3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kelapa Sawit dan Tandan Kosong Sawit Kelapa sawit (Elaeis quineensis, Jacq) dari family Araceae merupakan salah satu tanaman perkebunan sebagai sumber minyak nabati, dan merupakan primadona bagi komoditas perkebunan. Menurut Tom Linson (1961) dalam Bakar (2000) kelapa sawit merupakan tumbuhan yang termasuk ke dalam golongan: Kingdom Plantae, Divisi Spermatophyta, Subdivisi Angiospermae, Kelas Monocotyledoneae, Family Aracaceae, Subfamily Cocodeiae, Genus Elaeis, Species Elaeis guineensis Jacq. Fauzi et al. (2002) menyatakan bahwa kelapa sawit pertama kali diperkenalkan di Indonesia oleh pemerintahan kolonial Belanda pada tahun 1848, ketika itu ada empat bibit batang kelapa sawit yang dibawa dari Maurutius dan Amsterdam dan ditanam di Kebun Raya Bogor. Tanaman Kelapa sawit mulai diusahakan dan dibudidayakan secara komersil pada tahun 1911. Perkebunan kelapa sawit pertama berlokasi di Pantai Timur Sumatera (Deli) dan Aceh dengan luas mencapai 5.123 ha. Kelapa sawit termasuk tumbuhan monokotil, maka kelapa sawit mempunyai sitem akar serabut dengan batang tegak lurus ke atas dan batang berbentuk silindris berdiameter 40-60cm. Pohon kelapa sawit yang normal dan sehat yang dibudidayakan pada satu batang terdapat 40-50 pelepah daun (Setyamidjaja 2006). Sunarko (2007) menjelaskan kesesuaian lahan untuk tanaman kelapa sawit yaitu pada ketinggian maksimum 400 meter dpl (di atas permukaan laut), kemiringan lereng 0-12 atau 21%, drainase tanah harus baik dan lancar sehingga ketika musim hujan tidak tergenang. Tanaman kelapa sawit bisa tumbuh dengan baik di tanah yang bertekstur lempung berpasir, tanah liat berat, dan tanah gambut, memiliki ketebalan tanah lebih dari 75 cm, berstruktur kuat dengan kandungan unsur hara yang cukup dan ph tanah sebaiknya dengan kisaran nilai 4,0-6,0. Sedangkan untuk kondisi lingkungan yang dibutuhkan oleh tanaman kelapa sawit agar dapat tumbuh dengan baik yaitu kelapa sawit memerlukan curah
4 hujan ideal 2000-2500 mm pertahun dan tersebar merata sepanjang tahun. Jumlah penyinaran rata-rata sebaiknya tidak kurang dari 6 jam perhari. Temperatur sebaiknya 22-23 C. Keadaan angin tidak terlalu berpengaruh karena tanaman kelapa sawit lebih tahan terhadap angin kencang dibandingkan dengan tanaman lainnya. Sunarko (2007) menyebutkan beberapa sifat kelapa sawit yang ditinjau dari segi anatomi, fisis dan mekanisnya. Dari sifat anatominya, kayu kelapa sawit lebih dekat dengan hardwood dibandingkan softwood, karena saluran pada kayu kelapa sawit lebih mirip sel pembuluh pada hardwood daripada trakeida pada softwood. Dari segi sifat fisis, kayu kelapa sawit berbentuk silindris dengan diameter 20 sampai dengan 75 cm dengan tinggi 15 sampai dengan 19 meter (bila ditanam di perkebunan) dan 30 meter (bila tumbuh secara alami). Berat jenis kayu kelapa sawit pada arah horizontal antara 0,28 sampai dengan 0,78 dimana bagian pusat didominasi oleh parenkim sedangkan bagian tepi didominasi oleh sel pembuluh dan ditutupi oleh sel serabut yang bedinding tebal. Sedangkan dari segi sifat mekanis, berat jenis dan kekuatan tertinggi terdapat pada bagian luar batang. Begitu pula arah vertikal, berat jenis dan kekuatan tertinggi terdapat pada bagian pangkal dan terus berkurang bila posisi kayu semakin ke ujung. Bagian tanaman kelapa sawit yang bernilai ekonomi tinggi adalah buahnya yang tersusun dalam sebuah tandan yang bisanya di sebut dengan tandan buah segar (TBS). Buah sawit dibagian sabut (daging buah atau mesocarp) menghasilkan minyak sawit kasar (crude palm oil atau CPO) sebanyak 20-24%. Sementara itu, bagian inti kelapa sawit menghasilkan miyak inti sawit (palm kernel oil atau PKO) 3-4%. Tandan kosong kelapa sawit (TKS) merupakan salah satu jenis limbah padat industri kelapa sawit. Tandan kosong kelapa sawit didapatkan setelah proses penebahan atau pembantingan setelah perebusan yang bertujuan melepaskan buah dari tandannya (Sunarko 2007). 2.2 Komponen Kimia Kayu Komponen terbesar dalam limbah padat tandan sawit adalah selulosa, disamping komponen lain meskipun relatif kecil seperti abu, hemiselulosa dan lignin.
5 Tabel 1 Komposisi kimia tandan kosong sawit Komposisi Kadar (%) Abu 15 Selulosa 40 Lignin 21 Hemiselulosa 24 Sumber : Azemi et al (1994) dalam Fauzi et al (2002) Holoselulosa merupakan komponen penyusun dinding sel kayu yang terdiri dari selulosa dan hemiselulosa. Ritter dan Kurth (1933) dalam Fengel dan Wegener (1995) adalah orang yang pertama kali menemukan istilah holoselulosa untuk produk yang dihasilkan setelah lignin dihilangkan dari kayu. Fengel dan Wegener (1995) menyatakan bahwa selulosa merupakan struktur dasar sel-sel tanaman, oleh karena itu merupakan bahan yang paling penting yang dibuat oleh organisme hidup. Selulosa merupakan kontituen utama kayu. Kira-kira 40-45% bahan kering dalam kebanyakan jenis kayu adalah selulosa terutama dalam dinding sel sekunder (Sjostrom 1995). Hemiselulosa merupakan komponen penyusun dinding sel kayu yang jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan selulosa. Hemiselulosa merupakan polimer-polimer dengan rantai bercabang, berbeda dengan polimer selulosa yang berantai lurus, dan umumnya tersusun atas 150 anhibrid gula sederhana (Haygeen & Bowyer 1993). Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, yang tersusun atas unit-unit fenilpropana. Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen, dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tersebut. Sebaliknya lignin adalah fenol. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam karenanya susunan lignin yang pasti didalam kayu tetap tidak menentu (Haygeen & Bowyer 1993). Selain mengandung bahan berlignoselulosa, TKS juga mengandung zat ekstraktif. Menurut Sjostrom (1995) zat ekstraktif adalah komponen kayu yang bukan merupakan komponen struktural dan hampir semuanya terbentuk dari senyawa ekstraseluler dan berbobot molekul rendah. Zat ektraktif diklasifikasikan
6 berdasarkan pelarut yang digunakan untuk mengekstrak zat tersebut, contohnya adalah zat ekstraktif yang larut dalam pelarut air dan pelarut etanol-benzena. Zat ektraktif memiliki pengaruh yang sangat besar dalam menurunkan higroskopitas dan permeabilitas serta meningkatkan keawetan kayu. Meskipun jumlahnya sedikit, ekstraktif mempunyai pengaruh yang besar dalam perekatan kayu yaitu mempengaruhi ph, kontaminasi dan penetrasi. Zat ekstraktif berpindah secara difusi, salah satunya sebagai suatu material volatil (mudah menguap) atau sebagai material terlarut. Panas dan gradien air mempercepat perpindahan zat ekstraktif. Zat ekstraktif juga berpindah dengan gaya kapiler dan tegangan permukaan (Surdiding et al. 2007). Kadar zat ekstraktif dalam TKS pada berbagai perlakuan dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Kadar zat ekstraktif tandan kosong sawit pada berbagai perlakuan No Perlakuan Zat ekstraktif terlarut air dingin (%) Zat ektraktif yang terlarut air panas (%) 1 2 3 Tanpa perlakuan Perendaman air panas 3 jam Perndaman air dingin 3 hari 23,781 4,032 4,684 19,979 3,887 5,876 Menurut Hadi (1991), perlakuan perendaman dingin dan panas terhadap partikel menyebabkan penurunan kadar zat ektraktif partikelnya. Sehingga kontaminan yang ada pada dinding sel seperti dihilangkan. Hal ini dapat memperbaiki pembasahan, daya alir, penetrasi dan perekat pada partikel. Sehingga mutu perekatan papan partikel yang dihasilkan lebih baik daripada papan partikel kontrolnya. Sedangkan menurut Trisyulianti (1996), perlakuan pendahuluan dengan penyiraman air panas 100 C dan perendaman selama 24 jam mampu mengurangi zat ektraktif sehingga meningkatkan potensi tandan dan sabut kelapa sebagai bahan baku papan partikel. Pada kayu terdapat komponen mineral yang jumlahnya sangat sedikit dibandingkan dengan komponen utama penyusun kayu. Penentuan kadar mineral dalam kayu dapat dilakukan dengan cara pembakaran atau di oven pada suhu tinggi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Fengel dan Wegener (1995) yang
7 menyatakan bahwa konstituen anorganik seluruhnya dalam abu, sisa bahan organik yang dibakar. Sjostrom (1995) menyatakan bahwa kayu yang hanya mengandung sejumlah komponen anorganik yang cukup rendah dan diukur sebagai abu yang jarang melebihi 1% dari berat kayu kering. Abu ini berasal dari berbagai garam yang diendapkan dalam dinding-dinding sel dan lumen. Keterbasahan merupakan kondisi suatu permukaan yang menentukan sejauh mana cairan akan menyebar pada permukaan, mempengaruhi absorpsi, adsorpsi, penetrasi dan penyebaran perekat (Marra 1992). Keterbasahan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yang berhubungan dengan perekat (tegangan permukaan, suhu, kekentalan) dan kayu (kerapatan, porositas, ekstraktif). Kayu-kayu yang berkerapatan rendah (porositasnya tinggi) menjadi lebih baik untuk dibasahi, sedangkan ekstraktif dalam jumah yang berlebihan atau ekstraktif non-polar seperti terpena dan asam lemak mempunyai pengaruh yang kurang baik (Tsoumis 1991).