didinginkan

pada suhu ruangan.

Langkah selanjutnya sampel ditambah 2 tetes sampai 4 tetes indikator

ferroin, kemudian dititrasi dengan larutan ferro ammonium sulfat 0,1 N

sampai berwarna ungu. Terakhir blanko dibuat dengan perlakuan sama

seperti persiapan sampel namun tidak dimasukkan sampel. Kemudian

fitrat tanpa sampel ini diberi perlakuan sama seperti penambahan

kalium kromat dan lainnya, kemudian dititrasi menggunakan larutan

ferro ammonium sulfat 0,1 N. Hasil analisis dibandingkan antara sampel

NaOH 2%, NaOH 4 %, NaOH 6 %, NaOH 8%, sehingga dapat

ditentukan keadaan yang paling optimum menggunakan rumus berikut:

X = 100 - 6,85(𝑣1−𝑣2)𝑥 𝑁 𝑥 20

𝐴 𝑥 𝑊

Dimana:

X = selulosa alfa (%);

V1 = volume titrasi blanko (ml); V2 = volume titrasi filtrat pulp (ml);

40

N = normalitas larutan ferro ammonium sulfat; A = volume filtrat pulp yang dianalisa (ml);

W = berat kering oven contoh uji pulp (g).

Untuk analisis -selulosa menggunakan FT-IR dilakukan dengan cara

0,2 mg selulosa dicampur dengan 2 mg KBr dan dibentuk menjadi

pellet. Pellet dari sampel kemudian dimasukkan ke instrumen FT-IR

dengan λ 4000-400 cm-1 .

Selanjutnya dilakukan analisai thermal menggunakan Differential

scanning calorimeter (Shimadzu). Analisis ini dilakukan untuk

mengukur energi yang diserap atau diemisikan oleh sampel yang

memberikan pengukuran kalorimetri dan energi transisi pada

temperatur tertentu.

Gambar 6.18 -Selulosa Dari Pelepah Kelapa Sawit

( Silitonga dalam Ready Star-2 Journal, 2013)

41

Referensi

1. Anonymousa, 2013. http://www.google.com/Estimasi-produksi-

kelapa-sawit.html diakses pada tanggal 07 April 2013

2. Anonymousb,2013.http://www.google.com/Budidaya-Tanaman-Kelapa-Sawit.html diakses pada tanggal 07 April 2013.

3. Aulia, Fenny, Marpongahtum, dan Saharman Gea, 2013. Studi Penyediaan Nanokristal Selulosa dari Tandan Kosong Sawit (TKS). Jurnal Saintia Kimia.

4. Benny, Rio Fernandez, Yunianto dan Gimelliya, Saragih, 2018 Pembuatan Plastik Biodegradable Berbahan Dasar Nano Α-Selulosa Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS). Jurnal Warta PTKI.

5. Dachriyanus, 2004, Analisa Struktur Senyawa Organik Secara

Spektroskopi, Padang: Andalas university Press. 6. Ditjen Perkebunan, 2014. Pertumbuhan Aral Kelapa Sawit

Meningkat. http:/ditjen.pertanian.go.id/setditjenbun/. Diakses

pada tanggal 29 April 2015 pukul 16.48 WIB. 7. Febijanto, Irham, 2011. Journal, Kajian Teknis dan Keekonomian

Pembangkit Tenaga Biomassa Sawit, Jakarta. 8. Fessenden, Ralph J., Fessenden, Joan S., 1986. Kimia Organik Jilid

II. Erlangga. Jakarta. 9. Gaol, M Roganda, L Lumban., Roganda Sitorus., Yanthi S., Indra

Surya., dan Renita Manurung., 2013. Pembuatan Selulosa Asetat dari α-Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit. Jurnal Teknik Kimia USU.

10. Harianto, F., Padil., Yelmida. 2012. Pembuatan Nitroselulosa dari Selulosa-α Pelepah Sawit Hasil Pemurnian Dengan Enzim Xylanase Asam Penitrasi.J. Fakultas Teknik Universitas Riau. Pekan Baru

11. Lubis, A,U. 1992. Kelapa sawit (Elais guineensis Jacq.) di Indonesia. Pusat Penelitian Perkebunan,Marihat-Bandar Kuala.435 hal.

12. Mangoensoekarjo,S. dan H. Semangun. 2000. Manajemen Agrobisnis Kelapa Sawit. Gadjah Mada University Press.

Yogyakarta. 605 Hal. 13. Multi Kreasi, Cipta, 2011. Studi Potensi Listrik Alternatif di Pedesaan

Sebagai Upaya Dalam Menanggulangi Percepatan Diversifikasi Energi di Provinsi NAD, Jakarta.

42

14. Permata , Indra Kusumah, 2011. Studi Pemanfaatan Biomassa Limbah Kelapa Sawit Sebagai Bahan Bakar PLTU, ITS surabaya.

15. Purba, R.Y., Susanto, A., Sudharto, P. 2005. Serangga Hama Kelapa Sawit. Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Medan. 29 hal.

16. Sastrosayono, S., 2003. Budidaya Kelapa Sawit. Agromedia

Pustaka, Jakarta. 17. Setyamidjaja, D. 2006. Budidaya Kelapa Sawit. Kanisius.

Yogyakarta. 62 Hal. 18. Silitonga, Nelson , Tarigan, Nurliana , Saragih, Gimelliya, 2013.

Pengaruh Konsentrasi NaOH pada Karakteristik α-Selulosa dari Pelepah Kelapa Sawit, Journal of Ready Star-2.

19. Sunarko, 2007. Petunjuk Praktis Budidaya dan Pengolahan Kelapa Sawit. Agromedia Pustaka, Jakarta.

20. Suryanto, 2010. Proses Produksi Bioetanol dari TKKS dengan Hot Compressed Water, BPPT, Tangerang.

43

BAB 7

LIMBAH NANAS

7.1 Nanas

Tanaman Nanas mempunyai nama botani Ananas comosus L. Merr.

Tanaman Nanas jika diklasifikasikan termasuk tanaman berbunga.

Nanas sering disebut bromeliad dengan lebih dari 2400 kerabat yang

memiliki penampilan menarik. Tanaman Nanas termasuk familia Nanas-

Nanasan. Tanaman ini adalah tanaman tropis yang berasal dari Brazilia,

Bolivia, dan Paraguay di Amerika Selatan. Buah Nanas bukan buah

sejati, melainkan gabungan buah-buah sejati yang bekasnya terlihat

dari setiap sisik pada kulit buah. Dalam perkembangannya tergabung

bersama dengan tongkol buah. Nanas merupakan tanaman buah yang

buahnya selalu tersedia sepanjang tahun. Buahnya buah buni majemuk

dengan bentuk bulat panjang berdaging, dan berwarna hijau. Jika

masak, buah berwarna kuning. Rasa buah Nanas manis hingga asam

manis.

Nanas tumbuh diberbagai agroklimat sehingga tanaman ini tersebar

luas. Nanas tumbuh ditempat yang ketinggiannya 100-1000 m dpl

dengan suhu rata-rata 21-30oC. Curah hujan yang dibutuhkan 635-

2500 mm per tahun, dengan bulan basah (curah hujan >200 mm) 3-4

bulan. Namun, juga memerlukan pencahayaan matahari 33-71% dari

pencahayaan maksimum dengan angka tahunan rata-rata 2000 jam.

Umumnya Nanas toleran terhadap kekeringan. Didaerah beriklim kering

44

dengan 4-6 bulan kering. Tanaman Nanas masih mampu berbuah,

asalkan daerah tersebut memiliki kedalaman air yang cukup, yakni 50-

150 cm. Nanas memiliki akar yang dangkal tetapi mampu menyimpan

air (Agromedia, 2009).

Nanas merupakan tanaman xerofit dan termasuk dalam golongan

Classulacean Acid Metabolism sehingga tanaman ini sangat tahan

terhadap kondisi kekeringan. Komposisi kimia serat alam dapat dilihat

pada Tabel 7.1 berikut..

Tabel 7.1 Komposisi Kimia Serat Alam (http://buletinlitbang. Dephan.go.id. Tahun 2007)

Nama Selulosa

(%) Hemiselulosa

(%) Lignin (%)

Keterangan

Abaka 60-65 6-8 5-10 Pisang Coir 43 1 45 Sabut Kelapa

Kapas 90 6 - Bungkus Bijih Flax 70-72 14 4-5 - Jute 61-63 13 3-13 -

Mesta 60 15 10 - Palmirah 40-50 15 42-45 - Nanas 80 - 12 Daun Mahkota

Rami 80-85 3-4 0,5-1 K. Batang Sisal 60-67 10-15 8-12 Daun

Limbah mahkota Nanas dapat dimanfaatkan sebagai salah satu

tanaman alternatif penghasil serat yang dapat dikonversikan menjadi

bioetanol. Secara struktur serat disusun dari berbagai komponen kimia

yaitu selulosa, hemiselulosa, lignin, pectin, lilin, dan lemak, serta zat-

zat lain yang bersifat larut dalam air. Komposisi serat kering daun

mahkota Nanas dapat dilihat Tabel 7.2.

45

Tabel 7.2. Komposisi Kering Serat Daun Mahkota Nanas (Glory, 2011)

Komposisi Kimia Serat Nanas (%)

Selulosa 62,9 – 65,7 Lignin 4,4 – 4,7

Serat Kasar 22,3 – 25,4

Abu 3,7 – 4,1

Berdasarkan habitat tanaman, terutama bentuk daun dan buah dikenal

4 jenis golongan Nanas, yaitu : Cayenne (daun halus, tidak berduri,

buah besar), Queen (daun pendek berduri tajam, buah lonjong mirip

kerucut), Spanyol/Spanish (daun panjang kecil, berduri halus sampai

kasar, buah bulat dengan mata datar) dan Abacaxi (daun panjang

berduri kasar, buah silindris atau seperti piramida). Varietas kultivar

Nanas yang banyak ditanam di Indonesia adalah golongan Cayene dan

Queen. Golongan Spanish dikembangkan di kepulauan India Barat,

Puerte Rico, Mexico dan Malaysia. Golongan Abacaxi banyak ditanam

di Brazilia. Dewasa ini ragam varietas atau kultivar Nanas yang

dikategorikan unggul adalah Nanas Bogor, Subang dan Palembang.

Nama Nanas Subang, Bogor, dan Palembang sendiri sebenarnya hanya

sebutan varietas yang hanya berdasarkan tempat Nanas-Nanas itu

tumbuh baik, dengan hasil istimewa. Nanas Subang tumbuh dengan

baik di Subang. Kemudian muncul kultivar dengan nama baru dari

varietas ini, yaitu Si Madu karena rasa manis seperti madu yang

disebabkan banyaknya unsur kalium dalam tanah. Dari varietas yang

sama juga muncul Nanas walungka yang berukuran besar.

46

Sedangkan yang dikenal masyarakat dengan Nanas Bogor, menurut

Herbagijondono(2009), kolektor 46 kultivar Nanas, merupakan varietas

Queen. Ada tiga kultivar yang disebut Nanas Bogor, yaitu gati, kiara,

dan kapas. Ketiganya banyak ditanam di Bogor dan sekitarnya. Nama

Nanas Bogor yang sama juga dijumpai di beberapa daerah lain seperti

Pontianak, Sukamere, dan Probolinggo. Semuanya merupakan varietas

Cayenne.Di Palembang ada ada varietas Nanas, yaitu Nanas Palembang

(merupakan varietas Queen) dan Cayennelis (dari varietas Cayenne

lissae). Yang lebih terkenal di masyarakat adalah Nanas Palembang dari

varietas Queen. Berikut Varietas Nanas di Indonesia yaitu:

7.1.1 Nanas Varietas Queen

Rasanya manis, aromanya harum, dan warna kulitnya menarik, kuning

cerah dan kemerahan. Bobotnya sekitar 1 kg. Bentuk buah cenderung

memanjang Empulur buah cukup lunak sehingga dapat dimakan.

Kekurangannya, ukuran buah kecil, dan matanya agak dalam sehingga

banyak daging buah yang terbuang ketika dikupas. Varietas Queen

yang paling dikenal ialah Nanas dari Bogor (gati, kapas, dan kiara),

Nanas Palembang, serta batu dari Kediri. Daerah lain yang dijumpai

varietas ini adalah : Pontianak (Nanas cina), Palangkaraya (Nanas

betawi), Purwokerto (Nanas batu), Kediri (Nanas bali/jawa), Jember

(monserat dan bali), Bondowoso (kidang dan uling), Sumenep (durian),

dan Salatiga (Nanas bogor). Berikut ini adalah tanaman buah Nanas

varietas Queen yang dapat dilihat pada Gambar 7.1.

47

Gambar 7.1 Nanas Palembang Varietas Queen (http://www.acamedia.edu, 2014)

7.1.2 Nanas Varietas Cayane

Daun Nanas ini tidak berduri. Rasanya manis asam. Diameter buah 11-

16 cm dengan bobot 1,8-2,3 kg. Bahkan ada yang mencapai 5-7 kg

yang dikenal dengan nama Walungka atau Sarawak. Kandungan airnya

cukup tinggi, dan empulur (hatinya) relatif kecil. Matanya tidak dalam.

Karena ukuran dan rasanya, Nanas ini paling cocok dikalengkan. Selain

kelebihan itu, ada juga kekurangannya. Perubahan warna kulitnya agak

lambat, sehingga kadang buah sudah matang tapi kulitnya masih hijau.

Varietas Cayenne dikenal di beberapa daerah di Indonesia dengan

nama berbeda. Seperti: Cayennelis (Palembang dan Salatiga). Suka

Menanti (Bukit Tinggi), Serawak (Tanjung Pinang dan Pacitan), Bogor

http://www.acamedia.edu/

48

(Pontianak, Probolinggo, dan Purbalingga), dan Paung (Palangkaraya).

Namun hanya di Subang pertumbuhan Cayenne amat baik sehingga

sebutan Nanas Subang seolah identik dengan NanasCayenne. Berikut

ini adalah tanaman buah Nanas varietas Cayenne yang dapat dilihat

pada Gambar 7.2.

Gambar 7.2 Nanas Varietas Cayane (http://www.acamedia.edu, 2014)

7.1.3 Nanas Varietas Spanish

Waktu matang rasanya manis dan aromanya tajam menyenangkan,

namun varietas ini kurang disukai, karena berserat. Nanas ini banyak

dimanfaatkan sebagai bahan pembuat kertas dan tekstil. Kertas uang

dolar Amerika dibuat dari serat Nanas ini yang diambil dari daunnya.

Bobot buahnya 0,9-1,8 kg, jadi antara Cayenne dan Queen diameternya


49

9-13 cm. Matanya cukup dalam sehingga daging buah banyak terbuang

ketika dikupas. Daunnya berduri, sedangkan kulit buahnya kasar dan

kuat sehingga buah tidak mudah rusak dalam pengangkutan. Jenis ini

banyak ditanam sebagai tanaman hias karena warna buahnya cukup

menarik, merah oranye berkat zat antosianin. Berikut ini adalah

tanaman buah Nanas varietas Spanish yang dapat dilihat pada Gambar

7.3.

Gambar 7.3 Nanas Varietas Spanish (http://www.acamedia.edu, 2014)

7.2 Potensi Limbah Nanas

Tanaman Nanas (Ananas cosmosus Merr.) termasuk famili

Bromeliaceae merupakan tumbuhan tropis dan subtropis yang banyak

terdapat di Filipina, Brasil, Hawai, India dan Indonesia. Menurut data


50

FAO (2003), Indonesia merupakan salah satu negara penghasil Nanas

selain beberapa negara lainnya dengan produksi sebesar 467.395 ton.

Di Indonesia, salah satu provinsi yang dikenal sebagai penghasil nanas

adalah Provinsi Kalimantan Barat, yang pada tahun 2000, dengan luas

lahan 1500 Ha dapat dihasilkan sekitar 30.000 Ton nanas (Anonim,

2000). Menurut data BPS tahun 2006, produksi nanas di Kalimantan

Barat 11.072 ton. Data dari pabrik pengolahan nanas PT. Industri

Saribumi Kalbar di Kabupaten Kubu Raya Kalimantan Barat, yang

mengolah sari pati nanas menjadi konsentrat/cairan menunjukkan

bahwa produksi pabrik sebesar 450 ton nanas per hari atau 30 ton per

jam dengan output 3 ton konsentrat nanas per jam (www.google.co.id.

buah nanas, diakses tanggal 12 Maret 2009). Hal ini dapat diperkirakan

bahwa jika keberadaan mahkota nanas sebesar 15-20% maka jumlah

mahkota nanas yang dihasilkan dari pabrik tersebut sebanyak 67,5-90

ton per hari.

Teknik budidaya tanaman nanas disatu sisi dapat meningkatkan

produksi buah, tetapi disisi lain memberikan dampak pada semakin

banyaknya limbah mahkota nanas. Buah nanas yang diolah pada

berbagai industri pengolahan nanas akan menghasilkan mahkota nanas

sebagai limbah yang belum dimanfaatkan secara maksimal. Mahkota

nanas biasanya dibuang sebagai limbah pertanian dan menjadi beban

dari suatu industri nanas kalengan karena yang digunakan untuk

”replanting” relatif sedikit.

Beberapa penelitian memanfaatkan mahkota nanas telah dilakukan

antara lain di India, mahkota nanas digunakan untuk ekstraksi dan

51

purifikasi bromelain dengan reverse micellar systems (Umesh et al.,

2007). Di Jepang, analisis kimia dan studi tentang pulping dari mahkota

nanas juga dipelajari untuk dikonversi menjadi pulp dan kertas dan

diketahui mengandung selulosa sebesar 19,1%, kadar abu 7% (Ai,

2006). Pengaruh sodium hidroksida dan hidrogen peroksida terhadap

rendemen dan warna pulp dari serat daun nanas juga telah diteliti dan

kadar selulosanya sebesar 59,49%, kadar air 8,95%, kadar abu 3,02%

(Holia et al., 2004).

Satu cara untuk memanfaatkan mahkota nanas agar memberikan nilai

tambah adalah dengan mempersiapkannya sebagai bahan baku

selulosa yang kemudian dapat disintesis menjadi sodium

karboksimetilselulosa (CMC). Selain mudah diperoleh dan tidak

memerlukan biaya relatif mahal, mahkota nanas diketahui berpotensi

sebagai sumber selulosa (Ai, 2006).

Selulosa adalah polimer rantai lurus dan memiliki berat molekul besar,

serta bahan alam, dapat diperbaharui dan dapat didegradasi secara

biologis. Karena ikatan hidrogen antar dan intra molekul, selulosa tidak

selalu larut pelarut umum (Hattori et al., 2004).

7.3 Jenis Limbah Nanas

Jenis limbah nanas yang dihasilkan dari pasca panen nanas yaitu daun,

sedangkan pada industri pengolahan nanas adalah makota nanas yang

potensinya sangat berlimpah.

52

7.3.1 Daun Nanas

Kebanyakan masyarakat yang mengetahui tanaman nanas dengan

mengkonsumsi buahnya saja itu, tanpa terpikirkan bahwa limbah daun

nanas tersebut dapat dimanfaatkan sebagai olahan alternatif. Dimana

daun nanas ini dapat dijadikan sebagai bahan baku dalam pembuatan

pulp dan kertas. Bahan utama dalam pembuatan pulp dan kertas

berupa selulosa dari limbah nanas.

Selulosa merupakan bahan baku utama bagi industri-industri, misalnya:

pabrik pulp, pabrik kertas, pabrik sutera tiruan dan lain sebagainya

(Rudnin Habibah, 2013). Kebanyakan selulosa berasosiasi dengan

lignin dan gabungan selulosa dengan lignin disebut sebagai

lignoselulosa. Selulosa, hemiselulosa dan lignin dihasilkan dari proses

fotosintesis. Secara struktur serat daun nanas disusun dari berbagai

komponen kimia yaitu selulosa, hemiselulosa, lignin, pectin, lilin, dan

lemak, serta zat-zat lain yang bersifat larut dalam air. Adanya ikatan-

ikatan molekul glukosa dalam bentuk 1,4-β-D glikosidik yang

membentuk rantai-rantai selulosa yang panjang menyebabkan selulosa

sukar larut dalam air.

Sifat fisik dan kimia selulosa yaitu tidak larut dalam air dingin, larut

dalam asam dan alkali encer serta pelarut organik netral seperti

benzene, alkohol, eter, dan kloroform. Selulosa larut dalam asam sulfat

72%, asam klorida 44%, serta asam fosfat 85%.

53

Tabel 7.3 Komposisi Kering Serat Daun Nanas

(Onggo & Triastuti, 2005) No. Komposisi Kimia Serat Daun Nanas (%)

1 Selulosa 69,5 – 71,5 2 Lignin 4,4 – 4,7

3 Pentosan 17,0 – 17,8 4 Pektin 1,0 – 1,2 5 Lemak dan Wax 3,0 – 3,3

6 Abu 0,71 – 0,87 7 Zat-zat Lain 4,5 – 5,3

7.3.2 Mahkota Nanas

Tanaman Nanas (Ananas cosmosus Merr.) termasuk famili

Bromeliaceae merupakan tumbuhan tropis dan subtropis yang banyak

terdapat di Filipina, Brasil, Hawai, India dan Indonesia. Menurut data

FAO (2003), Indonesia merupakan salah satu negara penghasil nenas

selain beberapa negara lainnya dengan produksi sebesar 467.395 ton.

Di Indonesia, salah satu provinsi yang dikenal sebagai penghasil nanas

adalah Provinsi Kalimantan Barat, yang pada tahun 2000, dengan luas

lahan 1500 Ha dapat dihasilkan sekitar 30.000 Ton nanas (Anonim,

2000). Menurut data BPS tahun 2006, produksi nanas di Kalimantan

Barat 11.072 ton. Data dari pabrik pengolahan nanas PT. Industri

Saribumi Kalbar di Kabupaten Kubu Raya Kalimantan Barat, yang

mengolah sari pati nanas menjadi konsentrat/cairan menunjukkan

bahwa produksi pabrik sebesar 450 ton nanas per hari atau 30 ton per

jam dengan output 3 ton konsentrat nanas per jam (www.google.co.id.

buah nanas, diakses tanggal 12 Maret 2009). Hal ini dapat diperkirakan

bahwa jika keberadaan mahkota nanas sebesar 15-20% maka jumlah

54

mahkota nanas yang dihasilkan dari pabrik tersebut sebanyak 67,5-90

ton per hari.

Teknik budidaya tanaman nanas disatu sisi dapat meningkatkan

produksi buah, tetapi disisi lain memberikan dampak pada semakin

banyaknya limbah mahkota nanas. Buah nanas yang diolah pada

berbagai industri pengolahan nanas akan menghasilkan mahkota nanas

sebagai limbah yang belum dimanfaatkan secara maksimal. Mahkota

nanas biasanya dibuang sebagai limbah pertanian dan menjadi beban

dari suatu industri nanas kalengan karena yang digunakan untuk

”replanting” relatif sedikit.

Penelitian dengan memanfaatkan mahkota nanas telah dilakukan














55







Gambar 7.4 Mahkota Nanas (http://www.acamedia.edu, 2014)

7.4 Pemanfaatan Limbah Nanas

Jumlah limbah nanas sangat besar. Menurut data dari BPS tahun 2006

produksi nanas Indonesia mencapai 467.395 ton, dari hasil tersebut

jika nanas diolah menjadi nanas kaleng, maka akan menghasil limbah

sebanyak 15-20% dari mahkota nanas dan daun nanas hasil pasca

panen diperkirakan 20-25%. Ini merupakan masalah yang sangat

rumit bagi pabrik pengolahan dan perkebunan nanas. Karena limbah-

limbah tersebut hanya dipakai untuk sebagai bahan pakan ternak dan


56

sebagai mulsa/kompos dalam penanaman kembali, yang jumlahnya

hanya sebagian kecil. Sedang sisanya akan menjadi limbah organik,

yang akan mempengaruhi lingkungan sekitar.

Dengan potensi limbah nanas yang relatif besar, yaitu limbah mahkota

nanas sebanyak 20% x 467.395 ton = 93.479 ton/tahun, dan nanas

25% x 467.395 ton = 116.848 ton/tahun. Ini merupakan pontensi

untuk dimanfaatkan menjadi produk yang dapat menjadi nilai tambah.

7.4.1 Pemanfaatan Limbah Daun Nanas

Pemanfaat daun nanas dapat dimanfaatkan menjadi produk yang

dapat nilai tambah. Pemanfaatan daun nanas diantaranya dapat

dijadikan sebagai bahan selulosa, selain itu limbah nanas dapat

dijadikan serat untuk bahan tekstil atau kain.

1. Pemanfaatan Daun Nanas Untuk Selulosa

Dalam pemanfaatan limbah daun nanas untuk dijadikan selolulosa

digunakan metode hidrolisis NaOH. Pada metodologi ini ada beberapa

tahapan yang harus di lalui yaitu:

a. Tahapan Preparasi Bahan Baku

Tahap ini menyiapan bahan baku berupa daun nanas, kemudian

daun nanas dicuci sampai bersih diair yang mengalir, selanjutnya

daun nanas yang sudah dicuci dikeringkan di bawah sinar

matahari, setelah kering, daun nanas dihaluskan dengan cara

digiling atau dicacah. Selanjut disaring untuk mendapatkan

57

serbuknya dengan ukuran 80-100 mesh dan disimpan ditoples atau

wadah tertutup.

b. Tahapan Hidrolisis

Sebanyak 100 gram serbuk daun nanas dimasukkan dalam labu

leher tiga yang dilengkapi pendinginan balik dan ditambah 1000 ml

larutan NaOH dengan konsentrasi 0,1 N; 0,2N, 0,3N, 0,4N dan 0,5N

kemudian dipanaskan selama 1 jam pada suhu 100oC. Setelah

proses selesai, hasil pulp yang diperoleh disaring dan dicuci hingga

pH netral (tes dengan kertas lakmus). Hasil pulp dikeringkan dan

dianalisis kadar selulosanya menggunakan metode Chesson.

c. Prosedur Analisis

Analisis selulosa dilakukan dengan metode Chesson melalui

prosedur sebagai berikut (Ika Kurniaty, 2017);

- Sebanyak 2 g sampel kering (A) ditambahkan 300 ml akuades,

direfluks pada suhu 100oC dengan water bath selama 1 jam.

Hasilnya kemudian disaring, hasil residu kemudiaan dicuci

dengan air panas sebanyak 300 ml. Residu kemudian

dikeringkan dengan oven sampai kering, kemudian ditimbang.

- Residu (A) ditambahkan 150 ml H2SO4, 1 N kemudian direfluks

dengan water bath selama 1 jam pada suhu 100oC. Hasilnya

disaring dan dicuci dengan akuades sampai netral (±300 ml)

selanjutnya dikeringkan dan ditimbang (B).

- Residu (B) kering ditambahkan 10 ml H2SO4 72% dan direndam

pada suhu kamar selama ±4 jam. Selanjutnya ditambahkan 150

ml H2SO4 1 N serta direfluks pada water bath selama 1 jam pada

pendingin balik. Residu disaring dan dicuci dengan akuades

sampai netral (±400 ml) kenudian dipanaskan dalam oven pada

58

suhu 105oC dan hasilnya ditimbang sampai sampai beratnya

ditetapkan (C) selanjutnya residu diabukan dan ditimbang.

Untuk pengujian kandungan selulosa dari serbuk daun nanas dilakukan

perhitungang dengan persamaan berikut.

Selulosa (%) = 𝐵−𝐶

𝐴 x 100%

Sebagai contoh dari hasil penelitian (Selvia Aprilyanti, 2018), dengan

ukuran sampel awal 80 – 100 mesh dikarenakan ukuran bahan baku

akan mempengaruhi prositas sehingga dapat memaksimalkan kontak

bahan dengan asam untuk meningkatkan hidrolisis hemisellulosa

(Osvaldo Z.S., 2012).

Produk dari proses hidrolisis terdiri dari 2 fase yaitu padatan dan cairan.

Produk fase padatan merupakan selulosa, sedangkan produk fase cair

merupakan campuran antara larutan NaOH dan lignin yang terlarut.

Gambar 7.5 Selulosa Hasil Hidrolisis (Aprilyanti, 2018)

59

Gambar 7.6 Larutan NaOH dan Lignin (Aprilyanti, 2018)

Adapun Pengaruh konsentrasi NaOH terhadap kadar selulosa pada

serat daun nanas dapat dilihat pada Tabel 7.4 berikut.

Tabel 7.4 Pengaruh Konsentrasi NaOH Terhadap Kadar

Selulosa Pada Serat Daun Nanas (Aprilyanti, 2018)

No. Konsentrasi NaOH Kadar Selulosa (%)

1 NaOH 0,1 N 54,20

2 NaOH 0,2 N 66,30 3 NaOH 0,3 N 63,00

4 NaOH 0,4 N 57,20 5 NaOH 0,5 N 55,50

2. Pemanfaatan Daun Nanas Untuk Serat Tekstil

Serat alam (natural fibre) adalah jenis-jenis serat sebagai bahan baku

industri tekstil atau lainnya, yang diperoleh langsung dari alam.

Berdasarkan asal usulnya, serat alam dapat diklasifikasikan menjadi

beberapa kelompok, yaitu serat yang berasal dari binatang/animal

60

fibre, bahan tambang/mineral fibre) dan tumbuhan/vegetable fibre

(Kirby, 1963).

Serat alam yang berasal dari binatang, antara lain wool, sutera,

cashmere, ilama dan camel hair. Serat yang berasal dari bahan baku

tambang, misal serat asbes. Sedang serat yang berasal dari tumbuhan

dapat dikelompokkan lagi sesuai dengan asal serat diambil. Serat yang

diambil dari biji (seed fibres), misal serat cotton dan kapok. Serat yang

diambil dari batang (bast fibres), misal serat jute, flax, hemp, dan

ramie. Serat yang diambil dari daun (leaf fibres), misal abaca,

henequen, sisal, daun nanas dan lidah mertua. Secara kimiawi, semua

serat yang berasal dari tumbuhan unsur utama yang ada dalam serat

adalah cellulose, meskipun unsur-unsur lain yang jumlahnya bervariasi

juga terdapat didalamnya, seperti hemicellulose, lignin, pectin, ash,

waxes dan zat-zat lainnya (Kirby, 1963).

Serat daun nanas (pineapple–leaf fibres) adalah salah satu jenis serat

yang berasal dari tumbuhan (vegetable fibre) yang diperoleh dari daun-

daun tanaman nanas. Tanaman nanas yang juga mempunyai nama

lain, yaitu Ananas Cosmosus, (termasuk dalam family Bromeliaceae),

pada umumnya termasuk jenis tanaman semusim. Menurut sejarah,

tanaman ini berasal dari Brazilia dan dibawa ke Indonesia oleh para

pelaut Spanyol dan Portugis sekitar tahun 1599.

Tanaman nanas di Indonesia sudah banyak dibudidayakan, terutama di

Jawa dan Sumatera. Di Jawa tanaman nanas dibudidayakan di daerah

Kabupaten Subang, Kabupaten Purwakarta, Kabupaten Majalengka,

61

Kabupaten Purbalingga, sedangkan di Sumatera bududaya nanas

banyak dijumpai di Bengkulu, Lampung, dan Palembang, yang

merupakan salah satu hasil pertanian yang cukup berpotensi (Anonim,

2006). Tanaman nanas akan dibongkar setelah dua atau tiga kali

panen untuk diganti tanaman baru, oleh karena itu limbah daun nanas

terus berkesinambungan sehingga cukup potensi dan dimanfaatkan

sebagai produk tekstil yang dapat memberikan nilai tambah.

Bentuk daun nanas menyerupai pedang yang meruncing diujungnya

dengan warna hijau kehitaman dan pada tepi daun terdapat duri yang

tajam. Tergantung dari species atau varietas tanaman, panjang daun

nanas berkisar antara 55 sampai 75 cm dengan lebar 3,1 sampai 5,3

cm dan tebal daun antara 0,18 sampai 0,27 cm. Di samping species

atau varietas nanas, jarak tanam dan intensitas sinar matahari akan

mempengaruhi terhadap characteristic dari serat yang dihasilkan.

Intensitas sinar matahari yang tidak terlalu banyak (sebagian

terlindung) pada umumnya akan menghasilkan serat yang kuat, halus,

dan mirip sutera (strong, fine and silky fibre)(Kirby, 1963, Doraiswarmy

et al., 1993). Terdapat lebih dari 50 varietas tanaman nanas didunia,

beberapa varietas tanaman nanas yang telah dibudidayakan di

Indonesia antara lain Cayenne, Spanish/Spanyol, Abacaxi dan Queen.

Tabel 7.5 memperlihatkan sifat fisik beberapa jenis varietas lain

tanaman nanas yang sudah banyak dikembangkan (Doraiswarmy et al.,

1993).

62

Tabel 7.5 Karakteristik Fisik Serat Daun Nanas

(Kirby, 1963. Doraiswarmy et. al., 1993)

Varietas Nanas

Karakteristik Fisik

Panjang (cm) Lebar

(cm) Tebal (cm)

Assam Lokal 75 4,7 0,21

Cayenalisa 55 4,0 0,21 Kallara Lokal 56 3,3 0,22

Kew 73 5,2 0,25 Mauritius 55 5,3 0,18

Pulimath Lokal 68 3,4 0,27 Smmoth Cayenne 58 4,7 0,21 Valera Moranda 65 3,9 0,23

Daun nanas mempunyai lapisan luar yang terdiri dari lapisan atas dan

bawah. Diantara lapisan tersebut terdapat banyak ikatan atau helai-

helai serat (bundles of fibre) yang terikat satu dengan yang lain oleh

sejenis zat perekat (gummy substances) yang terdapat dalam daun.

Karena daun nanas tidak mempunyai tulang daun, adanya serat-serat

dalam daun nanas tersebut akan memperkuat daun nanas saat

pertumbuhannya. Dari berat daun nanas hijau yang masih segar akan

dihasilkan kurang lebih sebanyak 2,5 sampai 3,5% serat serat daun

nanas.

Pengambilan serat daun nanas pada umumnya dilakukan pada usia

tanaman berkisar antara 1 sampai 1,5 tahun. Serat yang berasal dari

daun nanas yang masih muda pada umumnya tidak panjang dan

kurang kuat. Sedang serat yang dihasilkan dari tanaman nanas yang

terlalu tua, terutama tanaman yang pertumbuhannya di alam terbuka

dengan intensitas matahari cukup tinggi tanpa pelindung, akan

63

menghasilkan serat yang pendek kasar dan getas atau rapuh (short,

coarse and brittle fibre). Oleh sebab, itu untuk mendapatkan serat yang

kuat, halus dan lembut perlu dilakukan pemilihan pada daun-daun nanas

yang cukup dewasa yang pertumbuhannya sebagian terlindung dari sinar

matahari.

a. Ektraksi Serat Daun Nanas

Pemisahan/pengambilan serat nanas dari daunnya (fiber extraction)

dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan tangan (manual)

ataupun dengan peralatan decorticator (Kirby, 1963). Cara yang paling

umum dan praktis adalah dengan proses water retting dan scraping

atau secara manual. Water retting adalah proses yang dilakukan oleh

microorganism (bacterial action) untuk memisahkan atau membuat

busuk zat-zat perekat (gummy substances) yang berada disekitar serat

daun nanas, sehingga serat akan mudah terpisah dan terurai satu

dengan lainnya. Proses retting dilakukan dengan cara memasukkan

daun-daun nanas kedalam air dalam waktu tertentu. Karena water

retting pada dasarnya adalah proses microorganism, maka beberapa

faktor sangat berpengaruh terhadap keberhasilan proses ini, antara lain

kondisi dari water retting, pH air, temperatur, cahaya, perubahan

kondisi lingkungan, aeration, macro-nutrients, jenis bakteri yang ada

dalam air, dan lamanya waktu proses. Daun-daun nanas yang telah

mengalami proses water retting kemudian dilakukan proses pengikisan

atau pengerokan (scraping) dengan menggunakan plat atau pisau yang

tidak tajam untuk menghilangkan zat-zat yang masih menempel atau

tersisa pada serat, sehingga serat-serat daun nanas akan lebih terurai

64

satu dengan lainnya. Serat-serat tersebut kemudian dicuci dan

dikeringkan. Karena dilakukan dengan tangan (manual), proses water

retting dan terutama pada proses scraping diperlukan keahlian dan

kesabaran seseorang untuk mengerjakannya. Penelitian menunjukkan

kadang proses water retting ini akan menghasilkan warna serat daun

nanas yang kecoklat-coklatan akibat adanya proses micro-organism

yang tumbuh pada serat tersebut, yang pada umumnya dikenal dengan

istilah rust atau karat (Kirby, 1963).

Metode extraction serat daun nanas dapat juga dilakukan dengan

peralatan yang disebut mesin Decorticator, prosesnya disebut dengan

dekortikasi. Mesin decorticator terdiri dari suatu cylinder atau drum

yang dapat berputar pada porosnya. Pada permukaan cylinder halus

(blades) yang akan menimbulkan proses pemukulan (beating action)

pada daun nanas, saat cylinder berputar (Doraiswarmy et al., 1993).

Gerakan perputaran cylinder dapat dilakukan secara manual (tenaga

manusia) atau menggunakan motor listrik. Saat cylinder berputar,

daun-daun nanas, sambil dipegang dengan tangan, disuapkan diantara

cylinder dan pasangan rol dan plat penyuap. Karena daun-daun nanas

yang disuapkan mengalami proses pengelupasan, pemukulan dan

penarikan (crushing, beating and pulling action) yang dilakukan oleh

plat-plat atau jarum-jarum halus (blades) yang terpasang pada

permukaan cylinder selama berputar, maka kulit daun ataupun zat-zat

perekat (gummy substances) yang terdapat disekitar serat akan

terpisah dengan seratnya. Pada setengah proses decorticasi dari daun

nanas yang telah selesai, kemudian dengan pelan, daun nanas ditarik

kembali. Dengan cara yang sama ujung daun nanas yang belum

65

mengalami proses decorticasi disuapkan kembali ke cylinder dan

pasangan rol penyuap. Kecepatan putaran cylinder, jarak setting antara

blades dan rol penyuap, serta kecepatan penyuapan akan

mempengaruhi terhadap keberhasilan dan kualitas serat yang

dihasilkan.

Untuk memudahkan Untuk memudahkan pemisahan zat-zat yang ada

disekitar serat dan menghindari kerusakan pada serat, proses

decorticasi sebaiknya dilakukan pada kondisi daun dalam keadaan

segar dan basah (wet condition). Daun-daun nanas yang telah

mengalami proses dekortikasi, kemudian dicuci dan dikeringkan melalui

sinar matahari, atau dapat dilakukan dengan cara-cara yang lain.

b. Unsur Kimia Daun Nanas

Hampir semua jenis serat alam, khususnya yang berasal dari tumbuhan

(vegetable fibres), abaca, henequen, sisal, yute, rami, daun nanas dan

lidah mertua, komposisi kandungan serat secara kimia yang paling

besar adalah cellulose, meskipun unsur atau zat-zat lain juga terdapat

pada serat tersebut, misal fats dan waxs, hemicellulose, lignin, pectin

dan colouring matter (pigmen) yang menyebabkan serat berwarna.

Komposisi kandungan zat-zat tersebut pada umumnya sangat

bervariasi tergantung dengan jenis atau varietas tanaman nanas yang

berbeda. Zat-zat tersebut perlu dihilangkan atau dikurangi pada proses

selanjutnya (degumming) agar proses bleaching ataupun dyeing lebih

mudah dikerjakan. Tabel 7.6 memperlihatkan perbandingan komposisi

kimia yang terkandung pada beberapa jenis serat alam, nanas, kapas

66

dan rami [Anonim, 2006]. Sedang Tabel 7.7 menunjukkan komposisi

kimia dari hasil proses pemisahan serat yang berbeda, decortication

dan water retting, pada serat nanas (Doraiswarmy et al., 1993).

Tabel 7.6 Unsur Kimia Serat Daun Nanas (Doraiswarmy et. al., 1993)

Unsur Kimia Serat Daun

Nanas (%)

Serat Kapas

(%)

Serat Rami

(%)

α Selulosa 69,50 – 71,50 94,00 72,00 - 92,00 Pentosan 17,00 – 17,80 - -

Lignin 4,40 – 4,70 - 0,00 – 1,00 Pektin 1,00 – 1,20 0,90 3,00 – 27,00

Lemak dan Wax 3,00 – 3,30 0,60 0,20 Abu 0,71 – 0,87 1,20 2,87

Zat lain (protein dll.)

4,50 – 5,30 1,30 6,20

Tabel 7.7 Unsur Kimia Serat Daun Nanas pada Metode Pemisahan Serat

(Doraiswarmy et. al., 1993)

Unsur Kimia % Unsur

Decortication Water Retting α Selulosa 79,36 87,36 Hemi Selulosa 13,07 4,58

Lignin 4,25 3,62 Ash 2,29 0,54

Alkohol-Benzene ekstraksi 5,73 2,72

Sama halnya dengan serat-serat alam lainnya yang berasal dari daun

(leaf fibres), secara morphology jumlah serat dalam daun nanas terdiri

dari beberapa ikatan serat (bundle of fibres) dan masing-masing ikatan

terdiri dari beberapa serat (multi-celluler fibre). Berdasarkan

pengamatan dengan microscope, cell-cell dalam serat daun nanas

67

mempunyai ukuran diameter rata-rata berkisar 10 μm dan panjang

rata-rata 4.5 mm dengan ratio perbandingan antara panjang dan

diameter adalah 450. Rata-rata ketebalan dinding cell dari serat daun

nanas adalah 8.3 μm. Ketebelan dinding cell ini terletak antara serat

sisal (12.8 μm) dan serat batang pisang (1.2 μm), dan secara umum

sifat atau karakteristik serat daun nanas dapat ditunjukkan pada Tabel

7.10 (Doraiswarmy et al., 1993).

Meski akan mempengaruhi terhadap physical maupun mechanical

properties serat (terutama berat, kekuatan tarik dan mulur serat),

penelitian menunjukkan bahwa treatment yang dilakukan pada serat

daun nanas tersebut, hasil dari proses decortikasi ataupun water

retting, dengan bahan kimia misal NaOH, H2SO4 atau bahan-bahan

kimia lainnya dengan konsentrasi tertentu, akan memudahkan dalam

penguraian atau pemisahan antar serat dari ikatannya (bundle of

fibres), hal ini disebabkan terlepasnya beberapa impurity materials atau

gummy substances yang terdapat pada ikatan serat nanas tersebut.

Perubahan komposisi kimia setelah serat daun nanas mengalami proses

water retting dan degumming dapat dilihat pada Tabel 7.8.

Tabel 7.8 Perubahan Unsur Kimia Serat Daun Nanas setelah Proses Water Retting dan Degumming

(Pratikno Hidayat, 2008)

Unsur Kimia % Unsur

Water Retting Degumming α Selulosa 87,36 94,21 Hemi Selulosa 4,58 2,26

Lignin 3,62 2,75 Ash 0,54 0,37

Alkohol-Benzene ekstraksi 2,72 0,77

68

Tabel 7.9 Karakteristik Serat Daun Nanas

(Pratikno Hidayat, 2008)

Ultimate Cell Panjang L (mm) Lebar W (12,8 µ)

L/W Tingkatan polimerisasi α Selulosa

3 - 9

4 - 8 450

1178 - 1200

Filament Tenancity (MN/m2)

Extention at Break (%) Torsional rigidity (MN/m2) Flexural (MN/m2)

Panjang (cm) Transverse swelling in water (%)

710

2 – 6 360

3 – 8

55 – 75 18 - 20

Bundle Tenancity (MN/m2) True density (kg/m3) Apparent density (kg/m3)

Porosity (%) MR at 65% RH

MR at 100% RH

370 1480 1350

9,00 11,80

41,00

Pengamatan yang dilakukan dengan sinar-X menunjukkan bahwa serat

daun nanas mempunyai derajat kristalitas (degree of crystallanity) yang

tinggi dengan sudut puntiran serat sekitar 15o. Treatment dengan acid

dan alkali pada serat daun nanas menunjukkan perubahan yang sangat

tinggi pada daerah-daerah amorphous dibanding serat yang belum di

treatment (Doraiswarmy etal., 1993). Hal ini menunjukkan bahwa serat

yang sudah mengalami proses treatment mempunyai kemampuan daya

serap yang tinggi pada proses pewarnaan. Namun demikian, sifat-sifat

flexural rigidty dan torsional rigidity pada serat daun nanas relatif lebih

tinggi dibanding serat kapas. Hal ini menyebabkan resistensi yang besar

terhadap twisting ataupun bending dan serat cenderung untwist

(melawan puntiran) segera setelah twist diberikan, menyebabkan

kesulitan untuk mendapatkan kekompakan benang yang diinginkan.

69

c. Durability Serat Daun Nanas

Properties lain dari serat daun nanas adalah penurunan kekuatan serat

dalam kondisi basah (wet conditions), seperti terlihat pada Tabel 7.10.

Penurunan kekuatan pada kondisi ini mungkin disebabkan adanya

penetrasi molekul-molekul air kedalam rantai molekul multicellular

cellulose serat, sehingga menimbulkan penggelembungan (swelling)

pada serat dan mengakibatkan terjadinya slip antar molekul-molekul

serat pada saat diberi beban.

Tabel 7.10 Tenancy dan Elongation Serat Daun Nanas

Pada Kondisi Kering dan Basah (Doraiswarmy etal., 1993)

Sifat Mekanik Kondisi Serat

Untreated Degumming Tenancity (CN/tex)

- Dry - Wet

38,40 16,60

36,50 16,20

Breaking elongation (%) - Dry

- Wet

2,90

2,70

3,30

2,90

Sama halnya dengan serat-serat yang berasal dari tumbuhan

(vegetable fibres), penurunan kekuatan serat daun nanas juga terjadi

apabila serat tersebut dipendam didalam tanah. Penelitian

menunjukkan pemendaman serat daun nanas dalam tanah selama 3

hari mengakibatkan penurunan kekuatan serat berkisar 37.1%,

penurunan kekuatan ini masih lebih baik dibanding dengan serat sisal

dan jute yang mengalami penurunan dramatis, yaitu 75.9% dan 80%

70

(Kirby, 1963). Hal ini dapat dipahami karena hampir semua serat-serat

alam (natural fibres) dengan kondisi atau penyimpanan yang kurang

baik akan rentan terhadap serangan micro-organism, jamur maupun

bakteri-bakteri pembusuk lain yang dapat menyerang sel-sel serat

selulosa.

d. Pemanfaatan Serat Daun Nanas

Beberapa sifat, terutama physical dan mechanical properties, yang

dimiliki serat daun nanas, sangat memungkinkan serat tersebut untuk

dapat dipintal menjadi benang. Namun demikian, mengingat physical

properties serat daun nanas, khususnya sifat elasticity, torsional dan

flexural rigidity, yang sangat berbeda dengan serat cotton, maka

diperlukan modifikasi peralatan pemintalan yang digunanakan, baik

menggunakan sistem cotton, rotor ataupun dengan sistem spinning

yang lain. Meski hanya mampu untuk pembuatan benang dengan

nomor-nomor yang masih kasar, dari beberapa penelitian

(Doraiswarmy et al., 1993) sebagaimana diperlihatkan pada Tabel

7.11, menunjukkan bahwa pemintalan dapat dilakukan dengan 100%

terdiri dari serat daun nanas maupun dengan cara blending (campuran

dengan serat lain), misal polyester, cotton, ataupun serat wool.

Untuk mengurangi sifat flexural rigidty dan torsional rigidity pada serat

daun nanas yang relatif cukup tinggi, penambahan bahan-bahan

softener, misal oil-water emulsion, pada serat sebelum diproses

menjadi sangat diperlukan.

71

Tabel 7.11 Properties Benang yang dibuat dari Serta Daun Nanas

(Doraiswarmy etal., 1993)

Linier Density (tex) 196,80 295,30

System Sistem katun

dengan modifikasi Sistem rotor

dengan modifikasi

Quality Attributes: - Panjang Serat (mm)

- Yarn Tenancity (CN/tex) - Extension at break (%) - CV of Strength (%)

38,00

4,20 4,20 27,00

50,00

6,00 4,90 18,30

3. Pemanfaat Serat Mahkota Mahkota Nanas Untuk Selulosa

Penelitian dengan memanfaatkan mahkota nanas telah dilakukan














72







a. Metode

Dalam pembuatan selulosa dari limbah mahkota nanas adalah mahkota

nanas akan dibuat pulp dengan bahan yang digunakan dalam

pembuatan pulp adalah NaOH, NaOCl (klorin), etanol (technical grade).

Untuk analisis kadar selulosa digunakan etanol, asam asetat, NaOH dan

aquadest serta selulosa komersial (SIGMA) untuk pembanding.

Peralatan yang digunakan untuk membuat preparasi sampel tepung

mahkota nanas antara lain blender, cabinet dryer, ayakan. Untuk

proses ekstraksi selulosa dari tepung mahkota nanas digunakan

erlenmeyer 1 L dan waterbath yang dilengkapi pengatur suhu

(Kotterman). Peralatan oven, desikator, botol timbang, cawan porselin,

dan furnace (Heracus Instruments M-110) digunakan untuk analisis

kadar air, kadar abu, kadar selulosa. Rancangan percobaan yang

digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial.

Proses ekstraksi selulosa dari mahkota nanas dimulai dengan preparasi

mahkota nanas sesuai dengan metode Adinugraha et al., (2004) dan Ai

73

(2006) yang dimodifikasi. Mahkota daun nanas dipotong dengan

ukuran ±1 cm, dikeringkan dengan pengering kabinet. Setelah

dikeringkan, potongan mahkota nanas kering kemudian dihancurkan

dengan menggunakan blender dan selanjutnya dilakukan pengayakan

dengan ukuran 60 mesh dan dianalisis kadar air, kadar abu dan kadar

selulosa terhadap tepung mahkota nanas. Selanjutnya ekstraksi

selulosa mahkota nanas dilakukan menurut metode Adinugraha et al.,

(2005) yaitu tepung mahkota nanas tersebut dimasak dengan larutan

NaOH (3, 6, 9, 12 dan 15%) dengan suhu 100ºC selama 3,5 jam yang

bertujuan untuk melarutkan komponen non selulosa. Padatan yang

tertinggal kemudian dilakukan penyaringan, pencucian dengan air

bersih dari sisa NaOH, bleaching dengan NaOCl dan pencucian dengan

air bersih sampai ampas (selulosa) yang diperoleh tidak berbau

hipoklorit. Selulosa yang diperoleh selanjutnya dikeringkan dengan

menggunakan oven pada suhu 60ºC selama 8 jam. Selulosa yang

diperoleh tersebut kemudian dianalisis kadar selulosa, kadar abu, dan

kadar air. Optimasi proses ekstraksi selulosa untuk mengetahui

konsentrasi NaOH optimum.

b. Hasil

Hasil dari eksperimen pembuatan selulosa dari Mahkota Nanas ini

dapat dilihat pada Tabel 7.12 dibawah.

74

Tabel 7.12 Fineness Modulus (FM) Tepung Mahkota Nanas (Susana, 2011)

Mesh Berat (g) Fraksi

Tertahan (%) Faktor Pengali

Hasil Kali

20 0,00 0,00 5 0,00

40 50,51 20,19 4 80,74 60 105,70 42,24 3 126,73

80 59,52 23,79 2 47,57

100 10,70 4,28 1 4,28 Pan 23,79 9,51 0 0,00

Jumlah 250,22 100,00 259,32

F.M =𝟐𝟓𝟗,𝟑𝟐

𝟏𝟎𝟎,𝟎𝟎 =2,5932

Tabel 7.13 Fineness Modulus (FM) Tepung Selulosa Mahkota Nanas (Susana, 2011)

Mesh Berat (g) Fraksi

Tertahan (%) Faktor Pengali

Hasil Kali

20 0,00 0,00 5 0,00

40 22,02 9,35 4 37,41 60 101,19 42,98 3 128,95

80 57,74 24,53 2 49,05

100 9,96 4,23 1 4,23 Pan 44,51 18,91 0 0,00

Jumlah 235,42 100,00 219,65

F.M =𝟐𝟏𝟗,𝟔𝟓

𝟏𝟎𝟎,𝟎𝟎 =2,1965

75

Tabel 7.14 Pengaruh NaOH Terhadap Sifat-Sifat

Selulosa Mahkota Nanas (Susana, 2011)

Konsentrasi Larutan

NaOH (%)

Rendamen (%db)

Kadar air (%db)

Kadar abu (%db)

Kadar Selulosa (%db)

3 41,07 2,28b 10,57 ± 3,21a 11,25 ± 4,54a 71,56 ± 5,75a

6 29,61 4,75a 10,80 ± 0,63a 10,50 ± 0,48a 91,98 ± 1,99b

9 27,94 4,41a 9,03 ± 0,44a 9.38 ± 1,54a 92,55 ± 1,02b

12 23,23 2,83a 9,16 ± 0,51a 9.02 ± 1,22a 95,50 ± 1,13bc

15 20,70 0,94a 10,51± 0,98a 10,53 ± 0,75a 98,73 ± 1,01c Keterangan: huruf yang sama dalam satu kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata

Selanjutnya kita analisis Gugus Fungsional Selulosa Mahkota Nanas Dan

Selulosa Komersial

Gambar 7.7 FTIR Spectra Dari Selulosa Mahkota Nanas

(Susana, 2011)

76

Gambar 7.8 FTIR Spectra Selulosa Komersial

(Susana, 2011)

Komposisi Mahkota Nanas. Hasil analisis pada tepung mahkota

nanas lolos ayakan 60 mesh menunjukkan rendemen 14,81% (db),

kadar selulosa 57,83% (db), kadar air 10,66% dan kadar abu 6,08%

(db). Ai (2006), menyatakan bahwa mahkota nanas memiliki kadar

selulosa 19,1% dan kadar abu sebesar 7%. Sedangkan Holia (2005)

menyatakan bahwa serat daun nanas memiliki kadar selulosa 59,49%

kadar abu 3,02% dan kadar air 8,95%. Adanya perbedaan hasil

disebabkan Ai (2006) menggunakan mahkota nanas dari Okinawa

Jepang dan Holia (2005) menggunakan nanas dari Subang Jawa Barat

yang tentunya memiki varietas yang berbeda dengan mahkota nanas

dari Kalimantan Barat dikarenakan perbedaan kondisi lingkungan.

Dijelaskan Browning (1967) bahwa iklim mempengaruhi struktur

77

dinding sel dan komposisi kimia kayu. Selain itu dilakukan pula

pengukuran Fineness Modulus (FM) terhadap tepung mahkota nanas

dan tepung selulosa mahkota nanas untuk mengetahui rata-rata ukuran

diameter partikel dengan menggunakan persamaan dari Henderson

dan Perry (1982) yang dapat dilihat pada Tabel 7.12 dan Tabel 7.13.

Adapun persamaannya adalah D= 0.0041.(2)FM. Jika nilai FM semakin

dekat ke 1 maka partikel tersebut semakin halus.

Sifat-sifat Selulosa Mahkota Nanas. Ekstraksi selulosa dari

mahkota nanas dengan lima variasi konsentrasi NaOH (3, 6, 9, 12,

15%) menunjukkan bahwa larutan NaOH dengan konsentrasi 12%

dapat menghasilkan kadar selulosa optimum dengan kadar selulosa

95,50% (db), rendemen 23,23% (db), kadar air 9,16% (db), kadar abu

9,02% (db), yang ditunjukkan Tabel 7.13.

Pada Tabel 7.13. terlihat bahwa larutan NaOH memberikan pengaruh

yang nyata terhadap kadar selulosa, yang ditunjukkan dengan adanya

peningkatan kadar selulosa pada tiap perlakuan. Untuk ekstraksi

selulosa dengan perlakuan konsentrasi larutan NaOH 12%, kadar

selulosa meningkat dari 57,83% menjadi 95,50%. Begitu pula dengan

ekstraksi selulosa pada perlakuan konsentrasi larutan NaOH 15%

mengalami peningkatan kadar selulosa tetapi kedua perlakuan tersebut

tidak berbeda nyata. Penelitian juga dilakukan dengan perlakuan 18%

larutan NaOH dan diperoleh kadar selulosa sebesar 83,44%. Hal ini

menunjukkan bahwa terjadi penurunan kadar selulosa sampai batas

tertentu. Penurunan terjadi dengan semakin meningkatnya konsentrasi

78

larutan NaOH, karena adanya degradasi polimer selulosa oleh larutan

NaOH.

Proses alkali dan bleaching selama ekstraksi selulosa telah melarutkan

komponen nonselulosa yang ada pada mahkota nanas. Proses

pemasakan dengan alkali akan mendegradasi lignin sehingga

mengakibatkan lignin menjadi larut dalam air pada proses pencucian.

Proses bleaching menggunakan larutan NaOCl 5% selama 3 jam akan

mengoksidasi sisa lignin pada selulosa hasil ekstraksi dan akan

diperoleh pulp selulosa yang warnanya lebih putih (Browning, 1967).

Konsentrasi larutan NaOH pada proses ekstraksi selulosa juga

menghasilkan nilai rendemen seperti yang terlihat pada Tabel 7.14.

Pada larutan NaOH konsentrasi 6, 9, 12 dan 15% tidak berbeda nyata

untuk nilai rendemen. Sedangkan konsentrasi larutan NaOH 3%

berbeda nyata. Penurunan rendemen bisa terjadi sebagai akibat dari

adanya selulosa yang ikut terdegradasi sehingga larut dalam larutan

alkali. Konsentrasi larutan NaOH berpengaruh terhadap rendemen

proses. Nilai rendemen berbanding terbalik dengan konsentrasi larutan

NaOH yang digunakan. Penggunaan konsentrasi larutan NaOH yang

semakin tinggi berakibat pada penurunan rendemen.

Bila dibandingkan nilai FM dan diameter rata-rata partikel, tepung

selulosa mahkota nanas jauh lebih halus daripada tepung mahkota

nanas. Hal ini disebabkan karena adanya proses ekstraksi pada tepung

selulosa mahkota nanas yang melarutkan komponen-komponen

79

nonselulosa akan mempengaruhi sifat fisik dari tepung selulosa

mahkota nanas.

Analisis Gugus Fungsional Selulosa Mahkota Nanas Dan Selulosa

Komersial. Hasil analisa gugus fungsional FTIR pada selulosa mahkota

nanas dan selulosa komersial, puncak-puncak yang ada muncul pada

kedua spektra selulosa komersial maupun selulosa mahkota nanas

muncul pada bilangan gelombang sama yaitu 1427,32, 1635,4. Puncak

utama yang muncul pada bilangan gelombang 1064,71, 1427,32

menunjukkan struktur molekul selulosa, antara lain ikatan O-H, ikatan

C-O, serta ikatan hidrogen inter dan intramolekuler. Bilangan

gelombang antara 1.460-1324 cm-1 menunjukkan gugus –OH dengan

inflane deformation, sedangkan C-O stretching vibration ada diantara

bilangan gelombang 1160-1025 cm-1(Meenakshi et al, 2002). Mengacu

pada pendapat tersebut membuktikan bahwa gambar tersebut

merupakan spectra selulosa untuk mahkota nanas. Meenakshi et al

(2002) menjelaskan bahwa puncak tajam pada bilangan gelombang

3.700-3.100 cm-1 menunjukkan gugus -OH dengan stretching vibration

serta menunjukkan adanya ikatan hydrogen intra-molekuler. Hal ini

dapat dilihat pada spectra FTIR pada Gambar 7.7. dan Gambar 7.8.

adanya puncak tajam pada bilangan gelombang 3425,58 untuk selulosa

mahkota nanas dan 3410, 15 untuk selulosa komersial.

80

4. Pemanfaat Serat Mahkota Mahkota Nanas Sebagai

Absorber

Lingkungan yang tercemar seringkali menimbulkan dampak yang buruk

bagi makhluk hidup yang ada di sekitarnya seperti, manusia, hewan

dan tumbuhan. Logam berat merupakan salah satu penyebab

lingkungan tercemar. Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam berat

selain timbal (Pb), merkuri (Hg), Chrome (Cr), dan seng (Zn) yang

dapat mencemari lingkungan perairan. Di alam, logam Cu biasanya

ditemukan dalam bentuk logam bebas, tetapi lebih banyak ditemukan

dalam bentuk senyawa padat bentuk mineral. Unsur Cu bersumber dari

peristiwa pengikisan (erosi) batuan mineral, debu-debu dan partikulat

Cu dalam lapisan udara yang dibawa turun oleh air hujan (Widowati

dan Wahyu, 2008).

Bioadsorbsi merupakan salah satu cara yang bisa digunakan untuk

mengurangi dampak pencemaran lingkungan tersebut. Bioadsorben

dengan menggunakan biomaterial yakni tumbuhan yang telah mati

untuk proses penyerapan disebut bioadsorbsi (Lestari dkk., 2003).

Bioadsorben yang digunakan dalam penelitian ini adalah daun mahkota

nanas (Ananas comosus). Daun mahkota nanas digunakan karena

memiliki kandungan serat yang tinggi.

Menurut Norman (1937) terdapat 62%-79% selulosa dalam serat daun

nanas, sedangkan dalam Hidayat (2008), menyebutkan bahwa serat

daun nanas mengandung 69,5%-71,5% selulosa. Menurut Kirby

(1963), secara kimiawi, semua serat yang berasal dari tumbuhan, unsur

81

utama yang ada dalam serat adalah selulosa, walaupun terdapat juga

unsur lain seperti hemiselulosa, pektin, lignin dan zat- zat lainnya.

Kandungan selulosa yang tinggi dalam daun mahkota nanas ini

diharapkan dapat dijadikan alternatif baru sebagai bioadsorben logam

berat tembaga (Cu) dalam pengelolaan limbah cair yang lebih ekonomis

dan ramah lingkungan.

Untuk membuat absorben dari Limbah Mahkota Nanas ada beberapa

tahapan yang harus dilakukan yaitu:

a. Preparasi Daun Mahkota Nanas

Mahkota nanas yang digunakan dicuci sampai bersih, kemudian

dikeringkan, sesudah kering kemudian dipotong ukuran ±1 cm lalu di-

oven pada suhu 105oC selama 3 jam kemudian di-blender dan

selanjutnya diayak dengan ukuran 90 mesh (Adinugraha, 2005).

b. Isolasi Selulosa Daun Mahkota Nanas Delignifikasi Daun

Mahkota Nanas

Tepung atau serbuk daun mahkota nanas ditimbang sebanyak 50 gr

kemudian dipanaskan dengan NaOH 12% sebanyak 500 ml selama 3

jam dengan suhu 100oC. Setelah 3,5 jam, larutan disaring lalu dengan

menggunakan aquadest residu dicuci sampai pH netral kemudian

dikeringkan dengan suhu ruang.

82

c. Bleaching (Pemurnian)

Delignifikasi serbuk atau tepung daun mahkota nanas kemudian

dipanaskan dengan NaOCl selama 1 jam dengan suhu

60oCmenggunakan hot plate. Kemudian larutan disaring lalu

dikeringkan dengan oven pada suhu 100oC selama 2 jam dan residu

dibilas dengan aquades sampai pH netral.

d. Karakterisasi Selulosa Hasil Ekstraksi Mahkota Nanas

Menggunakan Metode Gravimetri (Metode Chesson)

Erlenmeyer 250 ml (x) ditimbang dan 1 gram sampel serbuk daun

mahkota nanas dimasukkan, dan 200 ml aquades ditambahkan. Selama

2 jam larutan dalam erlenmeyer dipanaskan sambil diaduk beberapa

kali. Selanjutnya, kertas saring ditimbang (k) dan larutan disaring

menggunakan kertas saring. Sisa penyaringan pada kertas saring

dipanaskan menggunakan oven pada suhu 105°C hingga beratnya

konstan (l). Setelah itu, 200 ml H2SO4 0,5 M ditambahakan ke dalam

erlenmeyer 250 ml yang telah diisi residu, dengan menggunakan kertas

saring residu disaring lagi dan 25 ml H2SO4 72% ditambahkan

kemudian dibiarkan selama 3 jam pada erlenmeyer 250 ml.

Selanjutnya, selama 2 jam dipanaskan menggunakan waterbath pada

suhu 100°C yang telah ditambahkan aquades 150 ml ke dalam

erlenmeyer . Kemudian ditambahkan aquades hingga volumenya 300

ml. Kertas saring ditimbang (j) dan residunya disaring menggunakan

kertas saring. Selanjutnya, ditimbang berat konstan (i) dan Kadar

selulosa dapat dihitung menggunakan rumus:

83

% Kadar Selulosa = (𝑙−𝑘)−(𝑖−𝑗)

𝑥 x 100%

Keterangan:

X: berat awal Erlenmeyer

l: berat konstan setelah dioven suhu 105oC

k: berat kertas saring awal

i: berat kertas saring akhir

j: berat konstan akhir

Gambar 7.9 a. Serbuk daun mahkota nanas sebelum diekstraksi, b.Serbuk daun mahkota nanas setelah diekstraksi

(Yosefina Keon, 2018)

7.5 Pemanfaatan Limbah Nanas Untuk Material Pertahanan

Limbah Nanas berupa daun nanas pasca panen, serta mahkota nanas

hasil industri dapat dijadikan produk yang bermanfaat dan

84

menjadikannya suatu nilai tambah (added Value). Pada umumnya

limbah nanas yang berupa daun dan mahkota nanas dijadikan sebagai

pulp untuk pembuatan kertas, serta untuk tekstil, serta absorben untuk

treatment logam berat (Cu, Hg, dll).

Dengan potensi yang sangat besar, maka limbah nanas akan lebih

bermanfaat dan juga berguna bagi pertahanan negara. Untuk itu maka

limbah nanas yang berupa daun nanas hasil pasca panen serta

mahkota nanas hasil industri pengalengan nanas, kaya akan serat dan

selulosa.

Dengan karakteristik yang dimiliki oleh limbah nanas (daun nanas, dan

mahkota nanas) maka dapat dijadikan untuk produk dibidang teknologi

pertahanan yaitu dijadikan -selulosa sebagai bahan pembuatan

nitroselulosa, nitroselulosa sebagai bahan utama untuk pembuatan

propelan padat untuk double base propelant.

Untuk pembuatan propelan nitroselulosa akan dipadukan dengan

nitrogliserin. Propelan merupakan bahan bakar untuk rudal, roket

sebagai bahan peledak. Sedangkan untuk daun nanas yang kaya akan

serat, serat yang dimilikinya dapat dijadikan bahan komposit untuk

plat kendaraan tempur dan bahan untuk pakaian tahan peluru (body

armor).

85

Gambar 7.10 -selulosa

(kompasiana.com, 2019)

Gambar 7.11 Nitroselulosa (kompasiana.com, 2019)

86

Gambar 7.12 Propelan Gula


Gambar 7.13 Propelan Padat


87

Gambar 7.14 Komposit Serat Nanas dan Ijuk (itb.ac.id, 2016)

Gambar 7.15 Komposit Geopolimer (Metakaolin danSerat Nanas) (kompasiana.com, 2019)

88

Referensi

1. Adinugraha, M. P., D. W. Marseno., and Haryadi, 2005. Synthesis and Characterization of Sodium Carboxymethylcellulose from Cavendish Banana Pseudo Stem (Musa cavendishii LAMBERT).

Carbohydrate Polymers. 62: 164-169. 2. Anonim, 2006. Pengkajian Teknologi Proses Serat Non Kapas untuk

Tekstil (http://www.bppt.go.id)

3. Anonim, 2006. Pemanfaatan Serat Nanas (http://www.bbt .depperin.go.id)

4. Anonim, 2000. Potensi Investasi Subsektor Tanaman Pangan dan Hortikultura di Kalimantan Barat. Disperta Propinsi Kalimantan

Barat. 5. Anonim, 2009. Potensi budidaya Nanas di Kalimantan Barat

(www.google.co.id. Buah Nanas.) Akses tanggal 12 Maret 2009.

6. Anonim, 2006. Serat Nanas (http://www.b2pttg.lipi.go.id) 7. Browning, B.L., 1967. Methods of Wood Chemistry. New York:

Interscience Publishers.

8. Aprilyanti, Selvia, 2018. Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Waktu Hidrolisis Terhadap Kadar Selulosa Pada Daun Nanas. Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 24.

9. Chunfeng, W., 2009. Evaluation Of Zeolites Synthesized From Fly Ash Potential Adsorbents For Wastewater Containing Heavy Metals. Journal of environmental sciences, Volume 21 (1): 127-136.

10. Doraiswarmy et al., 1993. Pineapple Leaf Fibres, Textile Progress Vol. 24 Number 1, Textile Institute.

11. Effendi, H., 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan. Kanisius. Yogyakarta.

12. Handayani, A.W., 2010. Penggunaan Selulosa Daun Nanas Sebagai Adsorben Logam Berat Cd (II). Skripsi. Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

13. Hattori, K., Abe, E., Yoshida, T., and Cuculo, J.A., 2004. New Solvents for Cellulose II Ethylenediamine/Thiocyanate Salt System. Polymer Journal, 36 (2), 123-130.

14. Hidayat, P., 2008. Teknologi Pemanfaatan Serat Daun Nanas sebagai Alternatif Bahan Baku Tekstil, Teknoin, 13 (5): 31-35

15. Ika Kurniaty, U. H., 2017. Proses Delignifikasi Menggunakan NaOH dan Amonia(NH3) Pada Tempurung Kelapa. Jurnal Integrasi Proses Volume 6 Nomor 4 , 197-201.

http://www.bppt.go.id/

http://www.b2pttg.lipi.go.id/

89

16. Jayanuddin. (2009). Pemutihan Daun Nanas Menggunakan Hidrogen Peroksida. Jurnal Rekayasa Proses Volume 3 Nomor 1, 10-15.

17. Kirby. 1963. Vegetable Fibres. Leonard Hill, London. 18. Lestari, S., Sugiharto, E. dan Mudasir, 2003. Studi Kemampuan

Adsorpsi Biomassa Saccharomyces cerevisiae yang Terimobilkan Pada SiIika GeI terhadap Tembaga (II). Teknosains, 16A (3): 357371

19. Meenakshi, P., S.E. Noorjahan, R. Rajini, U. Venkateswarlu, C. Rose and T.P. Sastry, 2002. Mechanical and Microstructure Studies On The Modification of Cellulose Acetate (CA) Film by Blending with Polystyrene (PS). Bulletin Material Science. 25 (1): 25-29.

20. Muljohardjo, M., 1984, Nanas dan Teknologi Pengolahannya (Ananas cosmosus (L) Merr ), Penerbit Liberty, Yogyakarta.

21. Norman, A.G., 1937. The Composition of Same Less Common Vegetable Proses. Biochemistry Section, 1575-1578.

22. Onggo, & Triastuti, D. d., 2004. Pengaruh Perlakuan NaOH terhadap PerubahanMorfologi Serat Nanas dan Serat Eceng Gondok. Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri , 47-51

23. Onggo, H., dan J.T. Astuti. 2005. Pengaruh Sodium Hidroksida dan Hidrogen Peroksida terhadap Rendemen dan Warna Pulp dari Serat Daun Nenas. Jurnal Ilmu & Teknologi Kayu Tropis Vol. 3 • No. 1 37-43.

24. Osvaldo Z. S., P. P. (2012). pengaruh konsentrasi asam dan waktu pada proses hidrolisis dan fermentasi pembuatan bioetanol dari alang-alang. Jurnal Teknik Kimia Volume 18 Nomor 2 , 52-62.

25. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 Tentang Baku Mutu Air Limbah.

26. Rudnin Habibah, D. Y., 2013. Penentuan berat molekul dan derajat polimerisasi a- selulosa yang berasal dari alang- alang(Imperata Cylindrica) dengan metode viskositas. Jurnal Saintia Kimia Volume

1 Nomor 2 , 1-6. 27. Safrianti, I., Wahyuni, N. dan Zaharah, T.A., 2012. Adsorpsi Timbal

(II) oleh Selulosa Limbah Jerami Padi Teraktivasi Asam Nitrat pengaruh pH dan Waktu Kontak. JKK, 1 (1): 1 – 7.

28. Sumardjo, D., 2009. Pengantar Kimia. Penerbit Buku Kedokteran

EGC, Jakarta

90

29. Sunarto, 2008. Teknologi Pencelupan dan Pengecapan Jilid I. Jakarta: Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional.

30. Susana, 2011. Ekstraksi Selulosa Limbah Mahkota Nanas. Jurnal

Vokasi, Vol.7. No.1 87 – 94.

31. Umesh, H.H., B. Sumana and Raghavarao. 2007. Use of Reverse Micellar Systems For The Extraction And Purification of Bromelain From Pineapple Wastes. Biosource Technology. xxx : xxx-xxx.

32. Van, A. T. 2006. Chemical Analysis and Pulping Study of Pineapple Crown Leaves. Industrial Crops and Products. An International

Journal. 24 : 66-74. 33. Widowati dan Wahyu. 2008. Efek Toksik Logam. ANDI, Yogyakarta.

34. Yosefina, Keon Desinyata, Murwani, Yulianti I, Nugroho Jati W., 2018. Kemampuan Selulosa Daun Mahkota Nanas (Ananas comosus) Sebagai Bioadsorben Logam Tembaga (Cu). Jurnal Biota Vol. 3 (2): 70-78.

91

BAB 8

ECENG GONDOK

8.1 Eceng Gondok

Eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan jenis tumbuhan air

yang hidup mengapung. Di beberapa daerah di Indonesia, eceng

gondok mempunyai nama lain seperti di daerah Palembang dikenal

sebagai Kelipuk, di Lampung dikenal dengan Ringgak, di Manado

dikenal dengan nama Tumpe. Menurut sejarahnya, eceng gondok

ditemukan pertama kali oleh seorang ilmuwan bernama Carl Friedrich

Philipp von Martius, seorang ahli botani berkebangsaan Jerman pada

tahun 1824 di Sungai Amazon Brasil. Eceng gondok memiliki kecepatan

tumbuh yang tinggi sehingga tumbuhan ini dianggap sebagai gulma

yang dapat merusak lingkungan perairan. Eceng gondok dengan

mudah menyebar melalui saluran air ke badan air lainnya. Pertumbuhan

enceng tersebut akan semakin baik apabila hidup pada air yang

dipenuhi limbah pertanian atau pabrik. Oleh karena itu banyaknya

enceng gondok di suatu wilayah sering merupakan indikator dari

tercemar tidaknya wilayah tersebut. Enceng gondok termasuk dalam

kelompok gulma perairan. Tanaman ini memiliki kecepatan

berkembang-biak vegetatif sangat tinggi, terutama di daerah tropis dan

subtropis. Tanaman liar yang banyak terdapat di sungai atau waduk

kerap dipandang sebelah mata oleh sebagian orang. Mereka bahkan

mengganggap bahwa tanaman tersebut hanya menimbulkan kerugian

saja. Namun, bagi orang-orang yang kreatif tanaman tersebut dapat

http://www.blogger.com/goog_312526836

http://kelayunik.blogspot.com/2012/01/tumbuhan-sekitar-kita.html

http://www.blogger.com/goog_312526841

http://kelayunik.blogspot.com/2012/01/tumbuhan-sekitar-kita.html

92 Eceng Gondok

merupakan tanaman yang memberikan manfaat bagi kehidupan

manusia. Enceng gondok bagi orang-orang yang inovatif, ternyata

dapat dimanfaatkan untuk mendapatkan keuntungan komersial

sekaligus memelihara kelestarian lingkungan.

Gambar 8.1 Tumbuhan Eceng Gondok (Eichornia crassipes) (Kompasiana.com, 2019)

Adapun bagian–bagian dari tanaman eceng gondok sebagai berikut:

a. Akar

Bagian akar eceng gondok ditumbuhi dengan bulu-bulu akar yang

berserabut, berfungsi sebagai pegangan atau jangkar tanaman.

Peranan akar sebagian besar untuk menyerap zat-zat yang diperlukan

tanaman dari dalam air. Pada ujung akar terdapat kantung akar yang

93

mana di bawah sinar matahari kantung akar ini berwarna merah.

Susunan akarnya dapat mengumpulkan lumpur atau partikel-partikel

yang terlarut dalam air.

Gambar 8.2 Akar Eceng Gondok (Eichornia crassipes) (Kompasiana.com, 2019)

b. Daun

Daun tergolong dalam mikrofita yang terletak di atas permukaan air,

yang di dalamnya terdapat lapisan rongga udara yang berfungsi

sebagai alat pengapung tanaman. Zat hijau daun (klorofil) eceng

gondok terdapat dalam sel epidermis, dipermukaan atas daun dipenuhi

oleh mulut daun (stomata) dan bulu daun. Rongga udara yang terdapat

dalam akar, batang, dan daun selain sebagai alat penampungan juga

berfungsi sebagai tempat penyimpanan O2 dari proses fotosintesis.

Oksigen hasil dari fotosintesis ini digunakan untuk respirasi tumbuhan

di malam hari dengan menghasilkan CO2 yang akan terlepas ke dalam

air.

94 Eceng Gondok

Gambar 8.3 Daun Eceng Gondok (Eichornia crassipes) (Kompasiana.com, 2019)

c. Tangkai

Tangkai eceng gondok berbentuk bulat menggelembung yang di

dalamnya penuh dengan udara yang berperan untuk mengapungkan

tanaman di permukaan air. Lapisan terluar petiole adalah lapisan

epidermis, kemudian di bagian bawahnya terdapat jaringan pengangkat

(xylem dan floem). Rongga -rongga udara dibatasi oleh dinding

penyekat berupa selaput tipis berwarna putih.

d. Bunga

Eceng gondok berbunga dengan warna mahkota lembayung muda,

berbunga majemuk dengan jumlah 6 –35 berbentuk karangan bunga

bulir dengan putik tunggal (Pandey, 1980).

95

Gambar 8.4 Bunga Gondok (Eichornia crassipes) (Kompasiana.com, 2019)

Pada akarnya terdapat senyawa sulfat dan fosfat. Daunnya kaya

senyawa carotin dan bunganya mengandung delphinidin-3-diglcosida.

Dengan seluruh kandungan kimia yang ada itu, Eceng Gondok dapat

menyembuhkan tenggorokan terasa panas, kencing tidak lancar,

biduran dan bisul. Kandungan senyawa penting tadi terdapat diseluruh

organ tanaman dari akar sampai daun dapat dimanfaatkan sebagai

bahan obat tradisional. Bahkan bunganya yang menawan juga bagus

dijadikan sebagai bahan obat tradisional.

Eceng gondok hidup mengapung di air dan kadang-kadang berakar

dalam tanah. Tingginya sekitar 0,4 -0,8 meter, tidak mempunyai

96 Eceng Gondok

batang, daunnya tunggal dan berbentuk oval. Ujung dan pangkalnya

meruncing, pangkal tangkai daun menggelembung, permukaan

daunnya licin dan berwarna hijau. Bunganya termasuk bunga majemuk,

berbentuk bulir, kelopaknya berbentuk tabung. Bijinya berbentuk bulat

dan berwarna hitam. Buahnya kotak beruang tiga dan berwarna hijau.

Akarnya merupakan akar serabut.

Eceng gondok tumbuh di kolam-kolam dangkal, tanah basah dan rawa,

aliran air yang lambat, danau, tempat penampungan air dan sungai.

Tumbuhan ini dapat beradaptasi dengan perubahan yang ekstrem dari

ketinggian air, arus air, dan perubahan ketersediaan nutrien, pH,

temperatur dan racun-racun dalam air. Pertumbuhan eceng gondok

yang cepat terutama disebabkan oleh air yang mengandung nutrien

yang tinggi, terutama yang kaya akan nitrogen, fosfat dan potasium

(Laporan FAO). Tanaman eceng gondok ini merupakan tanaman

pengganggu (gulma) air yang sering bikin gondok para petani, karena

tumbuh di sawah berebut unsur hara dengan tanaman budidaya (padi).

Juga sering bikin jengkel petugas ulu-ulu karena menjadi biang mampet

saluran air dan pendangkalan.

Menurut Lail, (2008) perkembangbiakan dengan cara vegetatif dapat

melipat ganda dua kali dalam waktu 7-10 hari. Hasil penelitian Badan

Pengendalian Dampak Lingkungan melaporkan bahwa satu batang

eceng gondok dalam waktu 52 hari mampu berkembang seluas 1 m2,

atau dalam waktu 1 tahun mampu menutup area seluas 7m2. Forth

(2008) menyatakan bahwa dalam waktu 6 bulan pertumbuhan eceng

gondok pada areal 1 ha dapat mencapai berat 125 ton. Dengan

97

populasi yang begitu melimpah dan pengendaliannya yang kurang

maksimal maka eceng gondok harus dimanfaatkan khususnya serat

pada eceng gondok. Sifat seratnya yang kuat menjadikan eceng

gondok memiliki potensial tersendiri.

1. Manfaat Eceng Gondok

Eceng gondok banyak menimbulkan masalah pencemaran sungai dan

waduk, tetapi mempunyai manfaat sebagai berikut :

a. Mempunyai sifat biologis sebagai penyaring air yang tercemar oleh

berbagai bahan kimia buatan industri.

b. Sebagai bahan penutup tanah, kompos dalam kegiatan pertanian

dan perkebunan.

c. Sebagai sumber gas yang antara lain berupa gas ammonium sulfat,

gas hidrogen, nitrogen dan metan yang diperoleh dengan cara

fermentasi.

d. Bahan baku pupuk tanaman yang mengandung unsur NPK yang

merupakan tiga unsur utama yang dibutuhkan tanaman.

e. Sebagai bahan industri kertas papan buatan dan bahan karbon

aktif.

2. Kerugian Eceng Gondok

Kondisi merugikan yang timbul sebagai dampak pertumbuhan eceng

gondok tidak terkendali diantaranya adalah :

98 Eceng Gondok

a. Menurunnya jumlah cahaya yang masuk kedalam perairan

sehingga menyebabkan menurunnya tingkat kelarutan oksigen

dalam air (DO: Dissolved Oxygens).

b. Mengganggu lalu lintas (transportasi) air, khususnya bagi

masyarakat yang kehidupannya masih tergantung dari sungai.

c. Meningkatnya habitat bagi vektor penyakit pada manusia dan

menurunkan nilai estetika lingkungan perairan.

Eceng gondok memiliki karakteristik serat salah satunya memiliki massa

jenis sebesar 0,25 g/cm3, selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 8.1

Tabel 8.1 Karakteristik Serat Eceng Gondok

(Ahmed, 2012)

Karakteristik Nilai

Massa jenis (g/cm3) 0,25 Sifat Putih (Whiteness) (%) 22,20

Kehalusan (fineness) (μ) 35,00 Kekuatan Tarik (tensile strength) (Mpa) 18 -33

Tangkai daun (petioules) eceng gondok mengandung 34,6% fiber

berdasarkan berat kering oven, dengan panjang fiber rata -rata 1,53

mm dan berdinding tipis, mengandung sedikit lignin, holoseluosa,

pentosa yang tinggi tetapi mengandung sedikit silika, ekstraktif cukup

larut dalam alkohol-benzena tetapi larut banyak dalam NaOH 1%.

Eceng gondok dalam 100 gram memiliki kandungan nutrisi seperti yang

dijelaskan pada Tabel 8.2 berikut ini.

99

Tabel 8.2 Kandungan Nutrisi Enceng Gondok (Ahmed, 2012)

Kandungan Nutrisi Nilai

Energi 18 kkal Protein 1 gram

Lemak 0,2 gram Karbohidrat 3,8 gram

Kalsium 80 mg Fosfor 45 mg Zat Besi 4 mg

Vitamin A 1000IU Vitamin B1 0,08

Vitamin C 50 mg

Kandungan kimia serat eceng gondok yakni terdiri dari selulosa,

hemiselulosa dan lignin. Komposisi dari komponen-komponen serat

eceng gondok dapat dilihat pada Tabel 8.3 dibawah ini.

Tabel 8.3 Komposisi Kimia Eceng Gondok (Ahmed, 2012)

Senyawa Kimia %

Selulosa 64,51

Hemiselulosa 15,61 Lignin 7,69

Silika 5,56 Abu 12,00

8.2 Potensi dan Permasalahan Eceng Gondok

Eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan gulma air yang telah

banyak dikenal orang. Eceng Gondok berkembang biak dengan sangat

cepat, baik secara vegetatif maupun generatif. Dalam waktu 6 bulan

100 Eceng Gondok

pertumbuhan Eceng Gondok pada areal 1 Ha dapat mencapai bobot

basah sebesar 125 ton (Heyne,1987). Eceng gondok memiliki 2 macam

cara untuk berkembang biak, yaitu dengan cara tunas dan biji, bahkan

potongan vegetatif yang terbawa arus air akan terus berkambang biak

menjadi eceng gondok dewasa. Tunas eceng gondok merayap melalui

ketiak daun dan akan terus tumbuh menjadi tumbuhan baru berukuran

0,4 - 0,8 m. Menurut Mukti (2008), perkembang biakan secara

vegetatif dapat melipat ganda 2 kali dalam waktu 7 - 10 hari.

Sedangkan 1 batang eceng gondok dewasa dalam 52 hari mampu

berkembang seluas 1. Populasi eceng gondok yang terlalu banyak

dapat menyebabkan berbagai masalah, seperti terganggunya biota air

yang ada dibawahnya, bahkan apabila sudah terlalu banyak dapat

menyababkan sedimentasi.

Dari sekian banyak masalah yang disebabkan pertumbuhan eceng

gondok yang begitu pesat, terdapat potensi yang perlu dimanfaatkan.

Tanaman eceng gondok dapat dimanfaatkan untuk mengurangi

pencemaran kadar logam berat dalam air yang tercemar unsur Pb, Cd,

Cu, Fe, Zn, dan Hg (Arman dan Nisma, 2008). Dengan perlakuan yang

tepat eceng gondok dapat menghasilkan biogas sebagai bahan bakar

mesin gas pembangkit listrik (Wibisono, Armadi dan Feriyanto, 2014);

dan juga dapat dimanfaatkan sebagai pupuk untuk penyubur tanaman

(Mashavira, Chitata, Mhindu, Muzemu dan Kapenzi, 2015). Manfaat lain

dari eceng gondok yang dapat dimanfaatkan adalah serat batangnya.

Eceng gondok memiliki kandungan lignoselulosa yang cukup tinggi

sehingga dapat dijadikan papan serat. Papan serat adalah berupa

papan tiruan yang terbuat dari tumbuhan yang berlignoselulosa yang

101

kemudian dilakukan perekatan dan dilakukan pengempaan panas dan

pengempaan dingin. Ada dua macam perekat yang biasa dipergunakan

untuk membuat papan serat, yaitu perekat buatan dan alami. Contoh

perekat buatan yang dapat digunakan antara lain Urea Formaldehida

(UF), Fenol Formaldehida (PF), Melamin Formaldehida (MF), dan

isosianat (Bowyer, Shmulsky dan Haygreen 2003). Sedangkan contoh

perekat alami adalah perekat dari tapioka.

Karena selain harganya lebih murah dibanding perekat buatan, juga

mudah untuk didapatkan. Faktor yang mempengaruhi perekatan yaitu

bahan yang direkat, perekat dan kondisi perekatan. Bahan yang

direkat, seperti kayu, akan mempengaruhi perekatan dari segi anatomi,

berat jenis, zat ekstraktif, kadar air dan keadaan permukaan.

Sedangkan macam perekat, keadaan perekat, komposisi perekat, dan

masa tunggu akan mempengaruhi perekatan. Pada pengempaan bahan

yang akan direkat maka suhu, lamanya pengempaan dan besarnya

tekanan yang diberikan akan mempengaruhi perekatan (Sutigno,

1988). Oleh karena itu dilakukan penelitian untuk menentukan

komposisi yang tepat antara bahan yang akan dijadikan papan serat

dengan perekat.

8.3 Pemanfaatan Eceng Gondok

Dengan potensi yang begitu besar maka, eceng gondok dapat

dimanfaatkan secara profesional, tanaman ini dapat dimanfaatkan

sebagai mata pencarian yang menguntungkan. Tanaman eceng gondok

dapat diolah sedemikian rupa dan digunakan sebagai bahan dalam

102 Eceng Gondok

membuat aneka produk dari produk kerajinan tangan, pakan ternak,

bahan furnitur, bahan kertas, komposit dan bahan untuk selulosa.

8.3.1 Pemanfaatan Eceng Gondok Untuk Bahan Kerajinan

Berbagai hasil kerajinan yang dapat dibuat dari bahan eceng gondok

adalah sebagai berikut:

Sebelum memasuki proses pembuatan kerajinan tangan dari eceng

gondok, terlebih dahulu dipersiapkan bahan-bahan dan alat-alat yang

digunakan serta tahap-tahap pemrosesan eceng gondok hingga siap

untuk dibuat kerajinan.

1. Bahan

Bahan dasar yang digunakan untuk membuat kerajinan eceng saja.

gondok adalah batang eceng gondok yang telah dikeringkan. Memilih

bahan eceng gondok yang akan digunakan, dilakukan pengrajin mulai

dari eceng gondok dalam keadaan basah. Standar panjang batang

eceng gondok biasa adalah antara 45 – 50 cm, sedangkan yang super

berukuran panjang 50 – 60 cm. Untuk mempersiapkan eceng gondok

menjadi bahan baku anyaman diperlukan beberapa bahan penunjuang.

Untuk persiapan penangaan eceng gondok untuk bahan kerajinan

tahapan-tahapannya adalah sebagai berikut:

103

a. Air Bersih, Air bersih digunakan untuk membersihkan eceng

gondok dari kotoran jadi cukup menggunakan air sumur.

b. Bahan Pewarna, Untuk mewarnai eceng gondok dapat dipakai

salah satu di antara bahan-bahan pewarna untuk tekstil, misalnya

wenter atau napthol dengan garamnya. Selain itu, dapat dapat juga

digunakan bahan pewarna dari alam seperti soga, daun the, daun

sirih, gambir, tringgi dan sebagainya.

c. Bahan Pengawet, Jenis bahan pengawet untuk makanan

berbeda dengan bahan pengawet untuk eceng gondok. Misalnya

dengan menggunakan belerang. Belerang digunakan untuk

membunuh bakteri atau kuman-kuman yang ada di batang eceng

gondok caranya adalah dengan mencampur 1 ons belerang dengan

1 liter air, kemudian semprotkan cairan tersebut pada seluruh

permukaan anyaman eceng gondok.

d. Bahan Pemutih, Jika ingin mendapatkan batang eceng gondok

yang berwarna putih dapat digunakan bahan pemutih seperti H2O2

dan kaporit. Proses pemutihan dilakukan dengan menyemprotkan

bahan pemutih keseluruh permukaan anyaman. Jika menggunakan

H2O2, ½ liter H2O2 dapat digunakan untuk memutihkan 10 lembar

anyaman ukuran 50 x 50 cm. Penyemprotan biasanya dilakukan

sampai 3 kali untuk tiap-tiap lembarnya untuk mendapatkan hasil

yang maksimal. Jika menggunakan kaporit, konsentrasinya adalah

104 Eceng Gondok

1 liter air dicampur dengan 1 ons kaporit. Cara pemakaiannya sama

dengan H2O2.

2. Persiapan Eceng Gondok

Pada dasarnya tangkai eceng gondok tidak bisa secara langsung

digunakan sebagai bahan anyaman, akan tetapi perlu dipersiapkan

terlebih dahulu melalui beberapa tahap pemrosesan. Masing-masing

tahap akan diulas sebagai berikut ini.

a. Tahap Persiapan

Sewaktu mengangkat eceng gondok dari dalam air (tempat

tumbuhnya) akan terbawa juga bagian-bagian lain dari tanaman

secara lengkap, seperti bunga, daun, tangkai, tunas, dan akar. Oleh

karena, untuk mempersiapkan bahan anyaman hanya diperlukan

bagian tangkai daunnya, maka bagian yang lain harus disisihkan.

Setelah bagian-bagian yang tidak dibutuhkan disisihkan, tangkai

eceng gondok kemudian bisa segera dicuci dan dibilas hingga

benar-benar bersih. Bila perlu gunakan air sabun atau air kaporit

agar pekerja yang menanganinya selalu dalam kondisi sehat,

mengingat kondisi tempat tumbuh eceng gondok yang kotor.

b. Tahap Pengeringan

Setelah tangkai eceng gondok bersih dari segala kotoran

selanjutnya bisa dijemur dengan sesekali dibalik hingga tangkai

benar-benar kering. Waktu penjemuran kurang lebih selama 6 hari

atau tergantung pada ketebalan tangkai dan cuaca (ada tidaknya

105

sinar matahari). Tangkai sebaiknya dijemur di atas lantai yang

disemen atau di atas pasir. Karena penjemuran dengan cara ini

hasilnya akan lebih maksimal (kering merata). Untuk mempercepat

waktu pengeringan dapat diupayakan dengan membantu

memisahkan kandungan airnya sebelum dijemur. Caranya, eceng

gondok yang masih basah (sehabis dicuci) langsung dipres dengan

alat pres manual kemudian baru dijemur.

c. Tahap Pemilihan

Apabila tangkai eceng gondok telah kering, selanjutnya bisa segera

dikelompokkan berdasarkan warna dan panjangnya agar bisa

ditetapkan penggunaannya. Ukuran panjang yang dipakai adalah

45 – 50 cm untuk ukuran biasa dan 50 – 60 cm untuk ukuran super,

dan warna eceng gondok yang baik adalah yang putih namun untuk

eceng gondok yang berwarna coklat dapat diputihkan dengan

menggunakan bahan pemutih.

d. Tahap Pembelahan

Adakalanya karena tuntutan ketentuan dalam desain anyamannya,

eceng gondok kering perlu dibelah menjadi beberapa bagian.

e. Tahan Pemutihan Eceng Gondok

Untuk mendapatkan warna asli eceng gondok tidak diperlukan lagi

pemutihan (biasanya hanya diawetkan saja). Sementara untuk

dapat memperoleh warna krem dapat dilakukan dengan proses

pemutihan. Ada beberapa macam bahan kimia yang dapat

106 Eceng Gondok

berfungsi sebagai pemutih antara lain: hidrogen peiroksida (H2O2)

dan kaporit.

- Pemutihan dengan menggunakan kaporit

Campurkan 1 ons kaporit dengan 1 liter air, aduk rata lalu

semprotkan pada permukaan anyaman eceng gondok yang akan

diputihkan dengan menggunakan alat penyemprot.

- Pemutihan dengan menggunakan H2O2

H2O2 digunakan untuk memutihkan eceng gondok. Biasanya

proses pemutihan dilakukan dengan cara menyemprotkan H2O2

ke permukaan anyaman sebanyak 3X, setelah penyemprotan

pertama anyaman dijemur sampai kering kemudian dilakukan

penyemprotan kedua dan dan lakukan yang sama untuk

penyemprotan ketiga. Untuk penyemprotan anyaman eceng

gondok dengan luas 50 X 50 cm digunakan larutan H2O2

sebanyak 0,5 liter.

- Pemutihan dengan natriummeta bisulfit (Na2S2O2)

Bahan ini dapat memutihkan eceng gondok dalam keadaan

kering atau basah. Pada eceng gondok kering dapat langsung

dilihat perubahan warnanya dari kecoklatan menjadi krem,

sedangkan pada eceng gondok basah setelah perendaman tetap

hijau, tetapi setelah dijemur berangsur-angsur menjadi putih.

Larutkan natrium meta bisulfit sebanyak 5 – 10 gram dalam 1

liter air (kira-kira cukup untuk merendam bahan). Aduk hingga

bahan larut. Larutan bisa digunakan untuk merendam eceng

gondok selama 20 menit hingga 24 jam. Eceng gondok yang

sudah direndam langsung dijemur hingga kering.

107

f. Tahap Pengawetan

Pengawetan terhadap eceng gondok dilakukan agar produk jadi

kerajinan yang dihasilkan tidak mudah rusak. Pengawetan

dilakukan setelah eceng gondok tersebut dianyam. Larutkan 1 ons

belerang ke dalam 1 liter air kemudian semprotkan keseluruh

permukaan anyaman, dan jemur hingga kering.

g. Tahap Pengayaman

Eceng gondok yang telah dipres kemudian dianyam untuk

mendapat lembaran-lembaran eceng gondok berukuran 50 – 60

cm. Ada beberapa cara penganyaman eceng gondok yaitu, motif

anyaman tunggal, anyaman ganda dua, anyaman ganda tiga,

anyaman kepang, anyaman ombak banyu, anyaman pihuntuan

tangkup, anyaman turin wajiik, anyaman peta satu silang dan

anyaman bunga cengkih.

Berikut beberapa gambar teknik menganyam eceng gondok.

- Motif Anyaman Tunggal

Motif Anyaman dapat dibuat dengan mengikuti tahap pengerjaan:

a) Siapkan pita atau jalinan eceng gondok, atur pita-pita tersebut

berjajar dengan jumlah tertentu atau sesuai dengan

kebutuhan. Agar posisinya tidak berubah selama dianyam,

bagian ujung atau pangkalnya dijepit dengan penjepit kayu

atau dipaku pada bilah kayu.

108 Eceng Gondok

Gambar 8.5 Motif Anyaman Tunggal (Harahap dkk., 2003)

Gambar 8.6 Motif Anyaman Ganda Dua dan Tiga (Harahap dkk., 2003)

b) Pita-pita dengan nomor ganjil ditarik kesebelah kiri, sedangkan

pita yang nomor urutnya genap ditarik ke kanan. Pita-pita

dibidang anyam-menganyam ini disebut lungsin.

c) Tempatkan satu helai pita di antara deretan lungsin bernomor

ganjil, dengan lungsin bernomor genap (pita ini dinamakan

pakan).

109

d) Tarik lungsin ganjil maupun genap ke arah yang sebaliknya.

Letakkan lagi satu pita pakan, maka akan diperoleh anyaman

tunggal.

- Motif Anyaman Ganda Dua

Cara mengerjakanya sama dengan saat membuat anyaman

tunggal. Hanya saja dua helai pita lungsin ditarik sekaligus.

Sebaiknya pita pada lungsin berjumlah ganjil sehingga tiap kali

menganyam akan terdapat satu helai pita yang tidak punya

pasangan (pita).

- Motif Anyaman Ganda Tiga

Cara pengerjaan motif anyaman ganda tiga serupa dengan motif

ganda dua. Hanya saja pemisahan pita pada lungsin sebanyak tiga

lembar sekaligus.

- Motif Anyaman Kepang

Motif anyaman kepang sebenarnya kombinasi motif anyaman

tunggal dan ganda.

Gambar 8.7 Motif Anyaman Kepang

(Harahap dkk., 2003)

110 Eceng Gondok

Ada banyak motif anyaman yang dapat dibuat dengan

menggunakan bahan baku tangkai eceng gondok kering. Seluruh

motif akan dapat dikerjakan dengan mudah setelah menguasai

pembuatan anyaman dasar terlebih dahulu. Bahkan hanya dengan

amemperhatikan tiap jenis motif anyaman, bagi yanga pernah

membuat anyaman dasar akan langsung dapat mengerjakanya

dengan baik.

Untuk selanjutnya akan dapat diutak-atik sehingga menghasilkan

motif-motif lain yang lebih unik, indah dan menawan. Sebagai

contoh, beberapa motif (lihat Gambar 8.8; Gambar 8.9) anyaman

yang dapat ditiru akan penulis sertakan dalam kesempatan ini.

- Motif Anyaman Peta I Silang

Gambar 8.8 Motif Anyaman I Silang (Harahap dkk., 2003)

111

- Motif Anyaman Bunga Cengkeh

Gambar 8.9 Motif Anyaman Bunga Cengkeh


- Motif Anyaman Ombak Banyu

Gambar 8.10 Motif Anyaman Ombak Banyu


112 Eceng Gondok

- Motif Anyaman Pihuntuan Tangkup

Gambar 8.11 Motif Anyaman Pihuntuan Tangkup


- Motif Anyaman Turik Wajik

Gambar 8.12 Motif Anyaman Turik Wajik


113

8.3.2 Pemanfaatan Eceng Gondok Sebagai Biogas

Kebutuhan masyarakat akan Bahan Bakar Minyak (BBM) atau jenis Gas

LPG pada dasarnya dapat tergantikan oleh energi alternatif lain seperti

Biogas yang di hasilkan dari proses biodigester dari bahan baku Eceng

Gondok, potensi energi biogas tersebut sangat berkaitan dengan

jumlah populasi Eceng Gondok itu sendiri serta dengan pola

pemanfaatannya.

Seperti yang kita ketahui bahwa Biogas adalah gas yang dihasilkan dari

proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme pada

kondisi langka oksigen (anaerob). Komponen biogas antara lain sebagai

berikut : ± 60 % CH4(metana), ± 38 % CO2(karbon dioksida) dan ± 2

% N2, O2, H2, & H2S.

Eceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak, bahan

kerajinan, pupuk, dan yang menarik adalah eceng gondok juga dapat

dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas. Pemanfaatan eceng gondok

sebagai bahan baku biogas dikarenakan memiliki kandungan 43%

hemiselulosa dan selulosa sebesar 17%. Hemiselulosa akan dihidrolisis

menjadi glukosa oleh bakteri melalui proses anaerobic digestion, yang

akan menghasilkan gas metan (CH4) dan karbondioksida (CO2) sebagai

biogas.

Manfaat energi biogas adalah sebagai pengganti bahan bakar

khususnya minyak tanah dan dipergunakan untuk memasak kemudian

sebagai bahan pengganti bahan bakar minyak (bensin, solar). Dalam

114 Eceng Gondok

skala besar, biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik.

Di samping itu, dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran

ternak yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organik pada

tanaman/budidaya pertanian.

Potensi ekonomis Biogas adalah sangat besar, hal tersebut mengingat

bahwa 1 m3 biogas dapat digunakan setara dengan 0,62 liter minyak

tanah. Di samping itu pupuk organik yang dihasilkan dari proses

produksi biogas sudah tentu mempunyai nilai ekonomis yang tidak kecil

pula. Eichornia crassipes atau biasa dikenal dengan nama eceng

gondok merupakan tumbuhan yang hidup mengapung di air dan

kadang-kadang berakar dalam tanah. Eceng gondok memiliki

kemampuan tumbuh yang sangat cepat, terutama pada perairan yang

mengandung banyak nutrient.

Cara mudah dan sederhana bagi yang ingin mengetahui tentang

pemanfaatan eceng gondok sebagai penghasil biogas adalah sebagai

berikut :

1. Masukkan eceng gondok atau sisa sayuran sampai 1/2 galon.

2. Isilah galon tersebut dengan air secukupnya lalu tutup yang rapat

(jangan sampai ada lubang sedikit pun).

3. Simpan selama 7 hari.

4. Siapkan pipa logam dengan diameter 1 cm sepanjang 10 cm dan

20 cm (2 buah)

5. Siapkan selang plastik aquarium dengan diameter 1 cm, sepanjang

1 meter.

115

6. Lubangi tutup galon air mineral sedikit saja (Jangan dibuka

tutupnya agar gas tidak hilang/habis menguap).

7. Lalu tusukkan pipa logam pada tutup tersebut.

8. Kemudian sambungkan selang plastik ke pipa logam pada tutup

galon tersebut.

9. Di ujung selang satunya, sambungkan pipa logam 20 cm.

10. Sulutlah dengan korek api. Jika pembusukannya baik, maka pasti

akan menyala.

Untuk meningkatkan jumlah biogas yang dihasilkan dan mempercepat

waktu produksi diperlukan perlakuan khusus seperti dengan melakukan

pencampuran eceng gondok dengan kotoran sapi, dengan hidrolisis

asam.

Gambar 8.13 Desain Biogas dari Eceng Gondok (Harahap dkk., 2003)

116 Eceng Gondok

8.3.3 Pemanfaatan Eceng Gondok Sebagai Bahan Baku

Kertas

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah batang eceng

gondok (BEG), koran bekas, natrium hidroksida (NaOH), asam klorida

(HCl) dan natrium hipoklorit (NaClO).

1. Persiapan Bahan Baku

BEG dipotong ± 2 cm, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu

jam. Untuk sampel koran bekas, koran ditimbang sesuai dengan variasi

berat yang telah ditentukan kemudian direndam dengan akuades

selama jam, perbandingan koran dengan air sebesar 1:7 (g/mL).

2. Pembuatan Pulp Eceng Gondok untuk Variasi

Konsentrasi NaOH (% w/v)

BEG (25 g) dicampur dengan NaOH 2,5% (w/v)(175 mL), digester

selama 5, 15, 30, 60 dan 120 menit di dalam autoclave dan 14,5 Psi.

Proses selanjutnya sama seperti proses sebelumnya.

3. Pencetakan Pulp Menjadi Kertas

Pulp yang dihasilkan dari proses chemical pulping sebelumnya di-

blending selama 2 menit kemudian di-bleaching dengan larutan NaClO

117

5,25% (40 mL) selama 30 menit. Kemudian dicuci dengan air bersih

(500 mL) dan disaring. Setelah itu pulp diletakkan secara merata di atas

pencetak berukuran 20 x 30 cm screen diameter 90 mikron dan ditutup

dengan menekan pencetak yang berukuran sama pada posisi

berhadapan. Kemudian dilakukan perataan dengan manual paper press

yang arah penekanannya sejajar. Setelah kadar air berkurang sampai

yang menetes dari screen, dilakukan pengeringan dalam oven 30oC

selama 4-6 jam.

Untuk variasi komposisi dengan koran bekas, pencetakan dilakukan

dengan cara BEG ditambahkan dengan koran bekas yang telah dipre-

treatment (12,5; 8,3; 6,2 dan 5 g) sehingga variasi perbandingan

sebesar 4:1; 3:1; 2:1 dan 1:1. Kemudian di-bleaching dengan larutan

NaClO 5,25 % (120 mL) selama 30 menit. Pulp yang masih basah

dicetak dan dijemur dengan proses yang sama seperti sebelumnya.

4. Karakterisasi dan Analisis

Karakterisasi sample dengan SEM menggunakan alat Scaning Electron

Microscope (JEOL, JSM-6500 LV) dengan scan parameter 5 dan 20 kV

dengan perbesaran 100, 400 dan 500x. XRD menggunakan alat Philips

type X’Pert Scan Parameters dengan step size 0,02o time/step 1 detik,

X-ray generator current PW3373/00 Cu LFF, tube focus line

menggunakan radiasi K-Alpha. Analisis yang dilakukan terhadap sampel

adalah kadar air BEG (SNI 08-7070-2005), tebal kertas (SNI 14-0435-

1998) dan rapat massa (SNI 14-0702-1989).

118 Eceng Gondok

Eceng gondok memiliki kandungan selulosa 18-31%, lignin 7-26%,

hemiselulosa 18-43%, dan ash 15-26% dengan kandungan air 85-95%

(Girisuta, 2007). Isolasi selulosa dari eceng gondok dapat dilakukan

dengan chemical treatment. Serat selulosa yang dihasilkan dapat

dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan kertas. Untuk

mendapatkan serat selulosa yang optimal, maka bahan baku yang

digunakan adalah BEG kering. Kadar air yang dimiliki oleh BEG yang

digunakan sebesar 90,05%. Skematis pembuatan kertas dari BEG ini

dapat dilihat pada Gambar 8.14. Pembuatan kertas yang dilakukan

berdasarkan metode chemical pulping dengan menggunakan NaOH

dalam proses pembuburannya. Tujuan pemasakan BEG dengan NaOH

untuk melepaskan lignin yang terikat pada selulosa. Menurut Jayanudin

(2007), lignin yang mengotori pulp mengandung senyawa kromofor,

yaitu gugus yang memberikan warna pada senyawa aromatik

menyebabkan displacement pada spektrum warna. Pulp dapat

dipisahkan dari lignin dan sisa NaOH dangan cara pencucian. Blending

pulp dilakukan untuk menghasilkan ukuran pulp yang seragam

sehingga pada proses bleaching pulp didapat hasil yang maksimal.

Bleaching agent yang digunakan adalah senyawa NaClO, pemilihan

NaClO berdasarkan sifat bahan yang tidak berbahaya dan murah.

Proses ini bertujuan untuk menghilangkan warna dan lignin yang tersisa

pada serat selulosa setelah pencucian. Proses bleaching pulp ini juga

dapat menghilangkan hemiselulosa yang terkandung dalam pulp.

119

Gambar 8.14 Skematis pembuatan kertas dari batang

eceng gondok (BEG) dan koran bekas (Iryanti Fatyasari Nata, 2013)

- Variasi Konsentrasi NaOH terhadap Produksi Pulp Eceng

Gondok

Untuk variasi konsentrasi NaOH dilakukan dengan menghitung yield

pulp yang dihasilkan. Yield merupakan perbandingan pulp yang

dihasilkan terhadap banyaknya BEG yang digunakan. Pada setiap

konsentrasi NaOH 1; 2,5; 4 dan 5% (w/v) menghasilkan yield berturut-

120 Eceng Gondok

turut 23,38% ± 0,12; 25,18% ± 0,09; 23,53% ± 0,04 dan 25,15% ±

0,23.

Gambar 8.15 Hubungan konsentrasi NaOH terhadap yield pulp eceng gondok dengan waktu pemasakan 10 menit

(Iryanti Fatyasari Nata, 2013)

Gambar 8.15 menunjukkan yield terbesar diperoleh pada konsentrasi

NaOH 2,5% dan 5% (w/v). Pada proses chemical pulping, larutan

NaOH memecah lignin yang terikat pada selulosa. Yield yang paling

kecil diperoleh pada NaOH 1% (w/v) yaitu 25,18%, hal ini dikarenakan

kecilnya konsentrasi NaOH untuk memecah lignin dari selulosa ehingga

diperoleh kadar selulosa yang sedikit. Pada konsentrasi NaOH 4% dan

5% (w/v) bertambahnya konsentrasi tidak berpengaruh banyak

terhadap yield yang dihasilkan, hal ini dapat terjadi karena

penambahan konsentrasi NaOH akan mereduksi jumlah komponen

selain selulosa seperti hemisolulosa, pektin dan komponen soluble

121

lainnya yang mengikat selulosa (Fahmi et.al,2009; Sundari et.al, 2012),

sehingga diperlukan konsentrasi yang tepat pada proses delignifikasi.

Berdasarkan hal ini disimpulkan konsentrasi yang terbaik dalam

pemasakan BEG adalah NaOH 2,5% (w/v). Pulp yang dihasilkan dari

variasi konsentrasi kemudian dicetak menjadi kertas yang sebelumnya

mengalami proses pemutihan/bleaching. Pada Gambar 8.16 dapat

diamati perbedaan strukur permukaan kertas yang dihasilkan dengan

variasi konsentrasi NaOH. Pada NaOH 2,5%, 4% dan 5% (w/v) struktur

seratnya halus, sedangkan konsentrasi NaOH 1% (w/v) masih terlihat

adanya BEG dan permukaannya kasar, karena delignifikasi tidak

maksimal. Hal ini menyebabkan sebagian batang eceng gondok

(ditunjukkan dengan tanda panah) masih berikatan dengan lignin

karena konsentrasi NaOH yang rendah.

Gambar 8.16 Kertas dengan variasi konsentrasi NaOH dengan chemical pulping selama 10 menit.


122 Eceng Gondok

- Variasi Waktu Pemasakan terhadap Produk Pulp Eceng

Gondok

Pada tahap ini, proses dilakukan dengan menetapkan konsentrasi

larutan NaOH 2,5% (w/v) berdasarkan yield terbesar yang dihasilkan

dari percobaan sebelumnya dan membandingkan besarnya yield yang

diperoleh pada waktu pemasakan dengan NaOH. Hasil dari variasi

waktu selama 5; 10; 15; 30; 60 dan 120 menit menghasilkan yield

berturut-turut 24,72%; 25,3% ± 0,04; 32,31%, 31,12% ± 0,11 dan

33,01% ±0,03.

Gambar 8.17 menerangkan hubungan variasi waktu pemasakan

dengan yield, semakin lama waktunya maka yield yang dihasilkan

semakin besar, kenaikan persentasi yield pada rentang 5-15 menit dari

24,72% menjadi 32,31%, tetapi setelah 15 menit kenaikan yield tidak

signifikan, dikarenakan pada waktu 15 menit sudah tercapai kondisi

optimal untuk pemasakan. Penambahan waktu akan menyebabkan

kondisi yang tidak berpengaruh dalam hasil yield yang diperoleh. Serat

eceng gondok termasuk dalam kategori serat sedang (1,60-2,12 mm),

sehingga pemasakan yang semakin lama akan mengakibatkan

degradasi selulosa yang akan terbuang bersama dengan pelarut NaOH

saat pencucian (Hasnedi et.al, 2008).

123

Gambar 8.17 Hubungan waktu pemasakan terhadap yield pada NaOH 2,5% (w/v).


- Pengaruh Penambahan Kertas Koran Bekas terhadap

Produk Kertas

Pada tahap ini digunakan konsentrasi NaOH 2,5% (w/v) dengan waktu

pemasakan 15 menit yang merupakan kondisi operasi terbaik

berdasarkan hasil sebelumnya. Produk yang dihasilkan dari variasi

komposisi pulp dihitung besar yield dan rapat massa () untuk

mengetahui struktur morfologi kertas dan pengaruhnya terhadap

produk yang dihasilkan. Yield yang dihasilkan komposisi/rasio loading

BEG : kertas, sebesar 1:1, 2:1, 3:1 dan 4:1.

Sebagai pembanding diproduksi pula pulp yang hanya berasal dari BEG

dan koran bekas. Gambar 8.18 menunjukkan besar yield pada kertas

124 Eceng Gondok

eceng gondok lebih kecil daripada yield kertas dari koran bekas,

meskipun memiliki massa bahan baku yang sama. Yield kertas BEG

sebesar 32,31% dan yield untuk kertas dari koran bekas sebesar

87,17%. Yield kertas dari koran bekas lebih besar dikarenakan koran

bekas merupakan sumber serat sekunder yang mengandung sekitar 80-

85% pulp mekanis dan 15-20% pulp kimia (Paraskevas dalam

Rismiyana dkk, 2003). Selain itu, koran bekas diproduksi dari kertas

berbahan baku serat kayu. Besar yield untuk kertas dengan

perbandingan komposisi pulp BEG dan koran bekas disajikan pada

Tabel 8.4.

Gambar 8.18 Hubungan komposisi loading pulp koran bekas)

terhadap yield 2,5% (w/v) selama 15 menit. (Iryanti Fatyasari Nata, 2013)

125

Tabel 8.4 Yield perbandingan komposisi loadingproduksi pulp dengan

NaOH 2,5% (w/v) selama 15 menit. (Iryanti Fatyasari Nata, 2013)

Perbandingan komposisi

(eceng gondok:koran) Yield (%)

1 : 0 32,31 0,01

1 : 1 33,31 0,14

2 : 1 37,27 0,15

3 : 1 44,06 0,15

4 : 1 53,19 0,26

0 : 1 87,19 0,05

Semakin banyak penambahan koran bekas maka semakin besar yield

yang dihasilkan Sehingga disimpulkan bahwa penambahan koran bekas

pada pulp BEG dapat meningkatkan yield Tahapan variasi loading

tersebut menghasilkan 5 jenis kertas yang dapat dilihat pada Gambar

8.19. Dari kertas yang diperoleh menunjukkan pulp dari koran bekas

menghasilkan kertas yang berwarna lebih gelap. Warna yang dihasilkan

lebih gelap karena pada kertas koran bekas kontaminan utamanya

adalah tinta cetak yang umumnya terdiri dari pigmen atau butiran tinta

yang berperan sebagai pembawa warna berbentuk partikel padatan

kecil belum hilang seluruhnya pada proses bleaching. Sedangkan kertas

yang dihasilkan dari campuran koran bekas dengan BEG berwarna lebih

terang. Semakin banyak komposisi BEG yang ditambahkan maka

semakin terang warna kertas yang dihasilkan.

126 Eceng Gondok

Gambar 8.19 Kertas dengan variasi loading (BEG dan Koran) Perbandingan 0:1, 1:1, 2:1, 3:1, dan 4:1 dengan NaOH 2,5% (w/v)

selama 15 menit (Iryanti Fatyasari Nata, 2013)

- Karakterisasi produk kertas dengan bahan baku Eceng

Gondok dan koran bekas

Analisis SEM digunakan untuk mengetahui struktur morfologi dari BEG

dan kertas yang dihasilkan. Gambar 8.20 menunjukkan BEG sebelum

proses digester (Gambar 8.20 (a)) tidak dapat dilihat dengan jelas serat

pada permukaan BEG, hal ini dikarenakan serat eceng gondok masih

terikat oleh lignin, hemiselulosa, pektin dan komponen terlarut lain

yang mengikat selulosa.

127

Gambar 8.20 SEM images dari atang eceng gondok (a), batang eceng

gondok setelah treatment pada t =15 menit dan NaOH 2,5% (w/v) (b), kertas dari serat eceng gondok pada t =15 menit dan NaOH

2,5% (w/v) dan koran bekas (c) dan kertas dari koran bekas (d) (Iryanti Fatyasari Nata, 2013)

Proses digester dengan NaOH menghilangkan kandungan komponen-

komponen yang mengikat selulosa pada BEG. Dari Gambar 8.20 (b)

terlihat perubahan struktur permukaan dari eceng gondok, serat eceng

gondok dapat dilihat setelah pemasakan dengan NaOH. Berdasarkan

Sundari, et.al (2012) diameter serta eceng gondok sangat halus dengan

ukuran 20 -100 nm. Pada lokasi tertentu (ditunjukkan dengan tanda

panah) dapat dilihat serat eceng gondok berdiameter sekitar 80-166

nm, tetapi pada tempat lain serat berhimpit satu sama lain akibat

proses pengeringan yang dilakukan sebelum observasi SEM.

128 Eceng Gondok

Serat koran mempunyai ukuran serat lebih besar dari serat eceng

gondok, pada Gambar 8.20 (d) dapat diketahui serat koran bekas ± 56

μm. Koran terbuat dari serat yang berasal dari softwood, menurut

Hutten (2007) ukuran serat softwood berkisar antara 40-58 μm.

Perbedaan yang sangat signifikan ini tentu saja akan mempengaruhi

struktur dan kekuatan kertas. Gambar 8.20 (c) menunjukkan morfologi

kertas yang dihasilkan dari campuran BEG dan koran bekas. Serat pada

kertas ini terlihat jelas kombinasi dari 2 jenis serat, sehingga dapat

disimpulkan bahwa penambahan koran bekas mempengaruhi struktur

morfologi kertas yang dihasilkan.

Karakteristik peak struktur kristalin pada selulosa dapat dibagi menjadi

2, yaitu selulosa I (16,5°) dan selulosa II (22,8°) (Zhao et.al, 2007).

Eceng gondok yang mengandung serat selulosa di dalam struktur

penyusunnya mempunyai karakteristik peak pada 2 = 16,5° dan

22,8°. Dari Tabel 8.5 dan Gambar 8.21 dapat dilihat bahwa BEG dan

kertas yang dihasilkan mempunyai karakteristik peak pada 2 = 16,5°

dan 22,8°. Nilai intensitas peak berdasarkan struktur kristalin tiap

sampel dapat dilihat pada Tabel 8.5. Struktur kristalin dari selulosa

pada dinding sel dapat mempengaruhi properti produk yang dihasilkan,

selulosa merupakan parameter yang menentukan kekuatan dari serat

(Vainio, 2007). Pada Gambar 8.21 untuk batang eceng gondok setelah

proses digester dengan NaOH mengakibatkan meningkatnya intensitas

sebesar 5,66% (selulosa I) dan 8,26% (selulosa II), hal ini disebabkan

oleh hilangnya kandungan lignin dan hemiselulosa (Maeda et al., 2011;

Kim and Holtzapple, 2006). Selain itu, proses digester dengan alkali

dapat meningkatkan jumlah selulosa karena treatment dengan alkali

129

dapat menrestrukturisasi amorphous cellulose menjadi crystalline

cellulose (Zhou et.al, 2009). Kertas dari bahan baku campuran batang

eceng gondok dan koran bekas dapat meningkatkan intensitas peak

selulosa I sebesar 3,63% dan selulosa II sebesar 35,63%, hal ini dipicu

oleh serat kertas koran mempunyai intensitas yang cukup tinggi yaitu

sebesar 66% (selulosa I) dan 262% (selulosa II). Berdasarkan hasil

XRD ini dapat disimpulkan penambahan koran bekas pada proses

pembuatan kertas dari BEG dapat meningkatkan sifat kristaliniti dari

kertas.

Pengukuran tebal kertas untuk mengetahui dimensi kertas, yaitu

volume kertas yang dihasilkan dari setiap variasi komposisi antara

batang eceng gondok dan koran bekas. Pengukuran dilakukan

sebanyak 10 bagian dengan ukuran 1,4 x 0,4 cm dan dipilih bagian

kertas yang terbaik, dimana setiap bagian dilakukan pengukuran tebal

sebanyak 5 kali.

Tabel 8.5 Intensitas karakterisasi peak pada eceng gondok dan jenis produk kertas pada t =15 menit dan NaOH 2,5% (w/v)


Sampel

Karakteristik peak

Selulosa I

(16,5o)

Selulosa II

(22,8o)

Batang eceng gondok 50 111

Kertas eceng gondok 53 121 Kertas eceng gondok+koran bekas 55 188

Kertas koran bekas 60 262

130 Eceng Gondok

Gambar 8.21 X-Ray diffraction batang eceng gondok (BEG), kertas

dari koran bekas (KK), kertas eceng gondok (KEG) dan kertas campuran eceng gondok dengan koran bekas (KEG-K) dengan NaOH

2,5% selama 15 menit. (Iryanti Fatyasari Nata, 2013)

Variasi data dari 10 kali pengukuran pada tiap sampel untuk

mengetahui kesalahan relatif dari pengukuran. Tabel 8.6 dan Gambar

8.22 menunjukkan pengukuran tebal kertas pada tiap variasi komposisi.

Berdasarkan Gambar 8.22 dapat diketahui tebal kertas pada variasi

komposisi loading tidak seragam, hal ini dikarenakan proses

pencetakan kertas yang dilakukan secara manual. Kertas yang

dihasilkan dari campuran pulp eceng gondok dengan serat koran bekas

lebih tebal daripada kertas yang dihasilkan dari pulp eceng gondok saja,

131

karena struktur serat koran bekas lebih besar daripada batang eceng

gondok.

Tabel 8.6 Tebal kertas dan densitas rata-rata pada variasi komposisi dengan NaOH 2,5% (w/v) selama 15 menit


Massa BEG (g)

Massa Koran Bekas (g)

Tebal (mm) Densitas (g/cm3)

0,00 0,00 0,443 ± 0,05 0,472 ± 0,06

12,50 5,00 0,485 ± 0,07 0,486 ± 0,08 16,66 6,25 0,318 ± 0,02 0,570 ± 0,04

18,33 8,34 0,390 ± 0,06 0,448 ± 0,07 20,00 12,50 0,232 ± 0,02 0,566 ± 0,06 25,00 25,00 0,172 ± 0,01 0,470 ± 0,02

Gambar 8.22 Hubungan massa eceng gondok terhadap

tebal kertas pada waktu pemasakan 15 menit dan NaOH 2,5% (w/v). (Iryanti Fatyasari Nata, 2013)

132 Eceng Gondok

Pengukuran rapat massa (⍴, g/cm3) untuk mengetahui kerapatan

kertas yang dihasilkan. Semakin besar ⍴ kertas maka semakin kuat

kertas yang dihasilkan karena susunan serat dan struktur pada kertas

tersebut lebih rapat (lihat Gambar 8.20). Rapat massa dari produk

kertas yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 8.6, nilai ⍴ terkecil pada

kertas dari BEG dan nilai ⍴ yang terbesar diperoleh pada komposisi

loading 2:1 (16,66 g : 8,33 g) untuk eceng gondok dan serat koran

bekas. Berdasarkan observasi XRD dan ⍴ dapat disimpulkan bahwa

kertas terbaik yang dihasilkan adalah pada perbandingan 2:1 dan

penambahan koran bekas dapat memperbaiki kerapatan kertas yang

dihasilkan sebesar 0,57 g/cm3.

8.4 Pemanfaatan Eceng Gondok Untuk Material Pertahanan

Hasil beberapa penelitian bahwa eceng gondok merupakan sejenis

tumbuhan gulma yang dapat mengganggu ekosistem. Eceng gondok

(Eichornia crassipes) merupakan tanaman air yang dapat tumbuh

dengan cepat di daerah tropis dan mampu menyerap berbagai zat, baik

terlarut maupun tersuspensi dalam jumlah banyak karena memiliki

selulosa hingga 72,63 % (Ratnani, 2000).

Eceng gondok menjadi komponen utama dalam ekosistem perairan

rawa, waduk, dan danau sebagai habitat pemijahan ikan, tempat

berlindung, menempelnya pakan alami dan penyerap logam berat.

jumlah amonia, nitrit, nitrat yang tinggi dalam perairan dapat direduksi

dengan pemanfaatan tanaman eceng gondok penurunan yang

133

dihasilkan yaitu menurunkan total nitrogen hingga 73,05 %,

menurunkan kadaramonia hingga 72,7 %, dan mampu menurunkan

nitrat hingga 71,43 % (Rahmaningsih, 2006).

Penyebarannya yang sangat cepat membuat eceng gondok menjadi

sebuah masalah baru perairan yang dapat mengganggu ekosistem. Hal

ini disebabkan eutrofikasi yang terjadi di badan air. Eutrofikasi

merupakan peristiwa meningkatnya bahan organik dan nutrien

(terutama unsur nitrogen dan fosfor) yang terakumulasi di badan air.

Peningkatan bahan organik dan nutrien ini berasal dari limbah

domestik, limbah pertanian, dan lain-lain (Merina dkk, 2011).

Tanaman ini juga merupakan salah satu jenis tanaman yang sangat

efektif sebagai agenfitoremediasi dalam memulihkan lahan atau

perairan yang tercemar senyawa organik maupun anorganik

(Purwaningsih 2009).

Seperti dikatakan bahwa eceng gondok (latin : Eichornia crassipes)

merupakan tanaman gulma di wilayah perairan yang hidup terapung

pada air yang dalam yang memiliki aliran tenang. Tanaman ini

berkembang biak dengan sangat cepat, baik secara vegetatif maupun

generatif. Perkembangbiakan dengan cara vegetatif dapat melipat

ganda dua kali dalam waktu 7-10 hari. Hasil penelitian Badan

Pengendalian Dampak Lingkungan Sumatera Utara di Danau Toba 2003

melaporkan bahwa satu batang eceng gondok dalam waktu 52 hari

mampu berkembang seluas 1 m2, atau satu tahun mampu menutup

area seluas 7 m2. Maka untuk menekan pertumbuhan eceng gondok di

134 Eceng Gondok

danau akan diberi jaring disekeliling daerah yang ditumbuhi tanaman

tersebut.

Gambar 8.23 Danau yang tercemar eceng gondok

(tribunnews.com, 2012)

Selain tumbuh dengan cepat, batang eceng gondok kaya serat yang

mengandung selulosa 64,51% (Ahmed, 2012). Melihat data tersebut

maka eceng gondok dapat diambil seratnya untuk dijadikan selulosa.

Dengan kadar selulosa sebesar 64,51% serat eceng godok merupakan

suatu potensi yang perlu dipertimbangkan sebagai bahan untuk

pembuatan nitroselulosa. Nitroselulosa merupakan bahan utama untuk

pembuatan propelan padat, disamping nitrogliserin. Propelan

merupakan bahan bakar untuk roket dan rudal. Selain itu propelan

dapat digunakan sebagai bahan peledak. Selain untuk bahan propelan

dan bahan explosives eceng gondok dapat dijadikan bahan komposit

dengan cara diambil seratnya atau sebagai composite board.

135

Gambar 8.24 Bahan Explosives (tribunnews.com, 2012)

Referensi

1. Abdel-Fattah, A. F. and M. A. Abdel-Naby, 2012. Pretreatment and enzymic saccharification of water hyacinth cellulose. Carbohydrate

Polymers, 87. 2109-2113. 2. Andra, H. 2007. Proses Pemutihan Pulp Serat Eceng Gondok

Dengan Menggunakan Hidrogen Peoksida. Skripsi. Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Cilegon.

3. Badan Pusat Statistik. 2012. Data Ekspor-Impor.http://www.bps.go.id diakses tanggal 10Oktober 2012

4. Das, A.K. 2011. Presentation on Recent Initiatives of NEDFI in Rural Areas. Assam: The Norh Eastern Development Finance Corporation Limited.

5. Fahmi, M. S, R. D. Cahyani and C. N. Kalam, 2009. Kertas Daur Ulang dengan Aroma Pewangi Bogor. Institut Pertanian Bogor.

6. Fatyasari, Nata Iryanti, Niawati, Helda, dan Muizliana, Choir, 2013. Pemanfaatan Serat Selulosa Eceng Gondok (Eichhornia Crassipes) sebagai bahan baku Pembuatan Kertas: Isolasi dan Karakteristik.

Journal Koversi, Volume 2, No.2 7. Forrest, AK, J. Hernandez and MT Holtzapple, 2010. Effects of

Temperature and Pretreatment Conditions on Mixed-Acid Fermentation of Waterhyacinths Using a Mixed Culture of Thermophilic Microorganisms. Bioresource Technology, 101. 7510-7515.

136 Eceng Gondok

8. Girisuta, B., 2007. Levulinic Acid From Lignocellulosic Biomass. Dessertation. University of Groningen, Groningen.

9. Gunawan, P. dan Sahwalita, 2007. Pengolahan Eceng Gondok sebagai Bahan Baku Kertas Seni. Balai Litbang Kehutanan

Sumatera, Medan. 10. Harahap, S. Aniek, Suhariyuwanto, SM., Bambang, 2003.

Kerajinan Tangan Eceng Gondok. Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia.

11. Hasnedi, Y.W, A.Y. Aditya dan W. Sulistiono, 2008. Segredass Art Paper Berbahan Eceng Gondok, Alang-Alang, dan Perekat Alami Kitosan. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

12. Hutten, M. I.. 2007. Handbook of Nonwoven Filter Media. Butterworth-Heinemann, Oxford.

13. Jayanudin. 2007. Pemanfaatan Pulp Eceng Gondok Sebagai Alternatif Bahan Baku Kertas dengan Proses Soda. Universitas Lampung, Lampung.

14. Kim, S and M.T. Holtzapple, 2006. Effect of Structural Features on Enzyme Digestibility of Corn Stover. J. Biores Technol., 97. 583-

591. 15. Kumar, A, L.K. Singh and S. Ghosh, 2009. Bioconversion of

Lignocellulosic Fraction of Waterhyacinth (Eichhornia crassipes) Hemicellulose Acid Hydrolysate to Ethanol by Pichia stipitis. Bioresource Technology, 100. 3293-3297.

16. Lu, W., C. Wang and Z. Yang, 2009. The preparation of High Caloric Fuel (HCF) from Waterhyacinth by Deoxyliquefaction. Bioresource

Technology, 100. 6451-6456. 17. Maeda, R. Nobuyuki, V. I. Serpa, V. A. L. Rocha, R. A. A. Mesquita,

L. M. M. S. Anna, A. M. de Castro, C. E. Driemeier, N. Pereira Jr,

and I. Polikarpov, 2011. Enzymatic Hydrolysis of Pretreated Sugar Cane Baggase using Penicillium funiculosum and Trichoderma harzianum Cellulases. Journal of Process Biochem, 30.5-10.

18. Othmer, K. 2005. Encyclopedia Of Chemical Technology. Encylopedia Inc., New York.

19. Rismijana J., I. N. Indriani and T Pitriyani. 2003. Penggunaan Enzim Selulase- Hemiselulase pada Proses Deinking Kertas Koran Bekas.

Jurnal Matematika dan Sains, 8 . 67-71. 20. Sundari, M. Thiripura, and A. Ramesh, 2012. Isolation and

Characterization of Cellulose Nanofiber from the Aquatic Weed Waterhyacinth-Eichhornia Crassipes. Carbohydrate Polymers, 87. 1701-1705.

137

BAB 9

POHON LONTAR

9.1 Pohon Lontar

Lontar merupakan salah satu tanaman yang memiliki potensi sebagai

sumber bioetanol. Menurut Sasangko (2008), ada tujuh spesies lontar

(spp.) yang dikenal di dunia namun yang terdapat di Indonesia yaitu

Borassus flabellifer dan Borassus sundaicus, terutama tumbuh di bagian

timur pulau Jawa, Madura, Bali, Nusa Tenggara Barat dan Nusa

Tenggara Timur. Di NTT, lontar tersebar di Pulau Timor, Flores, Sumba

Sabu, Rote, dan pulau-pulau lainnya.

Manfaat lontar cukup banyak. Niranya dapat dibuat minuman segar dan

makanan penyegar/pencuci mulut berkalori tinggi, cuka atau kecap,

dan gula lontar/gula lempeng/gula semut. Buahnya untuk manisan

atau buah kalengan, kue, selai dan obat kulit (dermatitis) dan daging

buahnya untuk bahan dempul. Bunganya atau abu mayang untuk obat

sakit lever, dan daunnya dapat dimanfaatkan untuk bahan kerajinan

tangan. Pada zaman dahulu, nenek moyang kita telah mengenal kertas

dari lontar dan digunakan untuk menulis dokumen kerajaan, buku, dan

surat-menyurat. Tanaman lontar memiliki batang yang kuat dan lurus

sehingga dapat digunakan untuk bahan bangunan dan jembatan

(Ainan, 2001; Amalo, 2008; Munawaroh, 1999; Patra, 1980; Sasangko,

2008). Dari berbagai manfaat tersebut, manfaat ekonomi dan sosial

138

yang dapat diperluas adalah manfaat dari nira yang dapat digunakan

sebagai bahan baku pembuatan bioetanol.

Walaupun manfaat dan nilai ekonominya cukup tinggi, tanaman lontar

merupakan tanaman liar dan pemanfaatannya oleh masyarakat masih

bersifat tradisional. Sampai saat ini belum ada upaya budidaya tanaman

lontar sehingga populasnya cenderung menurun.

Gambar 9.1 Pohon Lontar (Dissbun Jatim, 2012)

139

Gambar 9.2 Buah Lontar (Dissbun Jatim, 2012)

9.1.1 Manfaat Tanaman Lontar

Manfaat daun lontar dapat digunakan sebagai bahan tikar dan atap

rumah, bahan untuk topi. Sedangkan di Indis Daun lontar dapat

dijadikan obat untuk penyakit sypilis (Atjung, 1991).

Tangakai bunga lontar jantan lontar disadap diambil niranya. Air hasil

sadapan tersebut dapat diminum sebagai air minum. Nira dapat diolah

lebih lanjut sebagai tuak yang kadar alkoholnya cukup tinggi, selain itu

nira dapat dijadikan gula aren/gula merah (Kimball, 1988). Juga

140

serabat pada pohon lontar dapat dijadikan sebagai essen/pewangi

untuk kue.

Untuk buah lontar dapat dimakan dengan dijadikan bahan campuran

minuman es campur karena rasanya mirip dengan kolang kaleng.

Karena buah lontar mengandung protein, pati, kalsium, gula reduksi

dan serat kasar.

Tabel 9.1 Komposisi Buah Lontar (Disbun Jatim, 1991)

Komposisi Kadar (%)

Air 93,75

Gula Reduksi 5,5675 pH 4,47

Tekstur 0,06 – 0,07 Pati 0,4345

Serat Kasar 0,1148 Protein 1,04 Kalsium 0,052

9.1.2 Serabut Tanaman Lontar

Serabut lontar ditutupi oleh kulit buah lontar, biasa serabut lontar

teksturnya lebih halus karena mengandung banyak air. Semakin tua

buah lontar maka kandungan air dalam serabutnya semakin menurun.

Serabut buah lontar muda biasanya memiliki tekstur yang lunak dan

warnanya sangat putih, dan untuk serabut buah lontar yang tua

berwarna putih kekuning-kuningan.

141

Tabel 9.2 Komposisi Serabut Lontar

(Disbun Jatim, 1991)

Komposisi Kadar (%)

Karbohidrat 87,73

Kadar Air 89,07 Hemiselulosa 18,52 Lignin 0,23

Silikat 0,12 Selulosa 29,32

Selain buah dan serabutnya nira lontar banyak mengandung senyawa

etnal dan asam asetat. Etanol dan asam asetat merupakan senyawa

organik. Keduanya kerap dibutuhkan dalam industri farmasi, kosmetika,

pembuatan bahan sintetis, industri makanan, pewarna, serat karet dan

plastik. Selain itu etanol dapat digunakan sebagai campuran bahan

bakar kendaraan bermotor dan mesin yang dapat menaikkan nilai

oktan.

9.2 Potensi Pohon Lontar

Menurut beberapa pustaka, tanaman lontar atau siwalan berasal dari

India dan kemudian menyebar ke Papua Nugini, Afrika, Australia, Asia

Tenggara, dan Asia tropis. Lontar terutama tumbuh di daerah kering.

Di Indonesia, lontar terutama tumbuh di bagian timur Pulau Jawa,

Madura, Bali, Nusa Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur. NTT

merupakan daerah sebaran alami lontar, yaitu di Pulau Timor, Flores,

Sumba, Sabu, Rote dan pulau-pulau lainnya.

142

Luas areal pertanaman lontar mencapai 15.000 ha di Jawa Tengah,

Jawa Timur, dan Madura dengan populasi 500.000 tanaman. Selain itu,

perkebunan lontar terdapat di Nusa Tenggara Timur (Pulau Rote dan

Sabu), Sulawesi, kepulauan Sunda Kecil, Maluku dan Papua, karena

jumlahnya tidak diketahui.

Dari hasil inventarisasi yang dilakukan oleh Dinas Kehutanan Kabupaten

Rembang (Jawa Tengah) diketahui total areal lontar mencapai 565 ha

yang tersebar di Kecamatan Sulang, Kaliori, Rembang, dan Sumber.

Potensi pengembangan tanaman lontar di Kabupaten Rembang

mencapai 1.100 ha. Estimasi produksi nira pada tahun 2005 mencapai

13,67 juta liter, glondong buah 1,3 juta, daun lontar 16,8 ribu, dan gula

cetak 996,3 ton.

Tanaman lontar di Pulau Sumbawa paling banyak terdapat di

Kabupaten Bima. Di Kabupaten lainnya, tanaman lontar juga

ditemukan, tetapi jumlahnya sedikit dan menyebar. Di Kabupaten Bima,

tanaman lontar banyak terdapat di Kecamatan Lambu, Kecamatan

Wera, dan Kecamatan Sape. Di kecamatan tersebut, tanaman lontar

ditemukan. Di Kecamatan Lambu, desa yang banyak ditemukan

tanaman lontar adalah Desa Lanta, Lanta Barat, Simpasai, Kaleo dan

Sumi di Kecamatan Wera terdapat di Desa Tadewa, Ntoke, dan Ntundu,

sedangkan di Kecamatan Sape, terdapat di Desa Sangia, Kowo, Buneu,

Rai Oi, di Kabupaten Bima hanya terdapat di Dusun Oimbo, Kelurahan

Kumbe, Kecamatan Rasanae Timur. Lontar tumbuh secara alami baik

di lahan milik (pekarangan, kebun atau sawah) maupun di kawasan

hutan.

143

Pohon lontar terlihat sepanjang perjalanan dari Pelabuhan Pototano

menuju ke daerah Dompu, khususnya di daerah Empang dan Plumpung

yang termasuk wilayah Kabupaten Sumbawa Besar. Tanaman Lontar di

daerah Dompu terdapat di Kecamatan Hu'u dan Kilo, tetapi letaknya

sporadis. Secara umum tanaman lontar tumbuh di lahan milik. Lontar

yang tumbuh di kawasan hutan terdapat di kawasan hutan kilo (Desa

Mbuju) dengan jumlah pohon kurang lebih 40-50 pohon. Uraian

tentang potensi lontar di kota dan kabupaten tertera pada Tabel 9.3.

Tabel 9.3 Potensi lontar di Kota dan Kabupaten Bima (Disbun Bima, 2010)

Wilayah Sebaran Jumlah Pohon

Tinggi Tanaman

(m)

Diameter

Batang

(cm)

Ketinggian Tempat

(dpl)

Tipe Iklim

Kota Bima 1.000 13 45 10 - 100 D Kab. Bima

E - Desa Sangiang 800 12 40

10 -700 - Desa Kowo 2.000 12 45 - Desa Buncu 500 12 40

- Desa Lamere 700 - - Kab. Bima 1.000 12 40 10 - 700 E

Di Bali pohon lontar banyak ditemukan di Kecamatan Kubu, Kabupaten

Karangasem, dengan persentase dapat mencapai 32,23% yang

tersebar di sembilan desa seperti tertera pada Tabel 9.4.

144

Tabel 9.4 Potensi lontar di Kecamatan Kubu, Kabupaten Karangasem, Provinsi Bali

(BPS Kecamatan Kubu, 2009)

Desa Areal

(ha)

Produksi

(ton/tahun)

Produktivitas

(kg/ha/tahun)

Kubu 112 23,66 266 Tulamben 24 25,25 250

Baturringgit 84 18,18 267 Sukandana 130 27,14 268 Dutuh 130 26,70 262

Tianyar Timur 219 44,27 253 Tianyar Tengah 249 50,47 254

Tianyar Barat 224 46,13 264 Ban 352 72,54 262

Potensi lontar di NTT ditemukan di empat kabupaten, yaitu Rote Ndao,

Sumba Barat Daya, Sabu Raijua, dan Kupang seperti diuraikan pada

Tabel 9.5.

Tabel 9.5 Luas areal tanaman lontar dan produksi gula di NTT

(Dinas Pertanian dan Perkebunan Prov. NTT, 2009)

Kabupaten

Luas Area (ha) Produksi Gula

Belum Produksi

Sudah Produksi

Tua/ Rusak

Jumlah ton Kg/ha

Rote N dao 4.164 10.409 2.057 16.630 8.705 856 Sumba

Barat Daya

138 345 569 1.052 197 -

Sabu Raijua 353 578 - 931 204 353

Kupang 568 98 - 666 25 255

Tanaman lontar bersifat soliter dan tumbuh berkelompok, tumbuh baik

pada daerah yang beriklim kering, terbuka dan pada lahan marginal.

Penyebaran pohon lontar mulai dari 10 LS (garislintang Pulau Rote -

145

NTT) sampai 30 LU (garis lintang di India) pada ketinggian 1-1.500 m

dpl (Van Steenis, 1981). Di Sri Lanka, pohon lontar tidak tumbuh pada

tanah yang bereaksi asam (Kovoor, 1983; Massiri dan Yusran, 2007).

Lontar dapat beradaptasi di daerah kering dengan curah hujan 500-900

mm/tahun, namun dapat tumbuh juga di daerah dengan curah hujan

sampai 5.000 mm/tahun. Di Asia dan Afrika, lontar tumbuh baik pada

tanah berpasir dan tanah yang kaya bahan organik yaitu pada tanah

alluvial subur di tepi sungai. Di Madura pohon ini ditemukan pada

perbukitan kapur (Lahiya, 1983).

Kondisi lingkungan yang ideal untuk pertumbuhan lontar adalah pada

ketinggian 100-500 m dpl, curah hujan 1.000-2.000 mm/tahun dengan

jumlah bulan kering 4-8 bulan dan kelembapan udara 60-80%. Jenis

tanah yang cocok untuk budidaya lontar adalah tanah alluvial

hidromorf, alluvial kelabu tua, kelabu kuning, latosol merah, dan latosol

coklat kemerahan.

9.3 Pemanfaatan Pohon Lontar

Di beberapa tempat di Madura, produksi gula tidak menguntungkan

karena harus bersaing dengan perkebunan gula yang intensif di Jawa.

Satu hal yang tidak dijelaskan oleh Gebuis dan Kadir adalah berapa

pohon harus dipotong daunnya untuk melampaui keuntungan dari

penjualan gula lontar. Namun dapat diperkirakan bahwa untuk

membuat 18 buah tikar diperlukan 180 daun dan dikerjakan selama

satu bulan, dengan keuntungan sama dengan penyadapan lontar

146

selama setahun. Yang jelas mereka melaporkan bahwa keuntungan

dari penjualan daun lebih besar daripada penjualan gula lontar.

Perekonomian lontar di desa-desa di Madura pada tahun 1920-an

sudah mengarah pada pemasaran di luar yang luas.

Di Bali, tanaman lontar yang kualitas niranya baik biasanya daunnya

tidak dipanen, sebaliknya jika kualitas niranya tidak baik maka daunnya

yang dipanen. Pohon lontar dapat disadap niranya sejak umur 10

tahun. Teknik dan waktu pemanenan lontar bergantung pada tujuan

pemilikan pohon; apabila daun menjadi tujuan akhir produk maka akan

sedikit sekali buah atau nira yang diperoleh.

Berdasarkan pengalaman petani di Kupang, tanaman lontar mulai

tumbuh daunnya yang lebar pada umur sekitar 3 tahun. Apabila

pelepah daun segar dipanen satu pelepah/bulan sejak tanaman

berumur 3 tahun sampai 15 tahun, tanaman masih dapat berbunga dan

dapat disadap niranya sampai umur 40 tahun.

9.3.1 Penyadapan Lontar

Penyadapan lontar dilakukan sesuai dengan musim, namun sesuai pula

dengan waktu ketika mayang-mayang lontar berbunga. Terdapat dua

masa penyadapan selama musim kemarau, yaitu musim timur dan

musim fanduk. Musim timu adalah penyadapan pada awal musim angin

timur, dan musim fanduk adalah penyadapan setelah angin timur mulai

reda. Keduanya berkaitan dengan dua masa dalam setiap tahun ketika

mayangmayang lontar berbunga. Menurut Fox (1996), di Indonesia

147

dikenal dua masa lontar berbunga. Selama musim angin timur mayang-

mayang pohon lontar tumbuh sepenuhnya, hasil sadapan selama

musim fanduk jauh lebih besar daripada hasil sadapan pada musim

timur.

Pada pertengahan Maret sampai April para penyadap mulai

mempersiapkan pnyeadapan pohon lontarnya. Akhir April biasanya

mulai musim timu, dan penyadapan berlangsung terus sampai bulan

Mei dan Juni. Hampir semua pekerjaan pada masa penyadapan ini

dilakukan oleh laki-laki. Mei dan Juni adalah bulan-bulan panen

tanaman semusim sehingga para wanita sibuk di ladang dan tidak ada

waktu untuk memasak gula air.

Hampir semua nira yang dikumpulkan segera diminum, hanya sedikit

sekali yang dibuat gula air, karena hampir seluruhnya dijadikan gula

lempeng untuk dijual.

Pada bulan Juli sampai awal Agustus penyadapan mulai berkurang

karena angin dari timur makin kencang. Menurut petani lontar, jika

haik-haik di atas pohon tergoyang-goyang oleh tiupan angin maka nira

akan cepat menjadi masam. Tiupan angin juga menyulitkan

pemanjatan. Selain itu, karena sedang panen tanaman semusim maka

persediaan makanan cukup banyak. Penangkapan ikan juga banyak

membawa hasil, dan kawanan ternak dilepas di ladang-ladang seusai

panen. Dalam kehidupan petani lontar, masa tersebut merupakan masa

pembangunan seperti membangun rumah, pagar, dan lain-lain

sehingga para penyadap mengurangi atau menghentikan aktivitas

148

penyadapan. Penyadapan dimulai lagi pada akhir Agustus atau awal

September. Musim fanduk meliputi bulan September dan Oktober serta

dapat diperpanjang sampai bulan November atau Desember.

Dengan demikian ada dua masa puncak penyadapan lontar, pertama

pada awal musim kemarau antara April dan Mei, serta kedua menjelang

akhir musim yaitu antara September dan Oktober. Masa penyadapan

kedua merupakan masa kegiatan yang hampir tidak ada hentinya:

pemasakan nira berlangsung sepanjang hari, bahkan sampai larut

malam. Sirup hasil penyadapan pertama dijual ke ibukota kabupaten

atau dibuat tuak, hasil penyadapan kedua digunakan oleh setiap rumah

tangga sebagai persediaan sampai panen berikutnya.

Pohon lontar tidak pernah gagal berproduksi, dan hanya dua bulan

dalam setahun yang merupakan bulan bulan sepi bagi penduduk

sabana lontar sehingga mereka dapat melakukan kegiatan ekonomi

lain. Salah satu keuntungan dari waktu luang di musim kemarau adalah

kesempatan bagi pria dan wanita untuk pergi menangkap ikan di lepas

pantai atau mengumpulkan rumput laut sebagai tambahan bahan

makanan pengganti sayuran. Dengan adanya ribuan pohon lontar yang

meneteskan nira, maka di sekelilingnya hidup pula ribuan lebah

penghasil madu. Meskipun penduduk setempat tidak menganggap

madu sebagai makanan lezat, sejak masa Persekutuan Dagang Hindia

Belanda madu merupakan komoditas ekspor yang sangat berharga.

149

9.3.2 Pengolahan Bioetanol Lontar

Bioetanol dapat diperoleh dari bahan baku tanaman yang mengandung

(1) pati (karbohidrat), contohnya: sagu, ubi kayu, jagung, tebu, (2)

selulosa, contohnya: kayu, sagu dan (3) gula, contohnya: lontar, nipah,

dan aren. Untuk mengonversi selulosa atau pati menjadi glukosa pada

prinsipnya dapat dilakukan dengan cara hidrolisis baik hidrolisis asam

maupun dengan menggunakan enzim. Hidrolisis asam digunakan untuk

bahan baku biomass seperti kayu yang mengandung selulosa dan

lignin, sedangkan hidrolisis enzim digunakan untuk bahan yang

mengandung pati. Glukosa yang dihasilkan selanjutnya difermentasi

menggunakan ragi untuk menghasilkan etanol.

Nira lontar mengandung gula 10,96%, sukrosa 13-18%, dan protein

0,28%, sehingga pengolahan nira lontar menjadi etanol dapat

dilakukan langsung pada tahap fermentasi, namun diperlukan hidrolisis

untuk menguraikan sukrosa dan pati. Produksi bioetanol dari nira lontar

dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu (1) hidrolisis, (2) fermentasi,

(3) distilasi, dan (4) dehidrasi.

1. Hidrolisis

Proses hidrolisis bertujuan untuk mengonversi bahan baku nira dari

gula kompleks menjadi gula sederhana (glukosa) melalui pemanasan.

Nira direbus sampai kental dan bila perlu ditambah enzim glukoamilase.

Tingkat keasaman (pH) larutan diatur sedemikian rupa sehingga sesuai

dengan kerja enzim. Pemanasan dilakukan pada suhu 80-95oC sampai

150

terjadi proses pengentalan seiring dengan kenaikan suhu, tujuannya

adalah agar enzim dapat bekerja memecahkan struktur secara kimiawi

menjadi gula kompleks selanjutnya didinginkan.

Faktor yang harus diperhatikan dalam proses hidrolisis ini adalah suhu

pemasakan tidak terlalu rendah juga tidak terlalu tinggi karena selain

untuk memecah gula nira agar lebih mudah terjadi kontak dengan air

enzim. Fungsi pemanasan juga berfungsi untuk sterilisasi bahan

sehingga tidak mudah terkontaminasi.

2. Fermentasi

Proses fermentasi bertujuan untuk mengubah glukosa menjadi

bioetanol dengan menggunakan ragi. Sebelum proses fermentasi

dilakukan; larutan kental nira terlebih dahulu ditambah air dan ragi

(secara tradisional masyarakat menggunakan batang bagian bawah

dan akar sengon laut). Alkohol yang dihasilkan dari proses fermentasi

berkisar antara 8-10%. Pada tahap ini, gula nira dikonversi menjadi

gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa) dengan bantuan ragi

menjadi etanol dan CO. Proses fermentasi dilakukan pada suhu

optimum antara 27 -32oC. Pada proses fermentasi ini, etanol yang

dihasilkan biasanya masih mengandung gas CO yang dapat mencapai

35% volume dan senyawa aldehida yang harus dihilangkan.

151

3. Distilasi

Distilasi bertujuan untuk meningkatkan kadar etanol sehingga diperoleh

etanol berkadar 95%. Distilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari

air. Titik didih etanol murni adalah 78oC, sedangkan air 100oC. Dengan

memanaskan larutan pada suhu 78-100oC maka sebagian besar etanol

akan menguap, dan melalui unit kondensasi akan dihasilkan etanol

dengan konsentrasi 95% volume. Bioetanol dengan kemurnian 95%

sudah layak dimanfaatkan sebagai bahan bakar motor dengan

penambahan zat antikorosif.

4. Dehidrasi

Dehidrasi bertujuan untuk memurnikan kandungan etanol menjadi

lebih dari 95%. Peningkatan kemurnian bioetanol dapat dilakukan

dengan dua cara, yaitu cara kimia dan fisika. Dengan cara kimia, tepung

batu gamping dicampur dengan bioetanol dengan perbandingan 1 kg

gamping untuk 3 liter bioetanol. Campuran didiamkan 24 jam sambil

sesekali diaduk. Selanjutnya campuran didistilasi ulang untuk

menghasilkan etanol berkadar 99% atau lebih. Bioetanol inilah yang

bisa dicampur dengan premium atau digunakan murni. Cara lainnya

adalah dengan cara fisika menggunakan zeolit sintetis. Untuk

pemurnian bioetanol, sebaiknya digunakan zeolit sintetis 3A. Etanol

95% dilewatkan pada sebuah tabung berisi zeolit; kadar etanol

meningkat karena kandungan air diikat oleh zeolit. Teknik lain yang

sedang dikembangkan adalah dengan pembuatan bioetanol dari nira

152

lontar secara tradisional oleh masyarakat disajikan pada Gambar 9.3

berikut:

Gambar 9.3 Proses pembuatan bioetanol dari nira lontar secara tradisional.

Dari hasil pengujian ternyata kadar etanol yang dibuat masyarakat

hanya mencapai 1%, namun setelah diolah lebih lanjut menjadi sopi,

kadar etanolnya meningkat menjadi 36%. Hasil percobaan

pendahuluan pada lar sopi hasil distilasi masyarakat yang didistilasi

ulang kadar

153

etanolnya meningkat menjadi 43%. Puslit Biologi-LIPI menggunakan

biakan Saccha vomyces sp. dan Candida sp. sebagai starter alkohol

dalam proses fermentasi. Proses destilasi selanjutnya dilakukan pada

distilator alkohol yang dilengkapi pemanas, motor pemompa, dan

tabung pendingin uap alkohol.

Hasil analisis terhadap hasil fermentasi dan distilasi menunjukkan kadar

alkohol 66,18% (tanpa disaring). Setelah disaring dengan karbon aktif,

kadar alkoholnya meningkat menjadi 76,33% (Sulistyo, 2005).

Konsentrasi alkohol yang diterima oleh pasar dapat dikategorikan

sebagai berikut: alkohol medik (70%), alkohol industri (95%) dan

etanol (FGE)/alkohol bahan bakar (>99,5%), merujuk hasil dari Puslit

Biologi LIPI. Proses produksi ethanol dari nira sudah dapat mencapai

kadar alkohol 66,18%. Untuk itu hal yang masih harus diteliti adalah

proses dehidrasi agar kadar etanol yang dihasilkan mencapai lebih dari

95% bahkan lebih dari 99,5%.

Tantangan yang dihadapi dalam pengembangan lontar untuk bioetanol

adalah (1) masa pohon produktif nira yang sangat lama, sehingga

kurang menarik untuk membudidayakan lontar, (2) secara turun–

menurun, masyarakat telah memanfaatkan nira sebagai bahan baku

minuman, dan (3) teknik budidaya lontar belum dikenal masyarakat.

Peluang untuk pengembangannya cukup besar, karena lontar tersebar

luas dan tumbuh baik secara alami di daerah kering dan manfaatnya

sebagai bioetanol bernilai ekonomi tinggi.

154

9.4 Pemanfaatan Pohon Lontar Untuk Material Pertahanan

Manfaat pohon lontar atau siwalan yang gunakan untuk teknologi

pertahanan masih belum ada. Tetapi serat pelapah pohon lontar

berpontensi sebagai bahan komposit berbasis serat. Kegunaan

komposit berbasis serat mulai dari alat rumah tangga sampai sektor

industri. Untuk produk pertahanan komposit berbasis serat dapat

digunakan untuk komponen pesawat terbang (sayap), drone, serta

body kapal.

Untuk mendapatkan serat yang siap digunakan sebagai penguat pada

komposit, untuk produk pertahanan dilakukan beberapa tahapan

berikut:

1. Pelepah lontar sebelum diambil seratnya, direndam selama satu

hari (24 jam) untuk memudahkan proses pengambilan serat.

2. Kulit pelepah lontar dibuang atau dilepaskan.

3. Kemudian diambil serat bagian dalam dari pelepah lontar tersebut,

dengan cara memotong bagian atas pelepah dan ditarik dengan

tangan, hal ini dilakukan untuk menjaga serat agar tidak cacat.

4. Serat dipotong sesuai dengan standar yang ditetapkan.

Gambar 9.4 Serat pelepah lontar (Saduk, 2018)

155

Serat pelepah lontar kemudian diberi dilakukan perlakuan alkali (Alkali

treatment) dengan cara di rendam. Larutan yang digunakan yaitu

NaOH 5 % per liter aquades dengan variasi lama waktu perendaman

30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit, 150 menit, 180 menit, 210

menit, 240 menit, 270 menit dan 300 menit. Proses perendaman dapat

dilihat pada gambar 2 di bawah ini.

Gambar 9.5 Proses peredaman Serat pelepah lontar (Saduk, 2018)

Perendaman (alkalisasi) bertujuan untuk memodifikasi sifat permukaan

secara kimiawi sehingga memperbaiki ikatan resin dan fiber, dimana

perendaman dalam larutan alkali akan mengurangi hemicelluloses dan

lignin pada serat alam (Vallo, 2004). Kemudian di cuci dengan air

mengalir selama ±15 menit, dan dikeringkan selama ±12 jam.

Serat pelepah lontar yang akan digunakan sebagai penguat pada

komposit polyester, sebelumnya harus dilakukan pengujian kekuatan

tarik baik untuk serat pelepah lontar tanpa perlakuan alkali maupun

serat pelepah lontar dengan perlakuan alkali 5% NaOH. Perlakuan alkali

5% NaOH terhadap serat pelepah lontar dimaksudkan untuk

meningkatan kekuatan tarik serat dan meningkatkan interface antara

156

serat dan matriks sehingga ikatan antar serat dan matriks menjadi kuat.

Untuk itu dalam penelitian ini, serat diberi perlakuan alkali 5% NaOH

dengan lama waktu perlakuan 0 menit sampai 300 menit, dengan

peningkatan setiap 30 menit.

Setelah itu baik serat tanpa perlakuan maupun serat yang diberi

perlakuan alkali, diuji kekuatan tarik dengan menggunakan mesin uji

tarik IMADA.

Gambar 9.6 Mesin Uji tarik serat Merk IMADA (Laboratorium Material MIPA Fisika Universitas Brawijaya, 2018)

Sedangkan proses pengolahan data untuk pengujian kekuatan tarik

serat pelepah lontar tanpa Perlakuan (0 menit) dan melalui perlakuan

alkali 5% NaOH selama 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit,150

menit, 180 menit, 210 menit, 240 menit, 270 menit dan 300 menit

dapat dilihat pada Tabel 9.6 berikut.

157

Tabel 9.6 Data Hasil Uji Tarik Serat Pelepah Lontar

(Saduk, 2018)

Waktu Peredaman

Serat Alkali 5%

NaOH

(menit)

F (N) A

(mm2) Lo

(mm) Lt

(mm)

maks

(Mpa)

(%)

E (Mpa)

0 33,21 0,091 100 109,00 364,32 9,00 4504,62 30 21,37 0,056 100 110,70 379,21 10,70 4537,61 60 18,02 0,047 100 110,80 380,27 10,80 6739,76

90 19,98 0,053 100 110,00 380,33 10,00 8333,70 120 18,02 0,047 100 109,60 381,21 9,60 5365,82 150 20,73 0,053 100 107,30 390,01 7,30 9133,05

180 19,59 0,050 100 105,40 393,25 5,40 13453,35 210 18,59 0,047 100 106,00 393,53 6,00 8694,37 240 22,47 0,045 100 105,80 496,75 6,00 18339,45

270 24,23 0,055 100 104,40 438,71 4,40 13728,35 300 18,31 0,043 100 106,20 424,48 6,20 7328,91

Berdasarkan data hasil pengujian kekuatan tarik serat pada Tabel 1 dan

gambar 4 di atas kekuatan tarik yang paling maksimum dimiliki oleh

serat pelepah lontar dengan perlakuan alkali 240 menit. Hal ini

menunjukkan bahwa perlakuan 5% NaOH merupakan perlakuan yang

paling efektif untuk meningkatkan kekuatan tarik serat pelepah lontar.

Perlakuan NaOH ini bertujuan untuk melarutkan lapisan yang

menyerupai lilin di permukaan serat, seperti lignin, hemiselulosa, dan

kotoran lainnya. Dengan hilangnya lapisan lilin ini, jika serat pelepah

lontar ini nantinya digunakan sebagai penguat pada komposit maka

ikatan antara serat dan matrik menjadi lebih kuat, sehingga kekuatan

tarik komposit menjadi lebih tinggi. Namun, perlakuan NaOH yang lebih

lama dapat menyebabkan kerusakan pada unsur selulosa. selulosa ialah

komponen utama dinding sel tumbuhan. Selulosa bersifat seperti

158

serabut, liat, tidak larut di dalam air, dan ditemukan terutama pada

tangkai, batang, dahan, dan semua bagian berkayu dari jaringan

tumbuhan.

Selulosa (C6H10O5)n merupakan karbohidrat utama yang disintesis oleh

tanaman dan menempati hampir 50% komponen penyusun struktur

tanaman yang merupakan penyusun utama dari dinding sel seperti

terlihat pada Gambar 9.7 di bawah ini.

Gambar 9.7 Komposisi Kimia Serat Pelepah Lontar Berdasarkan

Presentase Bahan Kering (Saduk, 2018)

Keterangan : NDS = Neutral Detergent Soluble, Isi Sel (Larut Dalam Air) NDF = Neutral Detergent Fiber, Dinding Sel (Tidak Larut Dalam Air)

ADS = Acid Detergent Soluble ADF = Acid Detergent Fiber

159

Tabel 9.7 Kandungan Kimia Serat Pelepah Lontar

(Fakultas Peternakan-Universitas Brawijaya, 2018)

No Jenis Kandungan

Kimia

Presentase

berdasarkan bahan kering (%)

1 Bahan Kering 88,48 2 NDF 88,87 3 ADF 52,95 4 Hemiselulosa 22,34 5 Selulosa 54,27 6 Silikat 1,06 7 Lignin 1,12

Selulosa menyebabkan tubuh tumbuhan kaku yang disebabkan adanya

ikatan hidrogen dalam penyusunanannya. Selulosa hampir ditemui di

seluruh bagian tumbuhan karena merupakan penyusun utama dari

dinding sel tumbuhan. Selulosa dibentuk oleh tanaman dengan

menghubungkan banyak glukosa bersama-sama dan akhirnya

membentuk molekul panjang yang digunakan untuk membangun

dinding sel tanaman. (Dana George,2010) Karena itu jika perlakuan

alkali yang terlalu lama pada serat akan menghilangkan sejumlah lignin,

lilin dan minyak pada permukaan dinding serat, sehingga terjadi

depolimerisasi pada selulosa dan membuat serat (molekul) lebih

pendek. Sehingga akan merusak struktur selulosa, akibatnya, serat

yang dikenai perlakuan alkali terlalu lama mengalami penurunan

kekuatan tarik. Sebagai akibatnya, serat lontar dengan perlakuan alkali

yang melebihi 4 jam (240 menit) memiliki kekuatan tarik yang lebih

rendah.

160

Pada Gambar 9.8 di bawah ini menunjukkan bahwa modulus elastisitas

serat pelepah lontar yang diberi perlakuan 5% NaOH mengalami

peningkatan pada waktu perendaman serat selama 240 menit dan

setelah lebih dari 240 menit maka terjadi penurunan modulus

elastisitas.

Gambar 9.8 Grafik Modulus Elastisitas vs Perlakuan Alkali 5% NaOH (Saduk, 2018)

Sedangkan pada Gambar 9.9 di bawah ini terlihat bahwa jika perlakuan

NaOH terlalu lama maka regangan mengalami penurunan. Meskipun

pada titik tertentu terlihat ada peningkatan tetapi secara umum

trendnya cenderung menurun.

Gambar 9.9 Grafik Regangan Tarik vs Perlakuan Alkali 5% NaOH (Saduk, 2018)

161

Referensi

1. Badan penelitian dan pengembangan kehutanan kementerian kehutanan, 2019. Lontar (Borassus Flabellifer) sebagai sumber energi bioetanol potensial.

2. Badan Pusat Statistik. 2009. Nusa Tenggara Timur

http://ntt.bps.go.id/index.-areal-dan-produksi-tanamanper kebunan-lontar-menurutkabupaten-kota-2009.

3. Borin, K., 1998. Sugar Palm (Borassusflabilier): Potential Feed

Resource for Livestock in Small-scale Farming System. In: B.S. Hursey, G

4. Callister, W. D., 1991. Material Science and Engineering an Introduction, John Willey and Sons Inc, New York, 1991.

5. E. Idayati, Suparmo, P. Darmadji, 2014. AGRITECH, Vol. 34, No. 3. 6. Eko, D., M, Junus., dan M. Nasich, 2012. Pengaruh Penambahan

Urea

7. Fachry, A.R, 2013. Pembuatan Bietanol dari Limbah Tongkol Jagung Dengan Variasi Konsentrasi Asam Klorida Dan Waktu

Fermentasi. Teknik Universitas Sriwijaya. 8. George, Dana, 2011. What is the Function of Cellulose?

http://www.ehow.com/about_4673591_What-Function-

Cellulose.html. Diakses 22 Pebruari 2011. 9. Gibson, F.R., 1994. Principles of Composite material Mechanis,

International Edition”, McGraw-Hill Inc, New York. 10. Ginting, SP., Mahmilia F. Elieser S., Batubara LP., Krisnan R., 2005.

Tinjauan Hasil Penelitian Pengembangan Pakan Alternatif dan Persilangan Kambing Potong. Seminar Nasional Teknologi Peternakan Dan Veteriner

11. Gomez dan Gomez, 2010. Prosedur Statistik Untuk Penelitian Pertanian Edisi Kedua. Penerbit Universitas Indonesia.

12. Harper, A. C.,1996. Handbook of Plastics, Elastomers and Composites.

13. Hoefnagels-Fraser,Y. Cheneau, J. Phelan, S. Dewan, H. Steinfeld

(Eds.)

14. Jacobs, J.A. Kilduft T.K., 1994. Engineering Material Technology Structure, Processing, Property and Selection 2. Prentice Hall,Inc A

Simon Schuster Company, USA.

http://ntt.bps.go.id/index.-areal-dan-produksi-tanamanper

162

15. Lempang ,M. Asdar,M, dan Limbong, A., 2009. Ciri anatomi, sifat fisis dan mekanis, dan kegunaan batang lontar. Jurnal Penelitian

Hasil Hutan Vol. .27 No.21 ,Maret 2009, 38 – 52. 16. Lutony, T.L., 1993. Tanaman Sumber Pemanis . PT. Penebar

Swadaya, Jakarta. Hal.:113-120. 17. Mahmud,Z dan Amrizal, 1991. Palma sebagai bahan pangan , pakan

dan konservasi . Buletin Baltika No.14:106-113 . Balai penelitian kelapa, Menado.

18. Mahmud, Z., Allorerung D dan Amrizal, 1991. Prospek tanaman kelapa, aren, lontar dan gewang, untuk menghasilkan gula. Buletin Balitka No. 14 Thn. 1991 hlm. 90 – 105. Balai Penelitian Kelapa.

Manado. 19. M. Atasina, K. Boimau, J. U. Jasron, 2014. LONTAR. Jurnal Teknik

Mesin Undana, Vol. 01, No. 02.

20. Saragi, Deli Natalia, 2007. Pembuatan dan Karekterisasi Genteng Beton yang Dibuat dari Pulp Serat Daun Nenas-Semen Portland Pozolan. Tugas Akhir. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatera Utara.

21. Smith, W.F., 1996. Priciples of Materials Science and Engineering, 2nd ed, Mc Graw-Hil, Singapore.

22. Surdia, T., 2000. Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya Paramita.

Jakarta. 23. Susanto, T., 1994. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. Bina

Ilmu. Surabaya. 24. Tilman, A.D., H. Hartadi, S. Reksohadiprodjo, S. Prawirokusumo

dan S. Lebdosoekojo, 1998. Ilmu Makanan Ternak Dasar. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

25. Utomo, R., 2012. Bahan Pakan Berserat Untuk Sapi. Penerbit PT

Citra Aji Prama. Yogyakarta 26. Vallo Claudia, Jose M. Kenny, Analia Vazquez and Viviana P. Cyras,

2004. Reinforced with Sisal Fibre Effect of Chemical Treatment on the Mechanical Properties of Starch-Based Blends. Journal of

Composite Materials 2004; 38; 1387. DOI: 10.1177/ 0021998304042738.

27. Wijanarko, S.,2008. Siwalan dan Kandungan niranya. http://simonb

widjanarko.word press.com/2008/06/28/siwalan-dan kandungan-nira-nya.

http://simonb/

163

BAB 10

JAGUNG

10.1 Tanaman Jagung

Jagung merupakan tanaman serealia yang paling produktif di dunia,

sesuai ditanam di wilayah bersuhu tinggi, dan pematangan tongkol

ditentukan oleh akumulasi panas yang diperoleh tanaman. Luas

pertanaman jagung di seluruh dunia lebih dari 100 juta ha, menyebar

di 70 negara, termasuk 53 negara berkembang. Penyebaran tanaman

jagung sangat luas karena mampu beradaptasi dengan baik pada

berbagai lingkungan. Jagung tumbuh baik di wilayah tropis hingga 50°

LU dan 50° LS, dari dataran rendah sampai ketinggian 3.000 m di atas

permukaan laut (dpl), dengan curah hujan tinggi, sedang, hingga

rendah sekitar 500 mm per tahun (Dowswell et al. 1996). Pusat

produksi jagung di dunia tersebar di negara tropis dan subtropis.

Tanaman jagung tumbuh optimal pada tanah yang gembur, drainase

baik, dengan kelembaban tanah cukup, dan akan layu bila kelembaban

tanah kurang dari 40% kapasitas lapang, atau bila batangnya terendam

air. Pada dataran rendah, umur jagung berkisar antara 3-4 bulan, tetapi

di dataran tinggi di atas 1000 m dpl berumur 4-5 bulan. Umur panen

jagung sangat dipengaruhi oleh suhu, setiap kenaikan tinggi tempat 50

m dari permukaan laut, umur panen jagung akan mundur satu hari

(Hyene 1987).

164

Areal dan agroekologi pertanaman jagung sangat bervariasi, dari

dataran rendah sampai dataran tinggi, pada berbagai jenis tanah,

berbagai tipe iklim dan bermacam pola tanam. Tanaman jagung dapat

ditanam pada lahan kering beriklim basah dan beriklim kering, sawah

irigasi dan sawah tadah hujan, toleran terhadap kompetisi pada pola

tanam tumpang sari, sesuai untuk pertanian subsistem, pertanian

komersial skala kecil, menengah, hingga skala sangat besar. Suhu

optimum untuk pertumbuhan tanaman jagung rata-rata 26-300C dan

pH tanah 5,7-6,8 (Subandi et al. 1988). Produksi jagung berbeda

antardaerah, terutama disebabkan oleh perbedaan kesuburan tanah,

ketersediaan air, dan varietas yang ditanam. Variasi lingkungan tumbuh

akan mengakibatkan adanya interaksi genotipe dengan lingkungan

(Allard and Brashaw 1964), yang berarti agroekologi spesifik

memerlukan varietas yang spesifik untuk dapat memperoleh

produktivitas optimal.

10.1.1 Asal Tanaman Jagung

Banyak pendapat dan teori mengenai asal tanaman jagung, tetapi

secara umum para ahli sependapat bahwa jagung berasal dari Amerika

Tengah atau Amerika Selatan. Jagung secara historis terkait erat

dengan suku Indian, yang telah menjadikan jagung sebagai bahan

makanan sejak 10.000 tahun yang lalu.

165

1. Teori Asal Asia

Tanaman jagung yang ada di wilayah Asia diduga berasal dari

Himalaya. Hal ini ditandai oleh ditemukannya tanaman keturunan jali

(jagung jali, Coix spp.) dengan famili Andropogoneae. Kedua spesies

ini mempunyai lima pasang kromosom. Namun teori ini tidak mendapat

banyak dukungan.

2. Teori Asal Andean

Tanaman jagung berasal dari dataran tinggi Andean Peru, Bolivia, dan

Ekuador. Hal ini didukung oleh hipotesis bahwa jagung berasal dari

Amerika Selatan dan jagung Andean mempunyai keragaman genetik

yang luas, terutama di dataran tinggi Peru. Kelemahan teori ini adalah

tidak ditemukan kerabat liar jagung seperti teosinte di dataran tinggi

tersebut. Mangelsdorf seorang ahli biologi evolusi yang mengkhususkan

perhatian pada tanaman jagung menampik hipotesis ini.

3. Teori Asal Meksiko

Banyak ilmuwan percaya bahwa jagung berasal dari Meksiko, karena

jagung dan spesies liar jagung (teosinte) sejak lama ditemukan di

daerah tersebut, dan masih ada di habitat asli hingga sekarang. Hal ini

juga didukung oleh ditemukannya fosil tepung sari dan tongkol jagung

dalam gua, dan kedua spesies mempunyai keragaman genetik yang

luas. Teosinte dipercaya sebagai nenek moyang (progenitor) tanaman

jagung.

166

Jagung telah dibudidayakan di Amerika Tengah (Meksiko bagian

selatan) sekitar 8.000-10.000 tahun yang lalu. Dari penggalian

ditemukan fosil tongkol jagung dengan ukuran kecil, yang diperkirakan

usianya mencapai sekitar 7.000 tahun. Menurut pendapat beberapa ahli

botani, teosinte (Zea mays sp. Parviglumis) sebagai nenek moyang

tanaman jagung, merupakan tumbuhan liar yang berasal dari lembah

Sungai Balsas, lembah di Meksiko Selatan. Bukti genetik, antropologi,

dan arkeologi menunjukkan bahwa daerah asal jagung adalah Amerika

Tengah dan dari daerah ini jagung tersebar dan ditanam di seluruh

dunia.

Proses domestikasi teosinte telah berlangsung paling tidak 7.000 tahun

yang lalu oleh penduduk asli Indian, dibarengi oleh terjadinya mutasi

alami dan persilangan antar subspesies, sehingga masuk gen-gen dari

subspesies lain, di antaranya dari Zea mays sp. Mexicana. Karena

adanya proses persilangan alamiah tersebut menjadikan jagung tidak

lagi dapat hidup secara liar di habitat hutan, karena memerlukan sinar

matahari penuh. Hingga kini diperkirakan terdapat 50.000 varietas

jagung, baik varietas lokal maupun varietas unggul hasil pemuliaan.

Sifat tanaman jagung yang menyerbuk silang memungkinkan

terjadinya perubahan komposisi genetik secara dinamis. Varietas lokal

terbentuk melalui proses isolasi genotipe yang mengalami aklimatisasi

dan adaptasi terhadap agroklimat spesifik.

167

10.1.2 Evolusi Tanaman Jagung

Menurut ahli biologi evolusi, jagung yang ada sekarang telah

mengalami evolusi dari tanaman serealia primitif, yang bijinya terbuka

dan jumlahnya sedikit, menjadi tanaman yang produktif, biji banyak

pada tongkol tertutup, mempunyai nilai jual yang tinggi, dan banyak

ditanam sebagai bahan pangan. Nenek moyang tanaman jagung masih

menjadi kontroversi, ada tiga teori yang mengatakan tanaman jagung

berasal dari pod corn, kerabat liar jagung tripsacum dan teosinte.

Mangelsdorf mengatakan pod corn sebagai nenek moyang tanaman

jagung merupakan tanaman liar yang terdapat di dataran rendah

Amerika Utara. Teosinte merupakan hasil persilangan antara jagung

dan tripsacum. Namun teori ini juga hilang karena tidak didukung oleh

data sitotaksonomi dan sitogenetik dari jagung dan teosinte. Menurut

Weatherwax (1954, 1955) dan Mangelsdorf (1974), nenek moyang

tanaman jagung berasal dari tanaman liar di dataran tinggi Meksiko

atau Guatemala, namun teori ini juga tidak bertahan lama. Randolph

(1959) mengemukakan bahwa nenek moyang tanaman jagung berasal

dari kerabat liar tanaman jagung. Sebelum jagung primitif teosinte dan

tripsacum ditemukan, tanaman liar jagung banyak digunakan dan

dibudidayakan. Menurut Longley (1941), jagung merupakan mutasi dan

seleksi secara alami dari teosinte. Biji teosinte terbungkus berbentuk

buah yang keras. Komponen buah ini sama dengan buah jagung, tapi

dalam perkembangannya terjadi evolusi, sehingga tidak terbungkus

seperti teosinte, dan berubah menjadi tongkol.

168

Doebly dan Stec (1991,1993), Doebly et al. (1990), dan Dorweiler et al.

(1993) melakukan penelitian dan menguraikan serta memetakan

secara genetik dengan quantitative trait loci (QTL) tga1 (teosinte glume

architecture 1), yang menunjukkan kunci perbedaan teosinte dan

jagung. Apabila QTL dari jagung, tga1, ditransfer ke teosinte, intinya

tidak berpegang erat dalam cupule dan terpisah. Percobaan sebaliknya,

tga1 teosinte ditransfer ke tanaman jagung, glume menjadi lebih

indurate dan berkembang seperti karakter teosinte. Penemuan lokus

tga1 merupakan salah satu bukti evolusi dari bentuk teosinte menjadi

jagung. Hal itu juga menggambarkan terjadinya perubahan adaptasi

baru, perkembangannya ditentukan oleh satu lokus dan proses

perubahan itu merupakan bukti yang kuat (Orr and Coyne 1992). Iltis

dan Doebley (1980) mengemukakan bahwa jagung dan teosinte adalah

dua subspesies dari Zea mays, tetapi pandangan ini tidak diterima

secara luas oleh pemulia jagung.

Beberapa ilmuwan tidak setuju dengan teori jagung berasal melalui

proses evolusi dari teosinte dan lebih percaya teori jagung berasal dari

kerabat liar jagung. Oleh karena itu, Wilkes (1979) serta Wilkes dan

Goodman (1995) meringkas teori asal usul tanaman jagung menjadi

empat aliran sebagai berikut:

a. Evolusi jagung liar teosinte langsung menjadi jagung modern

melalui proses persilangan dan fiksasi genetik (genetic shift).

b. Jagung dan teosinte berasal dari nenek moyang yang sama, dan

terpisah selama proses evolusi menjadi teosinte dan jagung.

c. Terjadi kemajuan genetik dari teosinte menjadi jagung.

169

d. Terjadi persilangan antara teosinte dengan rumput liar,

keturunannya menjadi jagung.

Gambar 10.1 Empat Aliran Teori Asal-Usul Tanaman Jagung (serta Wilkes dan Goodman, 1995)

Plasma nutfah teosinte telah masuk (introgressed) secara ekstensif ke

dalam genome jagung selama masa evolusi beribu-ribu tahun, dan

keturunannya menyebar di Meksiko. Dari bukti genetik yang ada

disimpulkan bahwa nenek moyang tanaman jagung melibatkan teosinte

yang telah mengalami mutasi beberapa loci utama. Perubahan telah

terjadi, dari rumput menjadi tanaman produktif berbentuk tongkol

berisi butiran yang dapat dimakan. Perubahan sejak awal abad XX

170

dipercepat melalui proses seleksi oleh pemulia jagung, sehingga

diperoleh bentuk tanaman jagung modern dan varietas unggul. Hingga

sekarang tidak ada bukti yang nyata telah terjadi introgresi gen dari

Maydeae ke jagung. Persilangan spesies Coix dengan jagung juga tidak

berhasil. Transfer gen dari sorgum (famili Andropogoneae) melalui

persilangan juga belum berhasil, yang berarti tidak ada hubungan

genetik antara jali dan sorgum dengan tanaman jagung.

Teosinte dan jagung adalah individu yang secara genetik terpisah, gen

untuk toleran cekaman abiotik dari teosinte dapat ditransfer ke jagung.

Kromosom teosinte di tingkat genom berbeda dengan kromosom

jagung. Gallinat (1988) percaya telah terjadi transformasi, dari teosinte

menjadi jagung karena bantuan manusia, dan variabilitas genetik baru

pada populasi teosinte masuk ke genom tanaman jagung. Penemuan

tanaman liar perennial teosinte (Zea diploperennis) membuka berbagai

kemungkinan hubungan teosinte dengan jagung.

Tripsacum termasuk kerabat liar jagung, bukan turunan persilangan

dengan teosinte maupun jagung. Tripsacum merupakan satu-satunya

genus yang telah disilangkan dengan jagung dan keturunannya dapat

tumbuh sampai dewasa dan berbuah. Kemungkinan spesies ini diploid

dengan 36 kromosom. De Wet dan Harlan (1974, 1978) dan Leblanc et

al. (1995) melaporkan persilangan antara jagung dengan beberapa

tetraploid spesies tripsacum. Kromosom tripsacum dapat diganti oleh

kromosom jagung dan introgresi gen-gen antarjagung dan tripsacum

telah terjadi sejak lama.

171

Dalam analisis genetika modern, genus tripsacum berkaitan dengan

tanaman jagung, sehingga jagung merupakan spesies dari Tripsaceae.

Evolusi dan penyebaran tanaman jagung sangat ditentukan oleh

manusia. Dalam periode antara 5.000 SM dan 1.000 M terjadi mutasi

alami dan persilangan antara kelompok jagung, serta proses

aklimatisasi dan seleksi spesifik oleh petani, terutama dari aspek

ukuran, warna, dan karakteristik biji. Jagung berkembang dari tanaman

yang kecil, tongkol terbuka, menjadi tanaman yang mempunyai banyak

baris (multi rows), produksi tinggi dan kelobot tertutup, sehingga

memerlukan bantuan manusia untuk memisahkan biji dari tongkolnya

untuk tumbuh dan berkembang.

Pada sekitar tahun 1.000 M, tanaman jagung tradisional telah

berkembang menjadi tanaman jagung modern. Umumnya

pengembangan tanaman dilakukan dengan seleksi secara sederhana,

dengan mempertahankan tongkol yang diinginkan dan benihnya

ditanam pada musim berikutnya. Keragaman antartongkol dipengaruhi

oleh lingkungan, sehingga mengaburkan perbedaan genetik dalam

hasil, tinggi tanaman, dan karakter kuantitatif lainnya, sehingga seleksi

berdasarkan karakter ini belum mampu mempercepat peningkatan hasil

biji.

Penelitian filogenetik menunjukkan bahwa jagung merupakan

keturunan langsung dari teosinte (Zea mays ssp. Parviglumis). Seperti

jagung, teosinte mempunyai 10 pasang kromosom, yang secara

sitogenetik sama dengan jagung dan persilangannya menghasilkan

keturunan yang fértil.

172

Persamaan jagung dan teosinte:

1. Keduanya mempunyai bunga jantan terpisah berupa tassel yang

terletak di atas tongkol dan bunga betina terletak pada cabang

lateral bagian samping (ketiak daun).

2. Keduanya mempunyai 10 pasang kromosom.

3. Persilangan jagung dengan teosinte menghasilkan keturunan yang

fertil.

Perbedaan jagung dan teosinte:

Perbedaan yang spesifik terutama pada organ betinanya.

Jagung (Zea mays sp.)

- Tongkol tertutup oleh

kelobot, biji tidak mudah

lepas dari tongkol

- Tongkol terdiri atas banyak

baris biji (nulti rows)

- Bijinya penuh mengelilingi

janggel dan terbungkus

kelobot

Teosinte (Zea mexicana sp.)

- Biji jatuh sendiri jika sudah

matang

- Tongkol kecil, terdiri atas

enam baris biji atau lebih

- Setiap biji terbungkus oleh

glume dan kelobot yang

keras (cupule)

Manusia sangat berperan dalam menyeleksi karakter-karakter pada

teosinte sampai menjadi jagung modern seperti yang dikenal sekarang.

Dihabitat asalnya (Meksiko), teosinte tumbuh liar dan disebut sebagai

madre de maiz atau ibu tanaman jagung, lihat Gambar 10.2.

173

Gambar 10.3 Teosinte (Zea mexicana) (www.Job’s Tears.htm, 2007)

Keterangan: A. Bunga jantan (tassel)

B. Bunga betina (tongkol) C. Kelobot tongkol terbuka memperlihatkan satu barisan biji

D. Daun tertarik, memperlihatkan dua tongkol E. Daun

Pada Gambar 10.4 terlihat tongkol teosinte yang terbungkus kelobot,

sebaris biji teosinte yang terbungkus copule dan barisan bijinya terdiri

atas tujuh biji. Teosinte mempunyai tongkol yang lebih kecil

dibandingkan dengan tongkol jagung modern. Tongkol jagung modern

terbungkus oleh kelobot. Bunga betina jagung modern berbentuk

serabut, biasa disebut silk, bunga betina ditutup oleh kelobot dan di

dalamnya terdapat barisan biji.

174

Gambar 10.4 Tongkol teosinte dan tongkol jagung modern (www.Job’s Tears.htm, 2007)

Gambar 10.5 Tassel yang memproduksi pollen pada teosinte dan jagung modern

(www.Job’s Tears.htm, 2007)

175

Bunga jantan berupa tassel pada teosinte maupun jagung terletak di

bagian atas dan memproduksi pollen atau serbuk sari (Gambar 10.5).

Produksi serbuk sari ditandai oleh pecahnya kantong sari pada tassel,

dan bila bunga betina sudah berambut maka penyerbukan akan

berlangsung.

Salah satu hipotesis yang menjelaskan teosinte merupakan nenek

moyang tanaman jagung adalah dengan melihat perubahan barisan biji

teosinte yang mengalami seleksi oleh alam dan manusia serta mutasi

tunicate menjadi tanaman jagung jenis pod corn.

Pada awalnya biji teosinte tersusun dalam satu baris tunggal. Setiap biji

terbungkus oleh kelobot yang keras (cupule) dan sepasang glume

(Gambar 10.6). Satu baris biji ini seperti satu tongkol pada jagung

modern. Pembungkus cupule sangat keras sehingga sulit dibuka,

mungkin hal ini yang menyebabkan teosinte membuang sendiri bijinya

jika sudah dewasa. Biji-biji teosinte keras, endospermnya mengkilap

seperti endosperm pada jagung pop corn. Jika dipanaskan, kandungan

airnya menguap dan zat pati dalam endosperma akan meletus.

Gambar 10.6 Susunan biji teosinte. (www.Job’s Tears.htm, 2007)

176

Gambar 10.7 Biji-biji yang terbungkus oleh sepasang glume (tanpa cupule)


Gambar 10.7 memperlihatkan barisan biji teosinte mengalami mutasi

tunicate, di mana biji-bijinya hanya terbungkus oleh glume (tanpa

cupule). Biji-biji yang terbungkus oleh glume mudah pecah. Seleksi

yang dilakukan oleh petani Columbia untuk mengurangi ukuran glume

tunicate menghasilkan tongkol dengan banyak barisan biji yang dapat

dimakan. Setiap biji pada tongkol terbungkus oleh glume dan

tongkolnya juga terbungkus oleh kelobot. Jenis jagung ini dikenal

sebagai pod corn (Gambar 10.8). Pod corn kemudian ditanam dan

diseleksi lebih lanjut sehingga menghasilkan jagung modern seperti

yang dikembangkan saat ini.

Gambar 10.8 Barisan biji pada pod corn.


177

Warna biji jagung bermacam-macam, merah, ungu, kuning, dan putih.

Kadang-kadang ada biji jagung yang berwarna ungu dengan titik-titik

yang berwarna putih. Titik warna putih pada biji jagung tidak sesuai

dengan prinsip genetika Mendel. Mungkin individu ini mempunyai biji-

biji yang banyak warna, bukan satu warna. Hal ini merupakan

penjelasan dari terjadinya transpose gen atau jumping (pelompatan)

gen.

10.1.3 Penyebaran tanaman Jagung

Berdasarkan bukti genetik, antropologi, dan arkeologi diketahui bahwa

daerah asal tanaman jagung adalah Amerika Tengah (Meksiko bagian

selatan), kemudian dibawa ke Amerika Selatan (Ekuador) sekitar 7.000

tahun yang lalu, dan mencapai daerah pegunungan di selatan Peru

sekitar 4.000 tahun yang lalu.

Sejak 1.000 tahun yang lalu, petani di Meksiko telah menyeleksi

tanaman jagung, termasuk memilih tongkol yang besar untuk ditanam

pada musim berikutnya. Seleksi tongkol yang besar ini digunakan untuk

memelihara kemurnian jagung yang diinginkan. Di dataran tinggi

Meksiko yang dikenal sebagai pusat jagung terdapat suatu upacara

keagamaan setelah panen, para petani membawa tongkol jagung.

Petani yang membawa tongkol jagung yang paling besar dan terbaik

diberi penghargaan dan paling dihormati dalam upacara ini. Dari

Meksiko dan Amerika Tengah, jagung tersebar ke Amerika Latin,

Karibia, dan Amerika Utara, yang dikembangkan oleh orang Indian.

178

Colombus menemukan jagung di Kuba pada tahun 1492 dan

membawanya ke Spanyol untuk dikembangkan. Colombus juga

kemungkinan membawa biji jagung Carribean tipe mutiara ke Spanyol

pada tahun 1493. Kemudian penjelajah dari Eropa Selatan membawa

jagung ke Eropa Barat dan pada akhir tahun 1500an, jagung sudah

ditanam di hampir seluruh Eropa seperti Italia dan Perancis bagian

selatan. Di Eropa, kira-kira selama 100 tahun pada abad XVI, jagung

banyak dikonsumsi sebagai sayur dan merupakan tanaman komersial.

Sekitar awal tahun 1500an, pedagang Portugis membawa jagung ke

Afrika. Awalnya jagung tidak mendapat perhatian, baru pada tahun

1700 an menjadi tanaman yang populer di Afrika Barat dan Tengah,

khususnya di Kongo, Benin, dan Nigeria bagian barat. Pedagang

Portugis dan pedagang Arab dari Zanzibar membawa jagung ke Asia

Selatan melalui darat dan laut pada awal tahun 1500an, kemudian

memperkenalkan jagung di pesisir pantai India bagian barat dan

Pakistan bagian barat laut. Para pedagang juga memperkenalkan

jagung di daerah pegunungan Himalaya. Anderson (1945) serta Stonor

dan Anderson (1949) mengklaim bahwa Himalaya merupakan pusat

kedua asal tanaman jagung. Beberapa bentuk tanaman jagung

ditemukan di daerah Sikkim dan Bhuton Himalaya dan tidak ditemukan

di tempat lain, seperti jagung tradisional Sikkim.

Jagung mulai berkembang di Asia Tenggara pada pertengahan tahun

1500an dan pada awal tahun 1600 an, yang berkembang menjadi

tanaman yang banyak dibudidayakan di Indonesia, Filipina, dan

179

Thailand. Ada pendapat, jagung telah ada di Filipina sebelum Magellan

tiba di negara ini, pada tahun 1521.

Gambar 10.9 Biji jagung pod corn mirip biji teosinte


Gambar 10.10 Warna dan biji jagung modern.


Pada pertengahan tahun 1700an, tanaman jagung secara luas tumbuh

di Cina, di selatan Fukien, Hunan, dan Szechwan. Populasi jagung

berkembang dengan cepat sejak abad 18. Di Cina, jagung diperlukan

180

untuk bahan makanan, terutama di bagian utara, dan dari sini tanaman

jagung menyebar ke Korea dan Jepang. Suto dan Yoshida (1956)

melaporkan jagung diperkenalkan di Jepang sekitar tahun 1580an oleh

Pelaut Portugis. Kurang dari 300 tahun sejak 1.500 M, tanaman jagung

telah tersebar di seluruh dunia dan menjadi bahan makanan penting

bagi kebanyakan penduduk di berbagai negara di dunia (Dowswell et

al. 1996).

Gambar 10.11 Tanaman jagung modern.


10.1.4 Taksonomi Tanaman Jagung

1. Klasifikasi Tanaman Jagung

Jagung merupakan tanaman semusim determinat, dan satu siklus

hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari. Paruh pertama dari siklus

merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk

181

pertumbuhan generatif. Tanaman jagung merupakan tanaman tingkat

tinggi dengan klasifikasi sebagai berikut:

- Kingdom : Plantae

- Divisio : Spermatophyta

- Sub divisio : Angiospermae

- Class : Monocotyledoneae

- Ordo : Poales

- Familia : Poaceae

- Genus : Zea

- Spesies : Zea mays L.

2. Jenis-Jenis Jagung

Jenis jagung dapat diklasifikasikan berdasarkan: (i) sifat biji dan

endosperm, (ii) warna biji, (iii) lingkungan tempat tumbuh, (iv) umur

panen, dan (v) kegunaan.

Jenis jagung berdasarkan lingkungan tempat tumbuh meliputi: (i)

dataran rendah tropik (<1.000 m dpl), (ii) dataran rendah subtropik

dan mid-altitude (1.000-1.600 m dpl), dan (iii) dataran tinggi tropik

(>1.600 m dpl). Jenis jagung berdasarkan umur panen dikelompokkan

menjadi dua yaitu jagung umur genjah dan umur dalam. Jagung umur

genjah adalah jagung yang dipanen pada umur kurang dari 90 hari,

jagung umur dalam dipanen pada umur lebih dari 90 hari.

Sejalan dengan perkembangan pemuliaan tanaman jagung, jenis

jagung dapat dibedakan berdasarkan komposisi genetiknya, yaitu

182

jagung hibrida dan jagung bersari bebas. Jagung hibrida mempunyai

komposisi genetik yang heterosigot homogenus, sedangkan jagung

bersari bebas memiliki komposisi genetik heterosigot heterogenus.

Kelompok genotipe dengan karakteristik yang spesifik (distinct),

seragam (uniform), dan stabil disebut sebagai varietas atau kultivar,

yaitu kelompok genotipe dengan sifat-sifat tertentu yang dirakit oleh

pemulia jagung. Diperkirakan di seluruh dunia terdapat lebih dari

50.000 varietas jagung.

10.2 Potensi Limbah Jagung

Potensi limbah jagung yang dapat dijadikan produk yang dapat

meningkatkan nilai tambah terdapat pada kulit jagung dan tongkoll

jagung karena kedua limbah tersebut banyak mengandung serat dan

selulosa.

10.2.1 Kulit Jagung

Jagung merupakan salah satu sumber karbohidrat yang dikonsumsi

masyarakat Indonesia. Produksi jagung di Indonesia cukup besar

bahkan mengalami peningkatan setiap tahunnya. Menurut data Badan

Pusat Statistik (BPS), produksi jagung di Indonesia pada tahun 2015

sebesar 19,61 juta ton. Produksi jagung yang cukup besar ini

menimbulkan dampak pada jumlah limbah pertanian, dalam hal ini

limbah jagung yang dihasilkan. Dari hasil panen buah jagung, bobot

limbah kulit jagung berkisar antara 38,38% (Sumarwan, 2016).

183

Selama ini, kulit jagung yang ada belum dimanfaatkan secara

maksimal. Kulit jagung hanya dimanfaatkan sebagai pakan ternak,

pembungkus makanan tradisional, dan kerajinan tradisional. Untuk

memaksimalkan potensi kulit jagung yaitu memanfaatkan selulosa dari

kulit jagung. Seperti yang diketahui bahwa komposisi kimia terbesar

dalam kulit jagung adalah selulosa yaitu sekitar 42% (Ginting, 2016).

Gambar 10.12 Kulit jagung modern.


184

10.2.2 Tongkol Jagung

Tongkol jagung merupakan bagian dari buah jagung yang telah diambil

bijinya. Kandungan terbesar dari tongkol jagung adalah serat (fiber),

kemudian selulosa dan hemiselulosa. Kandungan serat yang tinggi ini

menyebabkan tongkol jagung memilki kecernaan yang rendah saat

digunakan untuk pakan ternak. Proses fermentasi seringkali dilakukan

untuk meningkatkan kecernaan tongkol jagung sebagai bahan baku

pakan ternak (Rosita and Safitri, 2012).

Berdasarkan kandungan lignoselulosa, tongkol jagung memiliki

kandungan selulosa 42%, hemiselulosa 33% dan lignin 18% (Saha,

2003; Schwietzke et al.,2009). Kandungan selulosa yang cukup tinggi

pada tongkol jagung ini berpotensi untuk dikembangkannya konversi

selulosa dari tongkol jagung menjadi senyawa lain yang lebih bernilai

ekonomis. Tongkol jagung bisa digunakan sebagai bahan baku

pembuatan asam sitrat dengan cara enzimatis (Hang et al., 2001),

pembuatan gula (Hang et al., 1999) dan pembuatan etanol dari

hidrolisatnya (Beall and Ingram, 1992; Chen et al., 2010; Lima et al.,

2002; Syawala et al., 2013). Ashour et al., (2013) menemukan bahwa

selain sebagai bahan baku untuk pembuatan senyawa-senyawa kimia

diatas, tongkol jagung juga berpotensi untuk menghasilkan senyawa

metabolit sekunder, diantaranya fenilpropanoids, flavonoid (tricin dan

kaemferol) dan 4 senyawa sterol tumbuhan.

Tongkol jagung telah dikembangkan juga untuk proses produksi gula

alkohol, pada umumnya dilakukan proses konversi hemiselulosa

185

tongkol jagung menjadi xylitol menggunakan mikroba (Fairus et al.,

2013; Latif and Rajoka, 2001; Rivas et al., 2002).

Gambar 10.13 Tongkol jagung modern.


10.3 Pemanfaatan Limbah Jagung

Seiring dengan semakin meningkatnya produksi jagung, maka tidak

dapat dipungkiri bahwa keberadaan limbah hasil pengolahan jagung

juga akan semakin meningkat. Limbah yang dihasilkan diantaranya

adalah kulit jagung dan tongkol jagung.

Tongkol jagung yaitu bagian dari buah jagung yang sudah tidak

mengandung biji. Sebagian besar masyarakat hanya menganggap

tongkol jagung sebagai sampah atau sebagai pakan ternak yang tidak

186

memiliki nilai tambah. Begitu juga limbah kulit jagung masih

dimanfaatkan untuk pakan ternak yang juga dianggap tidak

mempunyai nilai tambah.

Dari permasalahan inilah sehingga muncul pemikiran untuk

memanfaatkan limbah kuli dan tongkol jagung untuk diolah menjadi

produk yang dapat menjadi nilai tambah karena kedua limbah tersebut

mengandung selulosa yang cukup banyak untuk diolah menjadi produk

yang lebih bermanfaat. Sebagai contoh limbah-limbah tersebut dapat

dijadikan bioetanol dan pulp bahan untuk pembuatan kertas.

10.3.1 Pemanfaatan Tongkol Jagung Untuk Produk Kesehatan

(Pembalut Wanita)

Model pembalut berkembang dari masa ke masa. Pada awalnya ada

pembalut yang menggunakan sabuk, ada juga pembalut yang sangat

tebal karena bahan penyerapnya tidak efektif. Tetapi sekarang,

pembalut yang digunakan adalah pembalut yang berperekat dan tipis.

Bahan utama pembalut pun bermacam-macam dari mulai serbuk kayu,

kain wol, katun, kapas, hingga daur ulang kertas (Anonim, 2013).

Mengingat pembalut merupakan sesuatu yang penting bagi kaum

wanita, maka kaum wanita harus berhati-hati dalam memilih pembalut,

karena pada umumnya pembalut yang beredar di pasaran saat ini

berbahan dasar dari daur ulang kertas yang pada proses yang dapat

menimbulkan zat kimia berbahaya yaitu dioxin. (Anonim, 2013)

187

Dioxin dihasilkan dari zat aditif yang ditambahkan pada tahap bleaching

tersebut. Dioxin atau Polychlorinated dibenzodioxin (PCDDs)

merupakan senyawa beracun yang dapat mempengaruhi sejumlah

organ dan sistem dalam tubuh manusia. Dioxin bertahan lama dalam

tubuh manusia karena stabilitas kimia dan kemampuan dioxin untuk

diserap oleh jaringan lemak, di mana mereka kemudian disimpan dalam

tubuh. Selain itu, dioxin juga akan menyerap ke dalam rahim melalui

serviks sehingga dapat menyebabkan kanker serviks, gatal-gatal,

myoma dan lain-lain. Oleh karena itu, untuk menghindari terbentuknya

dioxin, tahap bleaching tidak perlu dilakukan, tetapi dapat diatasi

dengan mengganti bahan baku pembalut dengan bahan lain (Alviyah

Ibnu Aqil, 2012).

Pemanfaatan jagung saat ini sangat beraneka ragam mulai bahan

pangan hingga bioenergi. Buah jagung terdiri dari 30% limbah yang

berupa bonggol jagung. Sehingga dari jumlah limbah tersebut dapat

dikatakan cukup banyak dan akan menjadi sangat potensial jika dapat

dimanfaatkan secara tepat (Gozan, 2007).

Limbah bonggol jagung sebanyak 30% dari berat total jagung

(Koswara, 1991) merupakan salah satu sumber lignoselulosa yang

ketersediaannya cukup melimpah. Sebagai contoh produksi jagung di

Sulawesi Selatan mencapai 1,28 juta ton/tahun (BPS,2011). Jadi kalau

dihitung maka limbahnya sebanyak 384.000 ton/tahun. Ini merupakan

potensi sebagai bahan baku untuk pembuatan produk yang lebih

bermanfaat (pembalut wanita).

188

Tabel 10.1 Komposisi ligninselulosa dari beberapa limbah pertanian (Johnson, 1991)

Kandungan % Jumlah Nutrisi %

Air 9,4 Protein, N x 6,25 2,5 Selulosa 41 Lemak, Ester dll. 0,5

Hemiselulosa 36 Serat Kasar 32 Xilan 30 Abu 1,5 Lignin 6 Ekstrak Nitrogen Bebas 53,5

Pektin 3 Neutral Ditergen Fiber 83 Pati 0,014 Total Nutrien dapat dicerna 42

Bonggol jagung merupakan limbah yang belum banyak dimanfaatkan.

Padahal, bonggol jagung memiliki kandungan selulosa yang cukup

tinggi (Johnson, 1991). Kandungan selulosa yang cukup tinggi ini

membuat bonggol jagung dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembuat

pulp yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembalut yang lebih

aman.

Pada umumnya pembalut yang beredar di pasaran saat ini berbahan

dasar dari daur ulang kertas yang pada proses pengolahannya

dilakukan tahap bleaching yang dapat menimbulkan zat kimia

berbahaya yaitu dioxin. Dioxin dihasilkan dari zat aditif yaitu gas klorin,

sodium hidroksida, kalsium hipoklorit, hidrogen peroksida, klorin

dioksida, dan sodium peroksidayang ditambahkan pada tahap

bleaching tersebut. Dioxin atau Polychlorinated dibenzodioxin (PCDDs)

merupakan senyawa beracun yang dapat mempengaruhi sejumlah

organ dan sistem dalam tubuh manusia. Dioxin bertahan lama dalam

tubuh manusia karena stabilitas kimia dan kemampuan dioxin untuk

diserap oleh jaringan lemak, di mana mereka kemudian disimpan dalam

tubuh. Selain itu, dioxin juga akan menyerap ke dalam rahim melalui

189

serviks sehingga dapat menyebabkan kanker serviks, gatal-gatal,

myoma dan lain-lain (Anonim, 2013).

Gambar 10.14 Struktur Dioxin

Sebelum dibuat pembalut wanita, tongkol janggung terlebih dahulu

dibuat pulp, adapun prosedur pembuatan pulp dari tongkol jagung

adaalah sebagai berikut.

1. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari:

- Hot plate

- Gelas Ukur 10 mL

- Gelas ukur 25 mL

- Gelas ukur 100 mL

- Gelas kimia 100 mL

- Gelas kimia 600 mL

- Erlenmeyer 250 mL

- Magnetic stirer

- Neraca analitik

- Tabung reaksi

- Spatula

190

- Batang pengaduk

- Kaca arloji

- Corong buchner

- Erlenmeyer Vakum

- Corong pendek

- Cetakan kertas

- Oven

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari:

- Bonggol jagung

- Asam asetat glasial

- Aquades

- KI

- KCN

- Kanji

- Indikator universal

- Kertas saring

2. Prosedur

a. Preparasi Sampel

- Bonggol jagung dibersihkan.

- Bonggol jagung dijemur.

- Bonggol jagung dihaluskan.

b. Proses Pemasakan

- Bonggol jagung halus ditimbang 10 gram.

191

- Bonggol jagung halus dan cairan pemasak (asam asetat)

dimasukkan ke dalam erlenmeyer.

- Magnetic stirer dimasukkan ke dalam erlenmeyer.

- Erlenmeyer berisi bonggol jagung dipanaskan dengan hotplate

pada temperatur tetap (120oC) selama 90 menit.

- Hasil pemasakan didinginkan.

c. Pencucian Pulp

- Pulp hasil pemasakan disaring dengan corong buchner.

- Pulp dicuci dengan aquades hingga pH netral.

- Pulp dikeringkan dalam oven.

d. Karakterisasi Pulp

- Dilakukan uji kualitatif selulosa menggunankan FTIR.

- Dilakukan uji kualitatif Pb2+ menggunakan larutan KI.

- Dilakukan uji kualitatif Cd2+ menggunakan larutan KCN.

- Untuk uji daya serap air, pulp dicetak tipis, dimasukkan ke

dalam wadah berisi 10 mL air.

Pembuatan pulp dari bonggol jagung dilakukan dengan perbandingan

10:1 antara volume cairan pemasak dengan massa sampel bonggol

jagung yang digunakan. Analisis yang digunakan pada penelitian ini

adalah analisis kualitatif dengan FTIR serta analisis kualitatif logam

berat dan daya serap air dari pulp untuk mengetahui kualitas pulp dari

bonggol jagung. Pada proses pemasakan digunakan perbandingan 10:1

karena dari penelitian pendahuluan, jika semakin kecil volume asam

asetat yang digunakan, luas kontak permukaan dengan sampel akan

lebih kecil, sehingga proses delignifikasi tidak akan optimal. Dari uji

192

dengan instrumen Fourier Transform Infra Red (FTIR) diperoleh

spektrum IR seperti pada gambar berikut:

Gambar 10.15. Grafik FTIR Bonggol Jagung (Putri, 2018)

Dari spektrum tersebut diperoleh data bilangan gelombang dan %

transmitansi yang dapat diinterpretasikan untuk menentukan gugus

fungsi yang terdapat dalam pulp sebagai berikut:

193

Tabel 10.2 Bilangan gelombang dan gugus fungsi pada

spektrum IR hasil uji pulp dengan FTIR (Putri, 2018)

Bilangan Gelombang Gugus Fungsi

3448,72 cm-1 O - H 2924,09 cm-1 – 2858,51 cm-1 C - H

1159,22 cm-1 – 1035,77 cm-1 C - O

Berdasarkan Tabel 10.2 di atas dapat diketahui bahwa pulp hasil

pemasakan memiliki gugus fungsi yang sama dengan gugus fungsi

yang terdapat pada selulosa yang ditunjukkan pada Gambar 10.16

berikut:

Gambar 10.16 Struktur Selulosa (Putri, 2018)

Pemasakan pulp dengan asam asetat dapat memisahkan selulosa dari

lignin yang ada pada bonggol jagung (delignifikasi) sehingga yang

diperoleh hanya selulosa saja. Selulosa tersebutlah yang akan dijadikan

sebagai bahan baku pembalut.

Pulp hasil pemasakan dan pencucian menunjukkan pH netral setelah

diuji dengan indikator universal sehingga dapat dipastikan bahwa tidak

194

ada lagi asam asetat di dalam pulp. Nilai pH harus netral untuk

menghindari kesensitifan kulit terhadap pembalut dari pulp bonggol

jagung ini.

Uji kualitatif logam berat dengan larutan KI tidak menghasilkan

endapan kuning. Ini menunjukkan bahwa di dalam pulp hasil

pemasakan tidak terdapat logam-logam yang dapat mengendap

dengan penambahan larutan KI seperti logam Pb, Ag, dan Hg.

Gambar 10.17 Uji kualitatif logam dengan larutan KI (Putri, 2018)

Selain dengan larutan KI, pada penelitian ini dilakukan uji dengan

larutan KCN dan hasilnya tidak terbentuk endapan putih saat pulp

direaksikan dengan larutan KCN. Ini juga menunjukkan bahwa di dalam

195

pulp hasil pemasakan tidak terdapat logam yang dapat mengendap

dengan penambahan larutan KCN seperti logam Cd.

Gambar 10.18 Uji kualitatif logam dengan larutan KCN (Putri, 2018)

Uji daya serap air dilakukan untuk mengetahui daya serap dari pulp

bonggol jagung ini. Uji daya serap air ini dilakukan dengan menggiling

pulp basah hingga terbentuk lapisan setipis kertas dengan ukuran 5 x

5 cm, kemudian dijemur hingga kering. Pulp yang telah kering

kemudian dimasukkan ke dalam air sebanyak 10 mL dan jika pulp

menyerap seluruh air yang ada, volume air ditambahkan lagi sehingga

diketahui pasti berapa volume air yang dapat diserap oleh pulp. Dari

hasil pengujian ini diperoleh daya serap air dari pulp bonggol jagung ini

196

adalah 2 mL/cm2 karena dari 25 cm2 pulp yang diuji, volume air yang

dapat diserap adalah 12,5 mL.

Dari hasil proses pembuatan pulp untuk pembalut wanita, maka dapat

disimpulkan bahwa Bahan baku pembalut dari limbah bonggol jagung

dapat diperoleh dengan pemisahan selulosa dari lignin (delignifikasi)

dengan proses acetosolv. Proses pembuatan bahan baku pembalut

dari limbah bonggol jagung ini diawali dengan proses pemasakan

sampel bonggol jagung dengan cairan pemasak, pencucian pulp, dan

analisis kualitatif kualitas dari pulp yang dihasilkan. Pembalut dari

limbah bonggol jagung ini aman untuk digunakan karena tidak

mengandung logam-logam berbahaya, berkualitas karena memiliki

daya serap yang baik, serta ramah lingkungan karena dibuat dengan

menggunakan limbah yang belum banyak dimanfaatkan.

10.3.2 Pemanfaatan Kulit Jagung Untuk Metil Selulosa

Metil selulosa adalah salah satu eter selulosa komersial yang paling

penting dan telah digunakan di banyak aplikasi industri. Salah satu

aplikasi metil selulosa yaitu dalam bidang pangan. Metil selulosa sering

digunakan sebagai emulsifier atau pengemulsi untuk mencegah

pemisahan dua cairan campuran yang berbeda kepolarannya. Metil

selulosa yang digunakan sebagai emulsifier ini biasanya adalah metil

selulosa yang memiliki nilai derajat substitusi sekitar 1,3-2,5. Karena

metil selulosa yang memiliki nilai derajat substitusi disekitar 1,3-2,5

larut dalam air (Rimdusit, 2008). Derajat substitusi didefinisikan

sebagai jumlah rata-rata substituen per unit anhidro glukosa. Untuk

197

meningkatkan nilai derajat substitusi (DS) ini biasanya ditambahkan

pelarut seperti aseton atau toluen pada saat proses metilasi (Nasatto,

2015).

Untuk menyintesis metil selulosa dari limbah kulit jagung, serta

karakterisasi hasil sintesisnya menggunakan beberapa metode,

diantaranya spektroskopi Fourier Transform Infra Red (FTIR) untuk

mengetahui derajat substitusi yang terjadi sebagai indikator seberapa

banyak gugus metil yang berhasil dimasukkan ke dalam selulosa

tersebut, karena derajat metilasi ini akan menentukan sifat kepolaran

metil selulosa yang dihasilkan.

Pada mensintesis kulit jagung menjadi metil selulosa diperlukan

beberapa tahapan meliputi:

1. Persiapan Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan meliputi labu ukur 250 mL, labu ukur 100 mL,

corong Buchner, alat refluks, pemanas, oven, blender, neraca analitik,

kaca arloji, spatula, batang pengaduk, pipet volume 20 mL, pipet tetes,

gelas ukur 100 mL. Untuk pengujian gugus fungsi selulosa, dan metil

selulosa digunakan instrumen FTIR.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah NaOH p.a

(50%), NaOH teknis 4%, NaOH teknis (0.675 M), CH2Cl2 p.a, (CH3)2CO

p.a, CH3COOH (10%), CH3COOH glasial, NaClO2 p.a (0.1878 M) dan air

suling atau aquades.

198

2. Preparasi Sampel Kulit Jagung

Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah kulit jagung.

Limbah kulit jagung. Limbah kulit jagung dicuci terlebih dahulu untuk

menghilangkan kotoran. Setelah itu dikeringkan diudara terbuka hingga

setengah kering, baru dikalsinasi pada suhu 50 selama 24 jam. Kulit

jagung yang telah kering kemudian dihaluskan dan disaring dengan

saringan 80 mesh. Setelah disaring, didapatlah serbuk kulit jagung.

Serbuk kulit jagung ini akan diproses pada tahap berikutnya.

3. Isolasi Selulosa Kulit Jagung

Isolasi selulosa kulit jagung ini terdiri dari dua tahap. Tahap pertama

adalah perlakuan dengan alkali. 25 g serbuk kulit jagung ditambah 250

mL larutan NaOH 4%, dipanaskan dipenangas air pada suhu (80-90oC)

selama 4 jam. Setelah itu, disaring dan residunya dicuci dengan

akuades berlebih. Perlakuan dengan alkali, dan pemutihan (bleaching).

Perlakuan dengan alkali ini bertujuan untuk melarutkan bahan selain

selulosa yang ada pada kulit jagung seperti lignin, asam organik

sehingga selulosa terpisah dari lignin dan komponen lainnya. Lignin

merupakan polimer tiga dimensi yang terdiri dari unit fenil propana

melalui ikatan eter (C-O-C) dan ikatan karbon (C-C). Bila lignin berdifusi

dengan larutan alkali maka akan terjadi pelepasan gugus metoksil yang

membuat lignin larut dalam alkali. Setelah itu, lignin dan komponen

lainnya dipisahkan dengan pencucian dan penyaringan. Reaksi

199

pemutusan ikatan antara lignin dan selulosa mengunakan NaOH dapat

dilihat pada Gambar 10.19.

Gambar 10.19 Reaksi pada proses delignifikasi (Rahmidar dkk. 2018)

Tahap kedua adalah bleaching. Bleaching ini menggunakan larutan

NaClO2 (0.1878 M), NaOH dan CH3COOH glasial. Residu yang telah

dicuci dengan akuades berlebih kemudian ditambah larutan NaOH,

CH3COOH glasial, NaClO2, dipanaskan di panangas air pada suhu (80-

90oC) selama 4 jam. Setelah itu, disaring dan residunya dicuci dengan

akuades berlebih. Kemudian dikalsinasi pada suhu 50oC selama 10 jam.

Tujuan bleaching untuk menghilangkan lignin yang masih tersisa.

Sedangkan larutan CH3COOH glasial berperan dalam proses

dehemiselulosa yaitu melepaskan hemiselulosa dari struktur selulosa

(Pinotti, 2007).

Rantai hemiselulosa lebih pendek dibandingkan rantai selulosa, karena

derajat polimerisasinya yang lebih rendah. Berbeda dengan selulosa,

polimer hemiselulosa berbentuk tidak lurus tetapi merupakan polimer-

polimer bercabang dan strukturnya tidak berbentuk kristal. Hal ini yang

200

menjadikan hemiselulosa lebih mudah dimasuki pelarut dan bereaksi

dengan larutan dibanding selulosa (Rachmawati, 2013).

Selain berperan dalam proses dehemiselulosa (penghilangan

hemiselulosa), larutan CH3COOH glasial juga berperan dalam

pemutihan menggunakan NaClO2. Karena pemutihan menggunakan

NaClO2 akan berlangsung dengan sempurna dalam suasana asam.

Proses terakhir adalah penambahan larutan NaClO2, yang akan

mengoksidasi struktur lignin sehingga larut dalam air. Berikut ini reaksi

pemutihan menggunakan natrium klorit:

5ClO2- + 4H+ → 4ClO2 + Cl- + 2H2O

4ClO2- + 2H+ → 2ClO2 + Cl- + ClO3

- + H2O

Pada tahap isolasi ini dihasilkan selulosa berupa padatan berwarna

putih. Selulosa hasil seintesis dapat dilihat pada Gambar 10.20.

Gambar 10.20 Selulosa dari Kulit Jagung (Rahmidar dkk. 2018)

201

4. Sintesis Metil Selulosa

Setelah diperoleh selulosa dari kulit jagung, langkah selanjutnya yaitu

sintesis metil selulosa dari selulosa kulit jagung. Pada sintesis metil

selulosa ini dilakukan dua variasi. Tujuannya adalah untuk

mengoptimalkan nilai DS dari metil selulosa tersebut. Sebanyak 5 g

selulosa dilarutkan dalam 50% NaOH dan stirrer selama 24 jam.

Campuran tesebut kemudian ditambahkan akuades 100 mL (untuk

variasi satu) dan (CH3)2CO (untuk variasi dua). Setelah itu campuran

direfluks pada suhu (60-70oC) dan di stirrer selama 6 jam. Dilakukan

penambahan CH2Cl2 sebagai agen metilasinya. Setelah itu, dinetralkan

dengan CH3COOH 10-50%. Campuran kemudian disaring, dicuci

dengan akuades panas (suhu 80oC ) dan disaring kembali. Residu hasil

penyaringan kemudian dikalsinasi pada suhu 50oC selama 6 jam.

Sintesis metil selulosa ini meliputi tahapan alkalisasi dan metilasi. Tahap

pertama adalah alkalisasi karena selulosa tidak larut dalam air dan

pelarut organik yang paling umum, media alkali (NaOH) digunakan

untuk membuat serat selulosa menggembung dan mendapatkan

selulosa alkali. Ketika molekul selulosa menggembung, maka akan

memudahkan proses metilasi sehingga dihasilkan metil selulosa. Proses

alkalisasi dapat dilihat pada Gambar 10.21.

202

Gambar 10.21 Alkalisasi Selulosa (Rahmidar dkk. 2018)

Selulosa alkali yang telah terbentuk pada tahap alkalisasi akan bereaksi

dengan zat eterifikasi. Zat eterifikasi (agen metilasi) yang digunakan

adalah metilen klorida. Gugus metil dari metilen klorida akan

menggantikan gugus hidroksil pada selulosa. Gugus hidroksil yang

digantikan pada selulosa yaitu pada C2, C3, atau C6. Setelah

penambahan zat eterfikasi, campuran ditambahkan pula air (variasi I)

dan aseton (variasi II). Tujuan ditambahkan air dan aseton ini adalah

untuk meningkatkan derajat substitusi. Pada derajat substitusi (DS)

yang berbeda, kelarutan metil selulosa pun akan berbeda. Metil selulosa

yang meiliki nilai DS 1,3-2,5 akan larut dalam air dingin, nilai DS > 2,5

larut dalam asam asetat glasial, nilai DS 0,4-0,6 larut dalam NaOH.

Sampel dengan perlakuan aseton memiliki tingkat substitusi yang lebih

tinggi, yang berhubungan dengan cara efektif pelarut aseton

berinteraksi dengan gugus hidroksil, yaitu dengan mengurangi jumlah

ikatan hidrogen rantai luar (Viera, 2007).

203

Reaksi eterifikasi yang menggunakan metilen klorida bekerja pada suhu

60-70oC . Oleh karena itu, dalam tahap ini campuran direfluks agar

komponen dalam campuran tetap (tidak ada yang berubah) dan reaksi

bekerja optimal. Kemudian, pemurnian dan penghilangan produk

samping dilakukan dengan mencuci menggunakan air panas,

dilanjutkan dengan pengeringan dan penghalusan metil selulosa yang

telah dihasilkan. Metil selulosa larut dalam air dingin (suhu sekitar 5oC).

Oleh sebab itu, pada saat proses pencucian menggunakan air panas

agar metil selulosa tidak ikut larut dengan pengotor.

Metil selulosa yang telah dicuci dengan air panas kemudian dikalsinasi

pada suhu 50oC selama 6 jam. Suhu tersebut dipilih karena pada suhu

terlalu tinggi metil selulosa yang dihasilkan akan rusak. Metil selulosa

yang dihasilkan berupa padatan berwarna putih untuk metil selulosa-

air (variasi I) dan padatan berwarna kekuningan untuk metil selulosa-

aseton (variasi II). Metil selulosa-air dan metil selulsoa-aseton dapat

dilihat pada Gambar 10.22.

Gambar 10.22 Metil Selulosa-Air dan Metil Selulosa-Aseton (Rahmidar dkk. 2018)

204

5. Karakterisasi Selulosa dan Metil Selulosa

Produk sintesis selulosa dan metil selulosa dari kulit jagung

dikarakterisasi dengan FTIR. Sampel (selulosa dan metil selulosa) yang

digunakan dalam bentuk serbuk. Sampel yang siap diukur ditempatkan

pada tempat sampel dari alat interferometer, kemudian ditunggu

spektra yang diperoleh pada layar komputer sehingga diperoleh data

anaisis FTIR.

Analisis menggunakan FTIR dilakukan untuk mengidentifikasi gugus

metil pada selulosa dari hasil metilasi, serta adanya senyawa lain yang

masih terdapat dalam sampel. Berdasarkan Tabel 10.3 spektrum

selulosa muncul pada bilangan gelombang 3443,29 cm-1 yang

menunjukkan ikatan, 2920,23 cm-1 untuk menunjukkan ikatan C-H

(posisi C6), dan 1340,53 cm-1 untuk menunjukkan ikatan C-H (posisi C2

atau C3). Berdasarkan penelitian sebelumnya, keberadaan spektrum

pada bilangan gelombang sekitar 1630-1750 cm-1 menunjukkan ikatan

C=C pada cincin yang berasal dari lignin (Kondo, 1994). Untuk lebih

jelasnya hasil FTIR selulosa dapat dilihat pada Gambar 10.23.

Tabel 10.3 Gugus Fungsi Selulosa-Metil Selulosa (Rahmidar dkk. 2018)

Gugus Fungsi Selulosa Metil Selulosa-

Air

Metil Selulosa-

Aseton

-OH regangan

3433,29 3444,87

3442,94

3288,63 - -

3178,69 - -

C-H 920,23 2899,01 2900,94

205

Gugus Fungsi Selulosa Metil Selulosa-

Air Metil Selulosa-

Aseton

-glikos 896,90 896,90 896,90

C=C(lignin) 1641,42 1639,49 -

H-C-H 340,53 1413,82 1409,96

Gambar 10.23 Hasil FTIR Selulosa Komersial dan Selulosa Kulit jagung (Rahmidar dkk. 2018)

Pada Gambar 10.23 terlihat dua spektrum, yang berwarna hitam

merupakan spektrum selulosa hasil sintesis dan spektrum yang

berwarna merah merupakan spektrum selulosa komersial. Terdapat

sedikit perbedaan antara selulosa hasil sintesis dengan selulosa

komersial. Lignin pada selulosa komersial berkurang sedangkan pada

selulosa hasil sintesis lignin masih terlihat. Lignin tersebut ditunjukkan

pada bilangan gelombang sekitar 1630-1750 cm-1. Perbedaan lain juga

terlihat pada puncak O-H sekitar bilangan gelombang 3400 cm-1. Pada

206

selulosa komersial hanya terdapat satu puncak O-H sedangkan pada

selulosa hasil sintesis terdapat tiga puncak O-H. O-H dari hasil sintesis

kemungkinan diperoleh dari NaOH atau H2O yang masih tertinggal pada

saat sintesis.

Jika dibandingkan hasil FTIR dari spektrum selulosa dan metil selulosa

(Tabel 10.3) terlihat bahwa gugus O-H pada seulosa digantikan dengan

gugus metil pada metil selulosa sehingga gugus O-H pada metil selulosa

intensitasnya menurun sedangkan intensitas puncak serapan gugus C-

H meningkat. Seperti yang terlihat pada C-H (posisi C2 atau C3) yang

mengalami peningkatan dari 1340,53 cm-1 pada selulosa menjadi

1413,82 cm-1 pada metil selulosa-air dan 1409,96 cm-1 metil selulosa-

aseton. Ini membuktikan bahwa pada proses metilasi selulosa berhasil,

selulosa telah berubah menjadi metil selulosa. Untuk lebih jelasnya

perubahan tersebut dapat dilihat pada hasil FTIR Gambar 10.24. Dari

data absorbansi FTIR ini juga dilakukan perhitungan rasio OH/CH untuk

mengetahui seberapa banyak OH yang tersubstitusi oleh CH. Semakin

kecil rasio OH/CH, maka semakin banyak OH yang tersubstitusi oleh

CH. Dari hasil perhitungan diketahui bahwa rasio OH/CH dari metil

selulosa-air dan metil selulosa aseton sebesar 1,9019 dan 1,9835. Nilai

keduanya tidak jauh berbeda hanya selisih 0,0816. Hal ini menunjukan

bahwa banyaknya OH yang tersubstitusi oleh CH pada metil selulosa-

air dan metil selulosa-aseton jumlahnya hampir sama (Rokhade, 2007).

207

Gambar 10.24 Hasil FTIR Selulosa, Metil Selulosa-Air,

Metil Selulosa-Aseton (Rahmidar dkk. 2018)

6. Uji Kelarutan dan Uji Titik Leleh

Uji kelarutan dilakukan dengan melarutkan metil selulosa didalam

beberapa larutan, seperti larutan NaOH 4%, larutan CH3COOH glasial,

dan aquades (T = (5-15) ). Uji titik leleh dilakukan dengan cara

memasukkan sampel serbuk metil selulosa kedalam pipa kapiler.

Kemudian pipa kapiler tersebut diletakan pada kalorimeter. Pada

kalorimeter tersebut juga dipasang terometer untuk mengetahui titik

leleh selulosa. Kalorimeter tersebut kemudian dipanaskan hingga metil

selulosa meleleh.

Uji kelarutan dilakukan dengan melarutkan metil selulosa dalam

beberapa larutan, seperti larutan NaOH 4%, larutan CH3COOH glasial,

208

dan aquades (T = (5-15) ). Ketiga larutan tersebut memiliki nilai DS

(derajat substitusi) yang berbeda. Derajat substitusi didefinisikan

sebagai jumlah rata-rata substituen per unit anhidro glukosa. Nilai DS

ini menunjukan seberapa banyak gugus O-H pada selulosa yang

tersubstitusi oleh CH3 pada saat proses metilasi.

Dari uji kelarutan tersebut diketahui bahwa metil selulosa-air larut

dalam larutan NaOH 4%, namun tidak larut dalam larutan CH3COOH

glasial, dan aquades (T = (5-15) ). Hal yang sama juga terjadi pada

metil selulosa-aseton. Kedua hal tersebut menunjukkan bahwa metil

selulosa-air dan metil selulosa-aseton memiliki nilai DS sekitar 0,4-0,6.

Selain uji kelarutan, dilakukan pula uji titik leleh. Setelah dilakukan

pengujian pada metil selulosa-air dan metil selulosa-aseton, keduanya

tidak mempunyai titik leleh karena pada suhu 240oC kedua metil

selulosa tersebut belum meleleh tetapi malah terbakar. Hal ini

menunjukan bahwa metil selulosa yang dihasilkan belum termetilasi

sempurna. Karena metil selulosa yang termetilasi sempurna

mempunyai titik leleh sekitar suhu (290-305oC) .

Dari hasil resume tahapan proses bahwa Selulosa dari kulit jagung

berhasil diisolasi dengan munculnya puncak pada bilangan gelombang

3433,29 cm-1 untuk O-H, 2920,23 cm-1 untuk C-H, 896,90 cm-1 untuk

ikatan -glikosidik. Selulosa hasil isolasi ini memiliki karakteristik berupa

padatan berwarna putih, tidak larut dalam air, sebagian larut dalam

NaOH.

209

Metil selulosa-air dan metil selulosa-aseton berhasil disintesis dengan

munculnya puncak pada bilangan gelombang 3444,87 cm-1 untuk O-H

(metil selulosa-air) dan 3442,94 cm-1 untuk O-H (metil selulosa-aseton),

2899,01 cm-1 untuk C-H (metil selulosa-air) dan 2900,94 cm-1 untuk

C-H (metil selulosa-aseton). Metil selulosa yang dihasilkan memiliki

karakteristik berupa padatan berwarna putih (metil selulosa-air) atau

sedikit kuning (metil selulosa-aseton), larut dalam NaOH 4% tetapi

tidak larut dalam CH3COOH glasial dan akuades suhu (5-15oC).

Hasil dari variasi penambahan air dan aseton tidak meningkatkan nilai

derajat substitusi yang signifikan. Nilai derajat substitusi dari metil

selulosa-air dan metil selulosa-aseton sekitar 0,4 – 0,6.

10.4 Pemanfaatan Limbah Jagung Untuk Material

Pertahanan

Melihat contoh hasil penelitian pemanfaatan tongkol jagung dan kulit

jagung maka kedua limbah hasil proses pengolahan jagung tersebut

sangat potensial untuk dijadikan bahan baku untuk industri

pertahanan.

Untuk limbah tongkol jagung yang kandungan selulosanya antara 41%

- 42% berpotensi untuk dijadikan nitroselulosa yang merupakan salah

satu bahan utama untuk pembuatan propelan padat. Selain untuk

bahan baku propelan. Selulosa tongkol jagung berpotensi untuk

pembuatan produk kesehatan yaitu masker yang dapat memfilter

berbagai jenis bakteri dan virus.

210

Sedang untuk kulit jagung yang kandungan selulosanya sekitar 40% -

41% selain dapat diambil selulosanya untuk bahan baku pembuatan

propelan, dapat juga diambil seratnya untuk bahan pembuatan

komposit.

Referensi

1. Allard, R.W. and A.D. Bradshaw, 1964. Implication of genotype-environment interaction in applied plant breeding. Crop Sci. 4: 503-507.

2. Anderson, E., 1945. What is Zea mays? A report of progress. Chron. Bot., 9: 88-92.

3. Anonim, 2013. Pembalut Wanita. [Online]. Tersedia:

http://id.wikipedia.org/wiki/Pembalut_wanita [13 Juli 2013] 4. Aqil, Alviyah Ibnu, 2012. Ada Apakah dengan Pembalut Bergel?.

[Online]. Tersedia: http://alviyah29.wordpress.com/2012/11/24/ ada-apakah-dengan-pembalut-bergel/ [13 Juli 2013]

5. Ashour, A., A. Amer, A. Marzouk, K. Shimizu, R. Kondo, and S. El-

Sharkawy, 2013. Corncob as a potential source of functional chemicals. Molecules, 18, 13823-13830.

6. Beall, D.S. and L.O. Ingram, 1992. Conversion of hydrolysates of corn cobs and hulls into ethanol by recombinant Eschericia coli containing integrated enes for ethanol production. Biotechnology Letters, 14(9), 857-862.

7. Chen, Y., B. Dong, W. Qin, and D. Xiao, 2010. Xylose And Cellulose Fractionation From Corncob With Three Different Strategies And Separate Fermentation Of Them To Bioethanol. Bioresource

Technology, 101, 6994-6999 8. de Wet, J.M.J. and J.R. Harlan, 1974. Tripsacum-maize interaction:

a novel cytogenetic system. Genetics, 78: 493-502. 9. de Wet, J.M.J. and J.R. Harlan, 1978. Tripsacum and the origin of

maize. In D.B. Walden, ed. Maize breeding and genetics, p. 129-

141. New York, NY, USA, J.Wiley & Sons. 10. Dirgantara, M., Saputra, M., Khalid, M., Wahyuni, E. S., & Kurniati,

M., 2013. Karakterisasi mekanik biokomposit klobot jagung sebagai

http://alviyah29.wordpress.com/2012/11/24/

211

bahan dasar plastik biodegradable. Program Kreativitas Mahasiswa-

Penelitian. Dirjen Dikti, Jakarta 11. Doebley, J. and A. Stec, 1991. Genetic analysis of the morphological

differences between maize and teosinte. Genetics, 129: 285-295. 12. Doebley, J. and A. Stec, 1993. Inheritance of the morphological

differences between maize and teosinte: comparison of results for two F2 populations. Genetics, 134: 559-570.

13. Doebley, J., A. Stec, J. Wendel, and M. Edwards, 1990. Genetic and morphological analysis of a maize-teosinte F2 populations: implications for the origin of maize. Proc. Natl. Acad. Sci., 87: 9888- 99892.

14. Dorweiler, J., A. Stec, J. Kermicle, and J. Doebley, 1993. Teosinte glume architecture 1: a genetic locus controlling a key step in maize evolution. Science, 262: 233-235.

15. Dowswell, C.R. R.L.Paliwal, and R. P.Cantrell, 1996. Maize in The Third World. Westview Press.

16. Fairus , S., R. Kurniawan, R. Taufana, dan A.S. Nugraha, 2013. Kajian pembuatan xilitol dari tongkol jagung melalui proses fermentasi. Jurnal Biologi, 6(2), 91-100.

17. Gallinat, W.C., 1988. The origin of corn. In: G.F. Sparaque and J.W. Dudley (Eds.). Corn and corn improvement. p. 1-31. Madison, W.I. USA. American Society of Agronomy.

18. Ginting, A., 2016. Pemanfaatan Limbah Kulit Jagung untuk Produk

Modular dengan Teknik Pilin. Dinamika Kerajinan dan Batik:

Majalah Ilmiah, 32(1), 51-62.

19. Gozan, M., 2007, Sakarafikasi dan Fermentasi Bagas Menjadi Etanol Menggunakan Enzim Sellulase dan Enzim Sellobiase, Jurnal

Teknologi 20. Gunawan, Adi, 2012. Pengaruh Waktu Pemasakan dan Volume

Larutan Pemasak Terhadap Viskositas Pulp dari Ampas Tebu. Penelitian Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas

Sriwijaya 21. Hang, Y. and E. Woodams, 1999. Enzymatic production of soluble

sugars from corn husks. LWT-Food Science and Technology, 32,

208–210. 22. Hang, Y. and E. Woodams, 2001. Enzymatic enhancement of citric

acid production by Aspergillus niger from corn cobs. LWT-Food Science and Technology, 42, 484–486.

23. Hyene, K., 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia-I. Balai Penelitian danPengembangan Kehutanan, Departemen Kehutanan Bogor.

212

24. Iltis,H.H. and J. Doebley, 1980. Taxonomy of Zea (Gramineae). II. Subspecific categories in the Zea mays complex and a generic synopsis. Am. J.Bot., 67: 994-1004.

25. Johnson, L.A. (1991). Corn : The major cereal of the American. In: Kulp and Ponte, Jr. Handbook of Cereal Science and technology.

26. Kondo, T., Sawatari, C., Manley, R. S. J., & Gray, D. G., 1994.

Characterization of hydrogen bonding in cellulose-synthetic polymer blend systems with region selectively substituted methyl cellulose. Macromolecules, 27(1), 210-215.

27. Koswara, J., 1991. Budidaya Jagung. Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

28. Latif, F. and M. I. Rajoka, 2001. Production of ethanol and xylitol from corn cob by yeast. Bioresources Technology, 77, 57-63.

29. Leblanc, O.D., D.Grimanelli, D. Gonzales de Leon, And Y. Savidan,

1995. Detection of the apomixsis mode of reproduction in maize-Tripsacum hybrids using maize. RFLP markers.

30. Lima, K.G.C., C.M. Takahashi, and A. Alterthum, 2002. Ethanol production from corn cob hydrolysates coli KO11. Journal of

Industrial Microbiology & Biotechnology, 29, 124 – 128. 31. Longley, A.E., 1941. Chromosome morphology in maize and its

relatives. Bot.Rev., 7:263-289.

32. Mangeldorf, P.C., 1974. Corn, its Origin, Evolution and Improvement. Cambridge, MA, USA, Belknap Press, Harvard

University Press. 33. Marcel Dekker, Inc. New York, Bassel. Dowswell, C.R., R.L.Paliwal,

and R.P.Cantrell, 1996. Maize in the thir world. Westview Press. 34. Nasatto, P. L., Pignon, F., Silveira, J. L., Duarte, M. E. R., Noseda,

M. D., & Rinaudo, M., 2015. Methylcellulose, a cellulose derivative with original physical properties and extended applications. Polymers, 7(5), 777-803.

35. Orr, H.A. and J.A. Coyne, 1992. The genetics of adaptation-a reassessment. Am. Nat., 140-725.

36. Pinotti, A., García, M. A., Martino, M. N., & Zaritzky, N. E., 2007. Study on microstructure and physical properties of composite films based on chitosan and methylcellulose. Food Hydrocolloids, 21 (1),

66-72. 37. Rachmawati, L., Rusmiyati, S., 2013. Bolero Kulit Jagung Dengan

Inspiration Picture Rumah Gadang. Jurnal Tata Busana, 2(3), 52-60.

213

38. Rahmidar, Lena, Intan Nurilah, Intan, Tety Sudiarty, Tety, 2018.

Karakteristik Metil Selulosa Yang Disintesis dari Kulit Jagung (Zea

mays). PENDIPA Journal of Science Education 2(1) : 117-122

39. Randolph, L.F., 1959. The origin of maize. Indian J. Genet. Plant Breeding,19:1-12.

40. Rimdusit, S., Jingjid, S., Damrongsakkul, S., Tiptipakorn, S., & Takeichi, T., 2008. Biodegradability and property characterizations of methyl cellulose: effect of nanocompositing and chemical crosslinking. Carbohydrate polymers, 72(3), 444-455.

41. Rivas, B., J.M. Dominguez, H. Dominguez, and J.C. Parajo, 2012

Bioconversion of posthydrolysed autohydrolysis liquors: an alternative for xylitol production from corn cobs. Enzyme and

Microbial Technology, 31, 431–438. 42. Rokhade, A. P., Shelke, N. B., Patil, S. A., & Aminabhavi, T. M.,

2007. Novel interpenetrating polymer network microspheres of chitosan and methyl cellulose for controlled release of theophylline. Carbohydrate Polymers, 69 (4), 678-687.

43. Rosita, R. and R. Safitri, 2012. Influence of Fish Feed Containing Corn-Cob Was Fermented By Trichoderma Sp, Aspergillus Sp, Rhizopus Oligosporus To The Rate of Growth of Java Barb (Puntius Gonionitus). APCBEE Procedia, 2, 148 – 152.

44. Saha, B.C., 2003. Hemicellulose Bioconversion. Journal of

Industrial Microbiology and Biotechnology, 30, 279-291. 45. Schwietzke, S., Y. Kim, E. Ximenes, N. Mosier, and M. Ladisch,

2009. EthanolProduction from Maize. A.L. Kriz, B.A. Larkins (eds.), Molecular Genetic Approaches to Maize Improvement Biotechnology in Agriculture and Forestry, Vol. 63. Springer-Verlag

Berlin Heidelberg.347-364. 46. Stonor, C.R. and E. Anderson, 1949. Maize among the hill peoples

of Assam. Ann. Missouri Bot Gard., 36:355-404. 47. Subandi, I. Manwan, and A. Blumenschein, 1988. National

Coordinated Research Program: Corn. Central Research Institute for Food Crops. Bogor. p.83.

48. Sumarwan, U., 2016. Perubahan Pola Konsumsi Pangan Beras,

Jagung dan Terigu Konsumen Indonesia Periode 1999-2009 dan

Implikasinya Bagi Pengembangan Bahan Bakar Ramah Lingkungan

Berbasis Pangan. Jurnal Pangan, 19(2), 157-168.

214

49. Suto, T. and Y. Yoshida, 1956. Characteristics of the oriental maize. In H.Kihara,ed. Land and crops of Nepal Himalaya, vol. 2, p. 375-

530. Kyoto, Japan, Fauna and Flora Res. Soc. Kyoto University. 50. Syawala, D.S., T. Wardiyati, and M.D. Maghfoer, 2013. Production

of bioethanol from corncob and sugarcane bagasse with hydrolysis process using Aspergillus niger and Trichoderma viride. IOSR

Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology, 5(4), 49-56.

51. Viera, R. G., Rodrigues Filho, G., de Assunção, R. M., Meireles, C.

D. S., Vieira, J. G., & de Oliveira, G. S., 2007. Synthesis and characterization of methylcellulose from sugarcane bagasse cellulose. Carbohydrate Polymers, 67(2), 182-189.

52. Weatherwax, P., 1954. Indian corn in old America. New York, NY, USA, MacMillian Publishing.

53. Weatherwax, P., 1955. History and Origin of corn. I. Early history of corn and theories as to its origin. In G.F. Sprague, ed. Corn and Corn Improvement, 1 st ed., p. 1-16. New York, NY, USA, Academic Press.

54. Wibisono, Ivan, 2011. Pembuatan Pulp dari Alang-Alang. Penelitian Jurusan Teknik Kimia Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya.

55. Wilkes, H.G., 1979. Mexico and Central America as centre for the origin of agriculture and the evolution of maize. Crop Improvement, 6(1): 1-18.

56. Wilkes, H.G. and M.M. Goodman, 1995. Mystery and missing links: the origin of maize. In S.Taba, ed. Maize genetic resources, p. 1-6.

Mexico, DF, CIMMYT. 57. www.Job’s Tears.htm, 2007. Teosinte (Madre de maize): The Origin

of Corn.

215

INDEKS

A

-selulosa, 86

Abacaxi, 45

Acid Detergent Fiber, 159

Acid Detergent Soluble, 159

Amorphous cellulose, 130

Ananas comosus, 82

Ananas comosus L. Merr, 43

Ananas cosmosus Merr, 50

Animal fibre, 60

Asam klorida, 116

Alkali treatment, 155

Anduk, 146

Andropogoneae, 165, 170

B

Bast fibres, 60

Beating action, 65

Bioetanol, 150

Blades, 65

Bleaching, 66, 79

Bleaching, 122

Bleaching agent, 119

Bleaching pulp, 119

216

Blending pulp, 119

Body armor, 86

Borassus flabellifer, 137

Borassus sundaicus, 137

Bromeliaceae, 50

Bromeliad, 43

Bundle of fibres, 67, 68

Bundles of fibre, 62

C

Cabinet dryer, 73

Candida sp, 153

Cayene, 45

Cayenne, 45, 46, 48

Cayennelis, 46, 48

cellulose, 60, 66

Centrifugal, 20

Chemical pulping, 118, 121

Chemical treatment., 118

Classulacean Acid Metabolism, 44

Continuous screw press, 20

Continuous vaccum drier, 22

Crude palm oil, 21

Crude Palm Oil, 27

Crushing, 65

Cyclon fan, 27

Crystalline cellulose, 130

217

D

Decortication, 66

Degree of crystallanity, 69

Degumming, 66, 68

Depericarper, 24, 25

Dehidras, 151

Digester, 19, 130

Displacement, 119

Distilasi, 151

Double base propelant, 86

DO: Dissolved Oxygens, 98

E

Eichhornia crassipes, 91, 99

Elaeis guinensis jack, 1

Etanol, 141

Erlenmeyer, 73

Extraction of oil, 20

Extraction, 64

F

Fanduk, 146

Fenol Formaldehida, 101

Fermentasi, 150

Fiber, 155

Fiber extraction, 63

Flexural rigidty, 69

218

Floem, 94

Foliage leaflet, 4

Formaldehida, 101

Fotosintesis, 93

Fruktosa, 150

G

Gummy substances, 63, 64, 65, 68

Gulma, 96

Gulma perairan, 91

Glukosa, 150

I

Impurity materials, 68

Inflane deformation, 80

Interface, 156

L

Leaf fibres, 60, 67

Lignin, 118, 155

Loading, 124

K

Klorofil, 93

Kromofor, 119

219

H

Hot plate., 83

Hydraulic, 20

Hydrocyclone separator, 26

Hemiselulosa, 118

Hidrogen peiroksida, 106

Hemicelluloses, 155

Hidrolisis, 149

M

Madre de maiz, 164

Mechanical properties, 68, 71

Melamin Formaldehida, 101

Microorganism, 64

Microorganism (bacterial action), 63

Mikrofita, 93

Monoecious, 3

Multicellular cellulose, 70

Multi-celluler fibre, 67

Multi rows, 171

N

Natural fibre, 60

Natural fibres, 71

Natrium hidroksida, 116

Natrium hipoklorit, 116

Natrium meta bisulfit, 106

220

Neutral Detergent Fiber, 159

Neutral Detergent Soluble, 159

O

Oktan, 141

P

Palmae, 1

Peak, 129

Perennial teosinte, 170

Petioules, 98

Physical, 68, 71

Pineapple–leaf fibres, 61

Pod corn, 167

Polyester, 156

Progenitor, 165

Pulp, 119, 120, 122, 124

Q

Quantitative trait loci, 168

Queen, 45, 46, 47

R

Recycling, 21

Replanting, 51

Reverse micellar systems, 51, 72

221

S

Saccha vomyces sp, 153

Scraping, 64

Seed fibres, 60

Selulosa, 59, 118

Shell hopper, 27

Softwood, 129

Soluble, 122

Spanish, 45

Spanyol/Spanish, 45

Spinning, 71

Stomata, 93

Stretching vibration, 81

Strong, fine and silky fibre, 62

Sub soil, 12

Swelling, 70

T

Tandan Buah Segar (TBS), 28

Tandan Kosong Kelapa Sawit, 17

TBS, 18

Technical grade, 73

Teosinte, 165, 167, 168, 170, 172

Teosinte glume architecture, 168

Tetraploid, 171

Thresher, 19

222

Timu, 146

Topografi, 5

Torsional rigidity, 69

Treatment, 69

Tripsaceae., 171

Tripsacum, 167, 171

Tripsacum, 170

Twist, 69

Twisting, 69

U

Untwist, 69

V

Vegetable fibre, 60, 61

Vegetable fibres, 70

W

Waterbath, 73

Water retting, 63, 64, 68

Wet condition, 66

Wet conditions, 70

X

Xerofit, 44

Xylem, 94

223

Y

Yield, 120, 121, 123

yield pulp, 120

Z

Zea mays sp, 172

Zea mays sp. Mexicana, 166

Zea mays sp. Parviglumis, 166

Zea mays ssp. Parviglumis, 172

Zea mexicana sp, 164

TENTANG PENULIS

Saat ini penulis menjabat sebagai Sesprodi

Teknologi Daya Gerak, Fakultas Teknologi

Pertahanan, Universitas Pertahanan, pernah

menjabat sebagai Sesprodi Keamanan Energi dan

Sesprodi Industri Pertahanan, Universitas

Pertahanan. Untuk jabatan kemiliteran saat ini

sebagai Perwira Menegah dengan Pangkat Kolonel

Kes, di Angkatan Udara Republik Indonesia.

Penulis mempunyai latar belakang pendidikan Fisika dari USU (1993),

Magister Sains (M.Si) Fisika Bio Material dari Universitas Indonesia,

serta Doctor (Dr) Rekayasa Bio Material dari Universitas Indonesia (UI).

Selain pendidkan umum, Pendidikan kemiliteran yang pernah ditempuh

yaitu: Kursus alat Human Centrifuge (HC) di Late Coere Prancis th 2000,

Kursus Physiologycal Training Officer di Lakespra Saryanto, SEKKAU

Angkatan 80, SESKOAU Angkatan 48 di Lembang Bandung, Jawa Barat.

Saat ini penulis menjabat sebagai Dosen di Fakultas

Teknik Universitas Suryakancana, Cianjur. Dan

pernah menjabat sebagai Sekretaris Prodi Teknik

Informatika dari tahun 2001-2002, Sekretaris Prodi

Teknik Industri 2002-2007. Dan 2015-2017,

Fakultas Teknik, Universitas Suryakancana Cinajur.

Penulis mempunyai latar belakang pendidikan

Teknik dan Manajemen Industri ITB. Selain penulis

merupakan lulusan Magister Pertahanan (M.Han)

Program Studi Industri Pertahanan dari Universitas Pertahanan. Selain

Pendidikan umum, Penulis pernah bekerja di Berbagai perusahaan,

Bimantara Automotive tahun 1992 sampai 1999 dengan jabatan

terakhir Engineering Assistant Manager, PT. Nipress (NS Battery)

tahun 1999 sampai tahun 2001, dengan jabatan terakhir PPIC Manager,

PT. Panfila Indosari Drinking Water Industry, 2001 sampai 2003,

Jabatan terakhir Plant Deputy Manager, PT. Altin Cap, 2003 sampai

2006 sebagai PPIC & Production Manager, serta PT. IHE Cendekia

Rekayasa, 2015 sampai 2017 sebagai Project General Manager. Selain

itu penulis menjadi ahli, pada Lapi-ITB dan Lapi Ganeshatama

Consulting. Disamping itu penulis sebagai Ahli Madya di Bidang

Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3).

jilid 2 - opac.lib.idu.ac.id

Documents