Sarana Informasi Pertanian

Berbagi Informasi Pertanian, Perkebunan dan Peternakan

Menu

Jenis dan Pengolahan Limbah Padat Kelapa Sawit

Limbah padat kelapa sawit merupakan limbah yang kaya akan selulosa, dan tersedia sepanjang tahun dalam jumlah yang cukup besar. Limbah ini mempunyai potensi untuk dikonversikan menjadi bahan-bahan kimia atau energi melalui fermentasi, dan juga bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku produk furnitur/kayu pertukangan, sehingga diharapkan akan memberi nilai tambah yang cukup besar.

1. KOMPONEN LIMBAH PADAT

Komponen utama limbah padat kelapa sawit adalah selulosa, hemiselulosa dan lignin, yang sering disebut dengan lignoselulosa. Sebagian dari limbah lignoselulosa ini telah dimanfaatkan (bahan bakar boiler, pakan ternak, pembuatan pulp dan mulsa/kompos dari tandan kosong), tetapi sebagian besar lagi belum termanfaatkan (menumpuk di sekitar PKS)

limbah Padat Kelapa Sawit

limbah Padat Kelapa Sawit

Selulosa adalah polimer alam yang terdiri dari satuan-satuan glukosa. Hidrolisis selulosa akan menghasilkan glukosa yang selanjutnya dapat diubah menjadi etanol, asam-asam organik, protein sel tunggal atau senyawa-senyawa lain melalui biokonversi. Pemanfaatan limbah lignoselulosa dengan cara di atas akan memberikan nilai tambah yang jauh lebih tinggi.

2. POTENSI LIMBAH PADAT KELAPA SAWIT (LIGNOSELULOSA)

a. Tandan Buah Segar

Dari 1 ton tandan buah segar (TBS) yang diolah, akan dihasilkan minyak sawit 0,21 ton serta inti sawit 0,05 ton. Sisanya merupakan limbah dalam bentuk tandan buah kosong (23 %), serat (13,5 %) dan cangkang biji (5,5 %).

b. Pelepah daun

Jumlah pelepah daun kering di kebun diperkirakan 10 ton/ha/tahun. Sedangkan pada saat peremajaan jumlah daun sekitar 16 ton/ha.

c. Limbah Padat Pohon Kelapa Sawit

Berat kering satu batang kelapa sawit tua sekitar 0,6 ton. Dalam satu hektar kebun terdapat 130 pohon, dan pada saat peremajaan (90 % pohon masih hidup), maka berat batang kelapa sawit tua per hektar sekitar 70,2 ton.

3. BIOKONVERSI LIMBAH LIGNOSELULOSA

Biokonversi ialah proses perombakan bahan organik menjadi bahan-bahan lain yang salah satu tahapnya melibatakan agen-agen biologis baik enzim maupun mikroba. Limbah lignoselulosa dapat dirombak menjadi bahan-bahan kimia berguna yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Proses biokonversi limbah lignoselulosa terdiri dari tiga tahap yaitu perlakukan pendahuluan, hidrolisis dan fermentasi.

a. Perlakuan Pendahuluan

Perlakukan pendahuluan bertujuan untuk menghilangkan hemiselulosa dan lignin serta membuka struktur kristalin selulosa. Perlakuan pendahuluan ini dapat berupa perlakukan fisika, atau perlakuan kimia. Perlakukan pendahuluan fisika yang biasa dikerjakan antara lain penggilingan, radiasi, pengukusan (steaming), freeze explosion, cryomilling. Perlakukan pendahuluan kimia meliputi hidrolisis dengan alkali, dan pelarutan selulosa dengan pelarut tertentu. Perlakuan pendahuluan kimia lebih sederhana dan relative tidak memerlukan peralatan khusus.

Hidrolisis hemiselulosa dengan asam terjadi melalui reaksi sebagai berikut :

Hemiselulosa → Silosa+arabinosa → Furfural → Produk Dekomposisi

Silosa adalah karbohidrat beratom C = 5

Perlakuan pendahuluan dengan asam sulfat encer (1%) pada suhu 1400C menghasilkan rendemen silosa sebanyak 7%. Alkali juga dapat digunakan dalam perlakukan pendahuluan, tetapi lebih mahal dibandingkan dengan menggunakan asam encer. Alkali berfungsi melarutkan lignin dan sebagian hemiselulosa.

b. Hidrolisis

Hidrolisis selulosa dapat dilakukan dengan asam (asam sulfat, asam klorida, asam fosfat) atau enzim.
Selulosa → Glukosa → Produk-produk Dekomposisi

Hidrolisis limbah lignoselulosa yang dilakukan satu tahap dengan menggunakan asam sulfat 1,0% – 1,5% pada suhu 195 0C, akan diperoleh konversi glukosa sebesar 55% – 60%, tetapi kalau dua tahap akan diperoleh konversi setinggi 90%.

Enzim selulosa dapat menghidrolisis selulosa secara spesifik. Beberapa jenis mikroba dapat menghasilkan enzim ini. Enzim selulosa yang paling banyak digunakan adalah kapang dari jenis Trichoderma reesei yang menyerang struktur kristalin selulosa dan menghasilkan disakharida.

c. Fermentasi

Perombakan selulosa menjadi glukosa pada perlakukan pendahuluan dan hidrolisis, harus dilanjutkan dengan biokonversi glukosa menjadi produk-produk lain yang bernilai ekonomis tinggi. Biokonversi glukosa menjadi berbagai bahan kimia, melalui tahap fermentasi dengan bantuan berbagai jenis mikroba.

Beberapa produk fermentasi (hasil akhir biokonversi)

1. Furfural
Pentosa adalah hasil hidrolisis hemiselulosa, bisa dikonversikan menjadi 2,3 butaniol melalui fermentasi oleh Klebseilla atau Aeromonas genera. Konversi kimia pentosa akan menghasilkan furfural.

2. Etanol (bahan bakar cair)
Etanol diproduksi dari substrat glukosa oleh khamir jenis Saccharomyces cerevisiae, atau oleh Bacteroides cellulosolvens yang ditumbuhkan bersama-sama Clostridium saccaharolyticum secara anaerobic.

3. Asam-asam organik
Asam asetat merupakan hasil fermentasi oleh mikroba jenis Acetobacter. Asam sitrat diproduksi oleh Aspergilus niger melalui fermentasi aerobic.

4. Protein sel tunggal
Protein sel tunggal merupakan salah satu produk fermentasi dengan substrat glukosa. Protein sel tunggal berguna untuk campuran pakan ternak. Beberapa jenis khamir yang sering digunakan adalah Candida, Endomycopsis, Saccharomyces, Mycoderma. Sedangkan jenis bakteri yang digunakan adalah Acetobacter, Bacillus, Pseudomonas.

5. Lignin
Lignin merupakan hasil samping dari hidrolisis limbah lignoselulosa. Lignin dapat dikonversi menjadi senyawa-senyawa lain yang bernilai ekonomis lebih tinggi. Hidrogenolisis dan hidroalkilasi lignin akan menghasilkan fenol, benzene dan senyawa-senyawa monofenol lainnya.

4. BATANG SAWIT SEBAGAI BAHAN BAKU MEBEL

Batang kelapa sawit yang sudah ditebang (peremajaan) termasuk salah satu dari jenis limbah padat industri kelapa sawit dan biasanya dibiarkan membusuk di lahan. Batang yang membusuk ini merupakan sarang bagi kumbang Oryctes rhinocerus dan penyakit Ganoderma yang potensial menyerang tanaman muda, sehingga keberadaan batang tebangan ini justeru dianggap sangat mengganggu pengelola kebun.

Salah satu cara pemusnahan batang sawit yang paling mudah dan murah adalah dengan membakarnya. Akan tetapi sejak ada larangan membakar oleh pemerintah, kegiatan pemusnahan limbah batang kelapa sawit dengan cara dibakar tidak ada lagi atau sangat jarang.

Dengan adanya larangan membakar tersebut, limbah batang pohon sawit menjadi masalah yang sangat dilematis bagi pemilik kebun. Akan tetapi dengan adanya hasil penelitian Pusat Penelitian Teknologi Hasil Hutan (Puslitbang THH) Badan Litbang Kehutanan, limbah batang kelapa sawit bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku produk furnitur dan kayu pertukangan. Stok limbah kayu kelapa sawit ini di Indonesia sangat melimpah (23 juta m3/tahun).

Untuk membuat kayu kelapa sawit bisa menjadi bahan baku industri kayu yang berkualitas, diperlukan teknologi. Kayu kelapa sawit memiliki sifat dasar atau kualitas penggunaannya yang rendah dibandingkan kayu biasa kalau langsung diolah menjadi bahan kayu petukangan atau mebel.

Dengan menyuntikkan resin JRP 2 pada bagian lunak batang kelapa sawit sehingga bagian tengah batang mengeras. Resin adalah padatan dari tumbuhan berupa ikatan kimia polimer, contohnya damar, kopal, gondorukem dan kemenyan. Penggunaan resin ini sangat murah dan mudah.

Setelah mengeras seperti kayu lain pada umumnya, batang kelapa sawit tersebut bisa digunakan untuk bahan baku industri kayu olahan. Kayu batang kelapa sawit tersebut berkualitas lebih baik dibandingkan dengan produk kayu rakitan (papan partikel/particle board) setara dengan kayu komersial seperti meranti, kruing dan kamper.

5. LIMBAH CANGKANG SEBAGAI SUMBER ENERGI

cangkang Kelapa sawit

Cangkang Kelapa sawit

PTPN.VI (Persero) manfaatkan limbah padat cangkang kelapa sawit menjadi bahan bakar sebagai pengganti bahan bakar minyak (BBM). Cangkang ini dimanfaatkan sebagai penghasil energi panas pada PKS (boiller), dan pada pabrik teh (proses pelayuan dan pengeringan daun teh) Sumber energi dari cangkang sudah dimanfaatkan di 2 Pabrik Teh milik PTPN VI, yakni pabrik pengolahan teh di Kebun Danau Kembar Alahan Panjang Kabupaten Solok dan Kebun Kayu Aro di Kabupaten Kerinci.

6. LIMBAH PADAT KELAPA SAWIT BUNGKIL SAWIT

Industri minyak sawit mentah Indonesia menyisakan bergunung-gunung limbah padat, gas dan cair. Limbah padat sawit yang berasal dari bungkil kelapa sawit mengandung serat kasar dalam bentuk b-manan dan galaktomanan. Komponen utama edosperma kelapa sawit, kelapa (Cocos nucifera), biji kopi (Coffea canephora var. robusta) adalah b-manan.

Mikroorganisme tertentu bisa mengubah senyawa hemiselulosa (serat) limbah padat kelapa sawit manan menjadi protein sel tunggal yang sangat menjanjikan di masa depan. Dengan metode asam dan enzimatik, senyawa manan dapat didegradasi (dipecah) menjadi senyawa lebih sederhana. Hasil pemecahan manan secara enzimatis berupa manosa, dan manooligosakarida. “Manooligosakarida inilah senyawa yang banyak digunakan dalam industri makanan dan pakan,”

Di industri pangan, manooligosakarida yang didapat dari hasil pemecahan b-manan, selain sebagai pemberi rasa manis jeli, coklat, jus dan berbagai produk, juga berfungsi sebagai probiotik, yaitu merangsang pertumbuhan bakteri penghasil asam laktat seperti minuman susu asam. Manooligosakarida tidak bisa diserap tubuh secara langsung karena mempunyai ikatan b (beta). Manooligosakarida dicampur ke dalam makanan atau minuman hanya sebagai probiotik. Bakteri ini akan menekan pertumbuhan bakteri yang merugikan dalam tubuh manusia seperti Salmonella, dan Vibrio Cholera.

Agar bisa diserap tubuh manusia, manooligosakarida diurai terlebih dahulu menjadi senyawa lebih kecil yaitu manosa. Bagi ternak, keberadaan ikatan beta bukanlah masalah. Hewan punya enzim silase yang mengurai ikatan ini.

Artikel terkait Jenis dan Pengolahan Limbah Padat Kelapa Sawit