TINJAUAN PUSTAKA. kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Limbah Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga, yang lebih dikenal sebagai sampah), yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis (Nisandi, 2007). Limbah yang tidak memiliki nilai ekonomis bila dimanfaatkan kembali dengan prosedur yang benar dan baik akan menambah nilai tambah baik bagi produk hasil limbah, lingkungan maupun kepada orang yang mengelolanya. Berdasarkan asalnya, sampah padat dapat digolongkan menjadi 2 yaitu sebagai berikut : 1. Sampah Organik Sampah organik adalah sampah yang dihasilkan dari bahan-bahan hayati yang dapat didegradasi oleh mikroba atau bersifat biodegradable. Sampah ini dengan mudah dapat diuraikan melalui proses alami, misalnya sampah dari dapur, sisa-sisa makanan, pembungkus (selain kertas, karet dan plastik), tepung, sayuran, kulit buah (seperti tempurung kelapa), daun dan ranting. 2. Sampah Anorganik Sampah anorganik adalah sampah yang dihasilkan dari bahan-bahan non-hayati, baik berupa produk sintetik maupun hasil proses teknologi pengolahan bahan tambang. Sampah anorganik dibedakan menjadi sampah logam dan produk-produk olahannya, sampah plastik, sampah kertas, sampah kaca dan keramik, sampah deterjen. Sebagian besar

2 sampah anorganik tidak dapat diurai oleh alam/mikroorganisme secara keseluruhan (unbiodegaradable). (Basrianta, 2007) Salah satu penanganan sampah oleh penduduk adalah dibakar percuma tanpa perlakuan khusus dengan pembakaran pirolisis. Jika sampah organik dipilah-pilah dan dibakar dengan pembakaran pirolisis, maka proses ini akan menghasilkan padatan berupa abu, arang dan berupa cairan (asap cair). Arang dapat diproses lanjut menjadi briket bio arang dan dijadikan energi alternatif selain ikut memberikan kontribusi dalam mengurangi jumlah sampah yang ada. Sementara asap cair dimanfaatkan sebagai pengawet, seperti pengawetan kayu, lateks, dan makanan (Nisandi, 2007). Kelapa Pohon kelapa termasuk jenis palmae yang berumah satu (monokotil). Batang tanaman tumbuh lurus ke atas dan tidak bercabang. Pohon kelapa sering juga disebut pohon kehidupan karena hampir semua bagian dari tanaman kelapa memberikan manfaat bagi manusia. Beberapa jenis produk kelapa antara lain santan, gula, air kelapa segar (kelapa muda), lidi, janur, daging kelapa, arang aktif, sabut kelapa dan bahan bangunan (Rindengan dkk, 2004). Dalam taksonomi tumbuh-tumbuhan, tanaman kelapa (Cocos nucifera) dimasukkan ke dalam klasifikasi sebagai berikut. Kingdom Divisio Sub-Divisio Kelas : Plantae : Spermatophyta : Angiospermae : Monocotyledonae

3 Ordo Familia Genus : Palmales : Palmae : Cocos Spesies : Cocos nucifera L. (Suhardiman, 1999). Buah adalah organ pada tumbuhan berbunga, biasanya membungkus dan melindungi biji. Buah kelapa merupakan jenis buah batu (drupa) yang memiliki kulit buah terdiri atas tiga lapisan kulit yaitu kulit luar (epicarpium), kulit tengah (mesocarppium), dan kulit dalam (endocarpium) atau yang disebut dengan tempurung (Tjitrosoepomo, 2007). Adapun komposisi buah kelapa disajikan pada Tabel 1. berikut. Tabel 1. Komposisi buah kelapa Bagian buah Jumlah berat (%) Sabut 35 Tempurung 12 Daging buah 28 Air kelapa 25 Sumber: Palungkun (2001) Keterangan Gambar : 1. Kulit luar (epicarp) 2. Sabut (mesocarp) 3. Tempurung (endocarp) 4. Daging buah (endosperm) 5. Air kelapa Gambar 1. Penampang membujur buah kelapa

4 Industri pengolahan buah kelapa umumnya masih terfokus kepada pengolahan hasil daging buah sebagai hasil utama, sedangkan industri yang mengolah hasil samping buah (by-product) seperti; air, sabut, dan tempurung kelapa masih secara tradisional dan bersekala kecil. Pemamfaatan limbah tempurung kelapa memiliki potensi yang sangat besar. Hal ini dapat dilihat dari Tabel 2. Selain itu sifatnya organik dan terbarukan sehingga merupakan suatu produksi yang tiap tahun dapat diperoleh (Kadir, 1995). Tabel 2. Potensi energi biomassa di Indonesia Produksi Sumber Energi (10 6 ton/th) Energi (10 9 kkal/th) Pangsa (%) Kayu 25,00 100,00 72,00 Sekam Padi 7,55 27,00 19,40 Jenggal Jagung 1,52 6,80 4,90 Tempurung Kelapa 1,25 5,10 3,40 Potensi Total 35,32 138, Sumber: Kadir (1995). Tempurung Kelapa Tempurung kelapa terletak di sebelah dalam sabut dan ketebalan tempurung adalah antara 3-5 mm. Tempurung beratnya antara 12-19% berat buah kelapa. Komposisi kimia tempurung kelapa adalah sebagai berikut: Table 3. Komposisi kimia tempurung kelapa Komponen Persentase (%) Sellulose 26,60 Pentosan 27,70 Lignin 29,40 Abu 0,60 Solvent akstraktif 4,20 Uronat anhydrad 3,50 Nitrogen 0,11 Air 8,00 Sumber: Suhardiyono (1988).

5 Pada umumnya tempurung digunakan untuk bahan bakar, baik dalam bentuk basah maupun kering atau arang tempurung (arang aktif). Pembuatan arang aktif umumnya dengan pirolisis yaitu dengan sedikit oksigen atau tanpa oksigen. Dengan demikian akan timbul masalah baru yaitu terjadinya pencemaran udara karena adanya penguraian senyawa-senyawa kimia dari tempurung kelapa pada proses pirolisis. Senyawa-senyawa kimia tersebut apabila diproses dengan sistem destilasi maka akan berubah menjadi cair yang disebut dengan asap cair (liquid smoke) (Suhardiyono, 1988). Asap Cair (liquid smoke) Asap cair merupakan suatu hasil kondensasi atau pengembunan dari uap hasil pembakaran secara langsung maupun tidak langsung dari bahan-bahan yang banyak mengandung lignin, selulosa, hemiselulosa serta senyawa karbon lainnya (Darmaji, 2002). Asap cair memiliki kemampuan fungsional diantaranya antioksidan, antibakteri, dan antijamur karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil. Seperti yang dilaporkan Darmadji, dkk (1999) yang menyatakan bahwa pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair dengan kandungan senyawa fenol sebesar 4,13 %, karbonil 11,3 % dan asam 10,2 %. Aplikasi asap cair dalam pengolahan RSS dengan skala pabrik dapat berfungsi sebagai pembeku dan pengawet dalam pengolahan RSS.

6 Jenis Asap Cair Asap cair dibagi atas 3 grade. Pembagian ini berdasarkan kriteria warna dan kemurniannya. Sehingga dari grade itu dapat ditentukan dari fungsi masingmasing. 1. Asap cair grade 1 (grade A) Grade 1 adalah pemprosesan dengan destilasi berulang-ulang sehingga menghilangkan kadar karbon dalam asap yang telah terkondensasi. Hasilnya lebih jernih berwarna kuning. Fungsinya sebagai pengawet makanan seperti : Bakso, Mie. 2. Asap cair grade 2 (grade B) Grade 2 adalah pemprosesan dengan destilasi berulang-ulang sehingga menghilangkan kadar karbon jenuh dalam asap yang telah terkondensasi. Hasilnya berwarna merah fungsinya sebagai pengganti formalin dengan bahan alami / herbal. 3. Asap cair grade 3 Grade 3 adalah pemprosesan dengan sedikit destilasi sehingga menghilangkan kadar karbon dalam asap yang telah terkondensasi. fungsinya pengawet kayu, koagulan karet dan Penghilang bau. (Buckingham, 2010). Komposisi Asap Cair Menurut Girard (1992), senyawa-senyawa penyusun asap cair meliputi: 1. Senyawa-senyawa fenol merupakan senyawa yang berperan sebagai antioksidan sehingga dapat memperpanjang masa simpan produk asapan. Kandungan senyawa fenol dalam asap sangat tergantung pada temperatur

7 pirolisis kayu. Kuantitas fenol pada kayu sangat bervariasi yaitu antara mg/kg. Beberapa jenis fenol yang biasanya terdapat dalam produk asapan adalah guaiakol, dan siringol. 2. Senyawa-senyawa karbonil merupakan senyawa yang berperan pada pewarnaan dan citarasa produk asapan. Golongan senyawa ini mepunyai aroma seperti aroma karamel yang unik. Jenis senyawa karbonil yang terdapat dalam asap cair antara lain adalah vanilin dan siringaldehida. 3. Senyawa-senyawa asam merupakan senyawa yang berperanan sebagai antibakteri dan membentuk cita rasa produk asapan. Senyawa asam ini antara lain adalah asam asetat, propionat, butirat dan valerat. 4. Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis merupakan senyawa yang dapat terbentuk pada proses pirolisis kayu. Senyawa hidrokarbon aromatik seperti benzo(a)pirena merupakan senyawa yang memiliki pengaruh buruk karena bersifat karsinogen. 5. Senyawa benzo(a)pirena merupakan senyawa yang mempunyai titik didih C dan dapat menyebabkan kanker kulit jika dioleskan langsung pada permukaan kulit. Akan tetapi proses yang terjadi memerlukan waktu yang lama. Manfaat Asap Cair Asap cair memiliki banyak manfaat dan telah digunakan pada berbagai industri, antara lain : 1. Industri pangan Asap cair ini mempunyai kegunaan yang sangat besar sebagai pemberi rasa dan aroma yang spesifik juga sebagai pengawet karena sifat antimikrobia dan

8 antioksidannya. Dengan tersedianya asap cair maka proses pengasapan tradisional dengan menggunakan asap secara langsung yang mengandung banyak kelemahan seperti pencemaran lingkungan, proses tidak dapat dikendalikan, kualitas yang tidak konsisten serta timbulnya bahaya kebakaran, yang semuanya tersebut dapat dihindari. 2. Industri perkebunan Asap cair dapat digunakan sebagai koagulan lateks dengan sifat fungsional asap cair seperti antijamur, antibakteri dan antioksidan tersebut dapat memperbaiki kualitas produk karet yang dihasilkan. 3. Industri kayu Kayu yang diolesi dengan asap cair mempunyai ketahanan terhadap serangan rayap daripada kayu yang tanpa diolesi asap cair. (Darmadji, 1999). Pengarangan (Pirolisa) Proses pengarangan (Pirolisa) adalah suatu proses dekomposisi tempurung kelapa dengan panas pada ruang tertutup (klin). Pada proses pirolisa, kandungan oksigen dan hidrogen akan berkurang sehingga diperoleh kandungan karbon (fixed carbon) yang relatif lebih tinggi. Proses pengarangan biasanya menggunakan temperatur di atas C. Asap yang terbentuk selama proses ini umumnya berwarna putih dan cukup pekat dan terjadi pelepasan zat-zat organik hasil hidrolisa (dalam bentuk senyawa metanol, asam asetat, tar). Asap yang terbentuk dari proses pirolisa dengan suhu tinggi kemudian diproses dalam suatu wadah destilator untuk proses destilasi (Sukandarrumidi, 2006).

9 Destilasi merupakan proses pemisahan termal untuk memisahkan campuran (larutan) dalam jumlah yang besar. Dalam hal ini uap yang terbentuk ditangkap dalam suatu bejana dan terjadi proses perubahan wujud dari uap ke wujud cair yang disebabkan oleh perbedaan suhu (Bernasconi dkk, 1995). Karet Tanaman karet memiliki peranan yang besar dalam kehidupan perekonomian Indonesia. Banyak penduduk yang mengandalkan komoditas penghasil getah ini bahkan bergantung pada mata pencarian perkebunan karet. Karena 85% dari jumlah luas perkebunan karet di Indonesia merupakan perkebunan rakyat. Tanaman karet tergolong mudah diusahakan apalagi di Indonesia yang beriklim tropis. Tanaman karet dimasukkan kedalam klasifikasi sebagai berikut : Kingdom Divisi Subdivisi Kelas Ordo Famili Genus Spesies : Plantae : Magnoliophyta : Angiospermae : Magnoliopsida : Malpighiales : Euphorbiaceae : Hevea : Hevea Brasiliensis Mull.Arg (Van Steenis, dkk.2005).

10 Bahan Olah Karet Bahan olah karet adalah latek kebun serta gumpalan lateks kebun yang diperoleh dari pohon karet. Menurut pengolahannya bahan olah karet dibagi menjadi 4 macam, yaitu lateks kebun, sheet angin, slab tipis, dan lump segar. a. Lateks kebun Lateks kebun adalah cairan getah yang didapat dari bidang sadap pohon karet. Cairan getah ini belum mengalami penggumpalan. b. Sheet angin Sheet angin adalah bahan olah karet yang dibuat dari lateks yang sudah disaring dan digumpalkan dengan bahan penggumpal. c. Slab tipis Slab tipis adalah bahan olah karet yang terbuat dari lateks yang sudah digumpalkan dengan bahan penggumpal. d. Lump segar Lump segar adalah bahan olah karet yang bukan berasal dari gumpalan lateks kebun yang terjadi secara alamiah dalam mangkuk penampung. (Tim Penulis PS, 2008). Lateks Lateks adalah Getah pohon karet yang diperoleh dari pohon karet (Hevea brasiliensis M), berwarna putih dan berbau segar. Umumnya lateks kebun hasil penyadapan mempunyai KKK antara 20-35% dengan ph 6,9 serta bersifat kurang mantap sehingga harus diolah sesegera mungkin. Dalam Ritonga (2008) bahwa komposisi lateks segar terdiri atas poliisopren (25,0%-40,0%), karbohidrat (1,0%-

11 2,0%), protein (1,0%-1,5%), lipid dan terpen (1,0%-1,5%), senyawa organic (0,1%-0,5%) dan air (60%-75%). Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Lateks 1. Iklim Musim hujan akan mendorong terjadinya prokogulasi, sedangkan musim kemarau akan menyebabkan keadaan lateks tidak stabil. 2. Alat-alat yang digunakan untuk penyadapan, pengumpulan, dan pengangkutan. Peralatan yang digunakan harus bersih untuk menjaga kualitas lateks. 3. Pengaruh ph Pengaruh ph dapat terjadi karena adanya penambahan asam, basa ataupun elektrolit sehingga membuat lateks tidak stabil dan menggumpal. 4. Pengaruh jasad renik Jasad renik yang berasal dari udara maupun dari peralatan yang digunakan akan menyerang karbohidrat terutama gula yang terdapat dalam serum lateks yang menghasilkan asam sehingga membuat lateks menggumpal. 5. Pengaruh mekanis Pengaruh mekanis ini dapat disebabkan oleh proses pengangkutan yang menyebabkan guncangan-guncangan sehingga partikel akan bertubrukan satu sama lain yang dapat menyebabkan terpecahnya lapisan pelindung, dan mengakibatkan penggumpalan (koagulan). (Ompusunggu, 1987).

12 Pengolahan Slab Agar dapat dihasilkan slab yang baik, cara pengolahan yang dilakukan adalah: a) Lump segar harian hasil penyadapan ditata berjajar satu lapis dengan rapi dalam kotak kayu atau bak pembeku lain tebal tidak lebih dari 50 mm. b) Lateks kebun langsung ditambahkan larutan asam semut 1% sebanyak ml per liter lateks. Penggunaan bahan penggumpal lain mengikuti aturan yang direkomendasikan oleh instansi yang berwenang. c) Larutan lateks yang telah dibubuhi asam semut kemudian segera dituangkan secara merata ke dalam bak pembeku yang berisi lump segar, sehingga lapisan lump segar tersebut terbungkus oleh lapisan lateks. d) Koagulan yang diperoleh berbentuk slab tipis dengan tebal ± 30 mm, slab ini selanjutnya dapat dipipihkan dengan tangan atau pemukul kayu di atas alas yang bersih. e) Slab ditiriskan dan dianginkan di atas rak atau digantung seperti menggantungkan sit angin di udara terbuka selama 1-2 minggu dan tidak boleh terkena sinar matahari langsung. f) Slab yang telah dianginkan disimpan di dalam bangsal penyimpanan. Selain cara pengolahan seperti tersebut di atas, untuk memeperoleh slab dapat juga diperoleh dengan cara pengolahan sebagai berikut. a) Lump segar harian hasil penyadapan selanjutnya dipipihkan dengan tangan atau pemukul kayu di atas alas yang bersih. b) Koagulan pipih tersebut selanjutnya dapat dikeluarkan serumnya dengan cara penggilingan dengan gilingan tangan (hand mangel) polos atau dapat pula digunakan kempa khusus.

13 c) Gumpalan tipis yang dihasilkan ditiriskan dan dianginkan di atas rak atau digantung seperti menggantungkan sit angin udara terbuka selama 1-2 minggu dan tidak boleh terkena sinar matahari langsung. (Badan Standart Nasional Bahan Olah Karet, 2002). Penggumpalan Lateks Penggumpalan lateks merupakan peristiwa perubahan sol menjadi gel. Proses penggumpalan lateks dapat terjadi dengan sendirinya dan dapat pula karena pengaruh dari luar seperti gaya mekanis (gesekan), listrik panas, enzim, asam, maupun zat penarik air. Penggumpalan lateks dari luar atau disengaja untuk mempercepat proses penggumpalan dan untuk memperoleh koagulum karet dengan mutu yang lebih baik dengan cara yang lebih efisien dan lebih murah. Penambahan asam pada lateks berarti menurunkan ph lateks (ph lateks 6,9). Dengan demikian ph penggumpalan diusahakan disekitar titik isoelektrik lateks yakni ph 4,4 5,3 agar didapat penggumpalan yang baik. Penggumpalan lateks dilaksanakan 3-4 jam setelah penyadapan dilakukan. Untuk memperoleh hasil karet yang bermutu tinggi, penggumpalan lateks hasil penyadapan di kebun dan kebersihan harus diperhatikan. Beberapa cara penggumpalan lateks dari luar antara lain: 1. Penurunan ph lateks Penurunan ph lateks dapat dilakukan dengan penambahan larutan asam. Asamasam yang banyak digunakan sebagai penggumpal lateks adalah asam formiat dan asam asetat. Pada proses ini, ph lateks diusahakan disekitar titik isoelektrik lateks yaitu 4,4-5,3 dimana muatan positif protein seimbang dengan muatan negatif sehingga elektrokinetis potensial sama dengan nol.

14 Daerah Stabil (+) Titik isoelektrik Daerah Stabil ( - ) Daerah Pembekuan Gambar 2. Hubungan ph dengan muatan listrik 2. Penambahan larutan elektrolit Penambahan larutan elektrolit yang mengandung logam seperti Ca 2+, Mg 2+, Ba 2+, K +, Al 3+ kedalam lateks menyebabkan penurunan potensial listrik partikel karet dan mengakibatkan lateks menggumpal. 3. Penambahan senyawa penarik air Penggumpalan lateks dengan cara menarik air (dehidrasi) dilakukan dengan menambahkan senyawa alkohol dan aseton yang dapat mengganggu lapisan molekul air di dalam lateks. Penggumpalan dengan cara ini jarang dilakukan karena karet yang dihasilkan memiliki mutu yang kurang baik. (Ompusunggu, 1987).

15 Standar mutu karet bongkah Indonesia tercantum dalam SIR (standar Indonesian Rubber) seperti tertera dalam Tabel 4. Tabel 4. Standar Indonesian Rubber (SIR) Uraian SIR 5 L SIR 5 SIR 10 SIR 20 SIR 50 Kadar kotoran maksimum 0,05% 0,05% 0,10% 0,20% 0,50% Kadar abu maksimum 0,50% 0,50% 0,75% 1,00% 1,50% Kadar zat asiri maksimum 1,00% 1,00% 1,00% 1,00% 1,00% PRI minimum Plastisitas - Po minimum Limit warna (skala lovibond) maksimum 60 Kode warna Hijau Hijau Merah Kuning Sumber : Thio Goan loo, 1980 Struktur Kimia Karet Semua karet yang berasal dari alam dibentuk dari unit dasar yang sama yaitu C 5 H 8 berupa senyawa hidrokarbon. Bentuk utama dari karet alam terdiri dari 97% cis-1,4-poliisoprena yang dikenal sebagai Havea Rubber. Hampir semua karet alam yang diperoleh dari lateks terdiri dari 32-35% karet dan sekitar 5% senyawa lain, termasuk lemak, gula, protein, sterol, ester dan garam (Stevens,2001). H 3 C H C = C H 2 C CH 2 Gambar 3. Sruktur Kimia Karet (Cis-1,4-poliisoprena) n