2.1 Industri Kelapa Sawit

Transkripsi

1 2.1 Industri Kelapa Sawit Sebagai salah satu negara penghasil kelapa sawit terbesar, Indonesia telah menjadikan komoditas ini sebagai penggerak utama, pemicu dan pemacu ekonomi Indonesia. Kelapa sawit mengakumulasi hampir seluruh kegiatan penelitian pengembangan dan rekayasa. Produksi minyak sawit mentah (CPO) diperkirakan melewati 13 juta ton pada 2005, sedikit lebih rendah dari produksi Malaysia sebagai produsen CPO terbesar di dunia (Lukman, 2005). Dengan meningkatnya perkembangan industri, dampak sumber daya alam dan lingkungan hidup akan juga meningkat, seperti gangguan terhadap kualitas sumber daya alam (berupa pencemaran), gangguan terhadap kuantitas sumber daya alam (berupa pengurasan), gangguan lingkungan hidup (berupa kesehatan manusia, pola hidup), dan lain-lain (Loebis et al., 1984). Kerusakan-kerusakan lingkungan hidup yang telah terjadi akibat pembangunan industri kelapa sawit tersebut harus diatasi yaitu dengan melakukan pengelolaan lingkungan. Pengelolaan lingkungan merupakan hal yang tidak dapat ditawar dalam kehidupan manusia (Koesnadi, 1993). Seperti telah diketahui, perkebunan kelapa sawit menghasilkan limbah padat yang cukup berlimpah sepanjang tahun dan pemanfaatan limbah ini masih terbatas. Cara yang umum dilakukan pada saat ini yaitu memanfaatkan abu hasil pembakaran tandan kosong kelapa sawit di incenerator sebagai pupuk kalium. Cara lain yang mulai populer ialah pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit sebagai mulsa di kebun kelapa sawit. Limbah kelapa sawit yang tersedia adalah berupa tandan kosong, pelepah, dan

2 batang kelapa sawit. Ketiga jenis ini mengandung lignoselulosa yang sukar didekomposisi (Loebis et al., 1994). 2.2 Botani Kelapa Sawit Klasifikasi Kelapa sawit menurut Tjitrosoepomo (2002) adalah sebagai berikut: Kingdom Divisi Subdivisi Klas Ordo Famili Genus Spesies :Plantae :Spermatophyta :Angiospermae :Monocotyledoneae :Arecales :Arecaceae :Elaeis :Elaeis guineensis Jacq. Tumbuhan kelapa sawit dibedakan atas dua bagian, yakni bagian vegetatif dan generatif. Menurut Risza (1994) bagian vegetatif meliputi akar, batang, dan daun, sedangkan bagian generatif meliputi bunga, buah dan biji Limbah Padat Industri Kelapa Sawit

3 Selain produksi minyak kelapa sawit yang tinggi, dihasilkan juga tandan kosong kelapa sawit (TKKS) (Gambar 2.3.1) yang cukup besar. Dengan perkiraan bahwa % dari tandan buah segar (TBS) kelapa sawit adalah TKKS maka pada tahun 1991 jumlah limbah TKKS yang dihasilkan sebesar ton (Sa id et al., 1996). Harley dalam Away et al (1998), mengemukakan bahwa TKKS memiliki panjang rata-rata 50 cm dan lebar 35 cm dengan bobot mulai beberapa kilogram hingga 100 kilogram berat basah. Gambar Limbah padat industri kelapa sawit Sebagai limbah hasil pertanian yang mengandung bahan lignoselulosa sangat tinggi, TKKS sampai sekarang belum didayagunakan secara optimal. Selama ini TKKS dibakar (Gambar 2.3.2) dan abunya dimanfaatkan sebagai pupuk. Selain nilai ekonominya yang relatif rendah, aktivitas pembakaran TKKS juga menimbulkan pencemaran udara. (Sa id et al,. 1996).

4 Gambar Pembakaran tandan kosong kelapa sawit Alternatif lain yang mulai dikembangkan adalah membuang TKKS langsung ke areal pertanaman sebagai bahan organik atau mulsa yang banyak dilakukan di Malaysia. Namun, cara ini tidak dapat diterapkan disemua daerah karena adanya ancaman meledaknya hama kumbang pada areal yang tanahnya berpasir dan besarnya biaya angkut TKKS ke lapangan (Goenadi & Away, 1995) Komposisi Kimiawi Tandan Kosong Kelapa Sawit Selulosa Selulosa merupakan polimer rantai lurus glukosa yang tersusun atas unit-unit anhydro-1,4-glucose yang dihubungkan oleh ikatan 1,4-D-glycosidic. Enzim selulase mendegradasi selulosa dengan memecah ikatan ini. Proses degradasi selulosa pada prinsipnya melibatkan 3 jenis enzim yang bekerja secara sinergis, yaitu endo- dan exo- 1,4-β-glucanase serta β-glucosidase. (i) Endoglukanase, 1,4-β-D-glucan glucanohydrolase, CMC-ase, secara acak menghidrolisis bagian dalam 1,4-Dglycosidic dari glukosa. Hasil dari reaksi ini adalah memendeknya polimer glukosa

5 secara cepat yang diikuti dengan meningkatnya gula reduksi secara perlahan-lahan; (ii) Eksoglukanase, 1,4-β-Dglucan cellobiohydrolase, Avicelase, menghidrolisis rantai ujung selulosa yang tidak tereduksi dengan selobiosa sebagai struktur primer; (iii) β- glucosidase, cellobiase, menghidrolisis selobiosa menjadi glukosa (Robson dan Chambliss, 1989). Pada umumnya, semua aktivitas enzim khususnya endoglukanase dipengaruhi oleh ph (Pometto III dan Crawford, 1986). Selulosa hampir tidak pernah ditemui dalam keadaan murni di alam, melainkan berikatan dengan bahan lain, yakni lignin dan hemiselulosa. Serat selulosa alami terdapat di dalam dinding sel tanaman dan material vegetatif lainnya. Susunan dinding sel terdiri dari lamela tengah, dinding primer, serta dinding sekunder yang terbentuk selama pertumbuhan dan pendewasaan sel yang terdiri dari lamela transisi, dinding sekunder utama dan dinding sekunder lebih tebal dan paling banyak mengandung selulosa. Selulosa murni mengandung 44,4% C, 6,2% H, dan 49,3% O. Rumus empiris selulosa adalah (C 6 H 12 O 5 ) n. Mikrofibril selulosa terdiri atas bagian amorf (15%) dan bagian berkristal (85%) (Sa id et al,. 1996) Hemiselulosa Hemiselulosa terdiri dari 2 7 residu gula yang berbeda. Jenis hemiselulosa selalu dipilih berdasarkan residu gula yang ada. Hemiselulosa ditemukan dalam tiga kelompok, yaitu xylan, mannan, dan galaktan. Hidrolisis hemiselulosa dapat difermentasi oleh beberapa macam mikroorganisme yang mampu menggunakan gula pentosa sebagai substratnya. Produk biokonversi hemiselulosa antara lain metana, asam organik dan alkohol (Sa id et al,. 1996).

6 Lignin Lignin adalah polimer aromatik yang kompleks yang terbentuk melalui polimerisasi tiga dimensi dari sinamil alkohol (turunan fenilpropana) dengan bobot molekul mencapai dengan kata lain, lignin adalah makromolekul dari polifenil. Lignin yang melindungi selulosa bersifat tahan terhadap hidrolisis karena adanya ikatan arilalkil dan ikatan eter. Lignin secara fisik membungkus mikrofibril selulosa dalam suatu matrik hidrofobik baik pada selulosa maupun hemiselulosa. Hubungan ligninkarbohidrat lebih berperan untuk mencegah hidrolisis hidrogen polimer selulosa (Sa id et al,. 1996). 2.5 Mikroorganisme dan Bahan Organik Tanah dapat didefinisikan sebagai medium alami untuk pertumbuhan tanaman yang tersusun atas mineral, bahan organik dan mikroorganisme hidup. Apabila pelapukan fisik batuan disebabkan oleh perubahan temperatur dan dekomposisi kimia hasilnya memberikan sumbangan yang cukup banyak dalam pembentukan tanah, kegiatan biologis seperti pertumbuhan akar dan metabolisme mikroba dalam tanah berperan dalam membentuk tekstur dan kesuburannya (Rao, 1994). Ukuran partikel bahan organik, ciri-ciri dan jumlah mikroorganisme yang terlibat, sejauh mana ketersediaan C, N, P, dan K, kandungan kelembapan tanah, ph, dan aerasinya, adanya senyawasenyawa penghambat dan sebagainya merupakan faktor utama yang mempengaruhi laju dekomposisi bahan organik (Rao,1994).

7 2.6 Trichoderma Taksonomi Klasifikasi jamur Trichoderma spp. menurut Alexopoulus (1979) adalah sebagai berikut ini : Kingdom Divisi Subdivisi Klas Ordo Famili Genus : Fungi : Amastigomycota : Deuteromycotina : Deuteromycetes : Moniliales : Moniliaceae : Trichoderma Species : Trichoderma spp. (Gambar 2.6.1)

8 Gambar Trichoderma spp. (Foto. ) Morfologi Koloni Trichoderma berwarna putih, kuning, hijau muda, dan hijau tua. Pada medium OA (20 0 ) semula berwarna hialin, keudian menjadi putih kehijauan dan selanjutnya hijau redup terutama pada bagia yang banyak terdapat konidia. Susunan sel Trichoderma bersel banyak berderet membentuk benang halus yang disebut dengan hifa. Hifa pada jamur ini berbentuk pipih, bersekat, dan bercabang-cabang membentuk anyaman yang disebut miselium. Miseliumnya dapat tumbuh dengan cepat dan dapat memproduksi berjuta-juta spora, karena sifatnya inilah Trichoderma dikatakan memiliki daya kompetitif yang tinggi. Jamur Trichoderma memiliki bagian yang khas antara lain miselium berseptat, bercabang banyak, konidia spora berseptat dan cabang yang paling ujung berfungsi sebagai sterigma. Konidiofornya bercabang berbentuk verticillate. Pada bagian ujung konidiofornya tumbuh sel yang bentuknya menyerupai botol (fialida), sel ini dapat berbentuk tunggal maupun berkelompok. Konidia berbentuk semi bulat hingga oval berwarna hijau cerah, berukuran (2,8-3,2) x (2,5-2,8) µm, dan berdinding halus. Trichoderma berkembangbiak secara aseksual dengan membentuk spora di ujung fialida atau cabang dari hifa (Gandjar et al, 1999).

9 Fisiologi Trichoderma adalah salah satu jamur tanah yang tersebar luas (kosmopolitan), yang hampir dapat ditemui di lahan-lahan pertanian dan perkebunan. Trichoderma bersifat saprofit pada tanah, kayu, dan beberapa jenis bersifat parasit pada jamur lain. Trichoderma bersifat kosmopolit, dan dapat diisolasi dari tanah, biji-bijian, kertas, tekstil, rhizofer kentang, gandum, gula bit, rumput, jerami, serta kayu. Memiliki suhu pertumbuhan optimum 15 o 30 o (35 o C) dan maksimum 30 o 36 o C. Konidiofor dapat bercabang menyerupai piramid, yaitu pada bagian bawah cabang lateral yang berulang-ulang, sedangkan kearah ujung percabangan menjadi bertambah pendek. Konidia berbentuk semibulat hingga oval pendek (Gandjar et al,. 1999). Trichoderma sp. merupakan jamur yang memiliki aktivitas sellulotik yang cukup tinggi, jamur ini memiliki enzim sellulase yang terdiri dari enzim eksoglukonase (β-1.4 glikanhidrolase), dan sellubiase (β-glukosidase). Trichoderma sp. adalah salah satu jamur yang mampu menghasilkan komponen enzim sellulase (Salma dan Gunarto, 1998) Ekologi

10 Trichoderma sp. tergolong jamur yang banyak terdapat pada lapisan olah yang mengandung banyak lahan organik. Jamur Trichoderma dapat berkembang biak dengan baik pada kondisi tanah yang asam, netral maupun alkalin, akan sangat baik pada kondisi asam karena persaingannya dengan bakteri dan actinomycetes sangat terbatas. Selanjutnya jamur Trichoderma memiliki kemampuan untuk dapat menghancurkan sellulosa, zat pati, lignin, gum dan senyawa-senyawa organik yang mudah larut seperti protein dan gula (Soepardi, 1983). Di samping itu Trichoderma sp. merupakan jamur parasit yang dapat menyerang dan mengambil nutrisi dari jamur lain. Peranan Trichoderma sp. yang mampu menyerang jamur lain namun sekaligus berkembang baik pada daerah perakaran menjadikan keberadaan jamur ini dapat berperan sebagai biocontrol dan memperbaiki pertumbuhan tanaman. Beberapa species Trichoderma seperti T. harzianum, T. viride dan T. album, telah diteliti peranannya sebagai bio-control. (Setyowati et al, 2003). 2.7 Bacillus spp Menurut Bergey's (2004), klasifikasi bakteri Bacillus sp. adalah sebagai berikut ini : Kingdom Klas Ordo Famili Genus : Bacteria : Bacilli : Bacillales : Bacilaceae : Bacillus

11 Species : Bacillus sp. (Gambar 2.7.1) Bacillus sp. berbentuk batang, 0,3 2,2 µ x 127 7,0 µm. Sebagian besar motil, flagelum khas lateral. Membentuk endospora, tidak lebih dari satu dalam satu sel sporangium. Gram positif. Kemoorganotrof. Metabolisme dengan respirasi sejati fermentasi sejati, atau kedua-danya, yaitu respirasi dan fermentasi. Aerobik sejati atau anaerobik fakultatif. Umum dijumpai di dalam tanah (Pelczar dan Chan, 2005). Bacillus merupakan perwakilan dari bakteri genus Gram-positif yang terdapat di alam (tanah, air, dan debu di udara). Beberapa spesies merupakan flora normal di saluran intestin manusia. Ketika ditumbuhkan di media blood agar, menghasilkan Bacillus yang banyak, menyebar, coloni yang berwarna abu-abu dengan pinggiran yang tidak rata. Berbentuk tongkat, spora bersifat aerobik. Karekteristik yang unik dari bakteri ini adalah kemampuan untuk membentuk endospora ketika kondisi lingkungan yang tertekan. Spora ini dapat bertahan 60 tahun atau lebih pada kondisi lingkungan yang ekstrem. Spesies Bacillus yang diketahui menghasilkan spora adalah Clostridium. ( Gambar Bacillus spp. ( Foto. Gutierrz-Jimenez ASM MicrobeLibrary.org)

12 Koloni B. subtilis, B. cereus, B. mycoides ditemukan pada serasah daun A. marina yang mengalami proses dekomposisi (Wijiyono, 2009). Genus Bacillus merupakan salah satu kelompok bakteri yang mampu mendegradasi selulosa (Lynd et al., 2002). BAB 3 BAHAN DAN METODA