BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Sejarah Perkebunan Kelapa Sawit
Gambar 2.1.1. Buah Sawit Tanaman kelapa sawit (Elaeis Guineenis Jacq ) berasal dari Nigeria, Afrika Barat. Didatangkan ke Indonesia oleh pemerintah Hindia Belanda pada tahun 1848. Beberapa bijinya ditanam di Kebun Raya Bogor, sementara sisa benihnya ditanam di tepi-tepi jalan sebagai tanaman hias di Deli, Sumatera Utara pada tahun 1870-an. Pada saat yang bersamaan meningkatlah permintaan minyak nabati akibat Revolusi Industri pertengahan abad ke – 19. Dari sini kemudian muncul ide membuat perkebunan kelapa sawit berdasarkan tumbuhan seleksi dari Bogor dan Deli, maka dikenalilah jenis sawit “Deli Dura”.
6
Pada tahun 1911, kelapa sawit dimulai diusahakan dan dibudidayakan secara komersial dengan perintisnya di Hindia Belanda adalah Adrien Hallet, seorang Belgia, yang lalu diikuti oleh K. Schadt. Perkebunan kelapa sawit pertama kali berlokasi di Pantai Timur Sumatera Utara ( Deli ) dan Aceh. Semenjak era Orde Baru perluasan areal penanaman digalakkan, dipadukan dengan sistem PIR Perkebunan ( Pirindu Perkebunan PTPN III ). Perluasan area perkebunan kelapa sawit terus berlanjut akibat meningkatnya harga minyak bumi sehingga peran minyak nabati meningkat sebagai energi alternatif. Beberapa pohon kelapa sawit yang ditaman di Kebun Raya Bogor hingga sekarang masih hidup, dengan ketinggian sekitar 12 m, dan merupakan kelapa sawit tertua di Asia tenggara yang berasal dari Afrika. ( Darmosarkoro,W.2003 ) 2.2.
Buah Kelapa Sawit Buah kelapa sawit tergantung varietas dan umurnya. Buah yang masih
muda berwarna hijau pucat kemudian menjadi hijau hitam, semakin tua warna menjadi kuning muda dan pada waktu sudah masak bewarna merah kuning (jingga). Mulai dari penyuburan sampai buah matang diperlukan waktu kurang dari 5 – 6 bulan. Cuaca kering yang terlalu panjang dapat memeperlambat pematangan buah. Tanaman kelapa sawit normal yang telah berbuah akan menghasilkan kirakira 20 - 22 tandan pertahun dan semakin tua produktivitasnya menurun menjadi 12 - 14 tandan per tahun. Pada tahun-tahun pertaman tanaman sawit berbuah atau pada tanaman yang sehat berat tandannya berkisar antara 3 - 6 kg. Tanamana
7
semakin tua, berat tandannya pun semakin bertambah, yaitu antara 25 - 35 kg/tandan. Banyak buah yang terdapat dalam suat tandan tergantung pada beberapa faktor, antara lain umur tanaman, faktor lingkungan, faktor genetik dan juga tergantung pada teknik budidayanya. Jumlah buah pertandan pada tanaman yang cukup tua mencapai 1.600 buah. Panjang buah antara 2-5 cm dan beratnya sekitar 20 - 30 g per buah. 2.3.
( Tim Penulis PS.1998 )
Minyak Minyak merupakan bahan cair, hal ini disebabkan karena rendahnya
kandungan asam lemak dan tingginya kandungan asam lemak yang tidak jenuh, yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap diantara atom-atom karbonnya. Minyak goreng berfungsi sebagai penghantar panas, penambah rasa gurih dan penambah nilai kalori bahan pangan.
( F.G Winarno.,1991 )
Asam lemak secara umum dibagi menjadi 2 jenis, yaitu : 1) Asam lemak jenuh adalah asam lemak yang tidak memiliki ikatan rangkap (hanya memiliki ikatan tunggal) pada rantai karbonnya. 2) Asam lemak tidak jenuh adalah asam lemak yang memiliki ikatan rangkap pada rantai karbonnya.
Asam Lemak Bebas Dalam reaksi hidrolisa, minyak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisa yang dapat mengakibatkan
8
kerusakan pada minyak terjadi karena terdapatnya sejumlah air dalam minyak tersebut. Reaksi ini akan menyebabkan bau tengik. ( Tambun.R.,2002 ) Zat warna alamiah yang terdapat dalam bahan yang mengandung minyak dan ikut terekstraksi bersama minyak pada proses ekstraksi. Zat warna tersebut antara lain terdiri dari α dn β karoten, xanthofil, dan anthosyanin. Zat warna ini menyebabkan minyak berwarna kuning, kuning kecoklatan, kehijau-hijauan dan kemerah-merahan. Pigmen berwarna merah jingga atau kuning disebabkan oleh karatenoid yang bersifat larut dalam minyak. Karatenoid merupakan persenyawaan hidrokarbon tidak jenuh dan jika minyak dihidrogenasi, maka karoten tersebut juga ikut terhidrogenasi, sehingga intensitas warna kuning berkurang. Karetanoid bersifat tidak stabil pada suhu tinggi, dan jika minyak dialiri uap panas maka warna kuning akan hilang. Karetanoid tersebut tidak dapat dihilangkan dengan proses oksidasi.
( Ketaren.S.M.,1986 )
Minyak sawit mempunyai warna kuning orange sehingga untuk digunakan sebagai bahan baku harus melakukan pemucatan. Pemucatan ini dimaksud untuk mendapatkan warna minyak sawit yang lebih memikat dan sesuai dengan kebutuhannya. Berdasarkan standardmutu minyak sawit untuk pemucatan dengan alat lovibond yang didasarkan pada warna merah 3,5 dan warna kuning 35. ( Tim Penulis PS.,1998 )
9
2.4.
Tindakan-tindakan yang harus dilakukan untuk memastikan CPO mempunyai kualitas yang tinggi Menurut Keck seng dapat dilakukan tindakan untuk meningkatkan CPO
dalam perkebunan kelapa sawit pada saat penggilingan dan pembersihan minyak sawit. Tindakan yang dilakukan Keck seng untuk menghasilkan DOBI (Deterioration of Bleachability Index) minyak sawit yang lebih tinggi yaitu : Memberi peringatan kepada perkebunan agar memanen buah pada keadaan sudah benar-benar masak. Sterilisasi kondensasi dengan endapan yang buruk tidak diijinkan untuk dihubungkan dengan CPO karena kondensasi sterilizer dan minyak dapat menghasilkan besi dan tembaga yang kadar tinggi. Pro oksidan ini dapat dilihat pada kualitas minyak dan masalah pemurnian selama pembersihan. Dalam penggilingan sisi positif yang lain banyak diabaikan. Keck seng menggunakan kondensasi sterilisasi yang lemah. Dalam hal ini dilakukan untuk mengecilkan tandan buah setelah pengupasan dan menggunakan penghancur tandan yang tinggi. Menggunakan uap bertekanan rendah untuk pemanasan CPO pada suhu dibawah 50º C.
(http://www.deptan.go.id)
10
2.5.
Fosfor Fosfor adalah unsur kimia yang memiliki lambang P dengan nomor atom
15. Fosfor berupa nonlogam, bervalensi banyak, termasuk golongan nitrogen, banyak ditemui dalam batuan Fosfat anorganik dan dalam semua sel hidup tetapi tidak pernah ditemui dalam bentuk unsur bebasnya. Fosfor amatlah reaktif, memancarkan pendar cahaya yang lemah ketika bergabung dengan oksigen, ditemukan dalam berbagai bentuk dan merupakan unsur penting dalam makhluk hidup. Kegunaan fosfor yang terpenting adalah dalam pembuatan pupuk, dan secara luas digunakan dalam bahan peledak, korek api, kembang api, odol, dan deterjern. Fosfor (P) merupakan salah satu unsur-unsur makro yang essensial untuk nutrisi tanaman yang ketersediaanya dapat terbatas pada tanah. Konsentrasi fosfor dalam tanah merupakan faktor yang berhubungan paling erat dengan ketersediaan fosfor bagi tanaman. Kerena jumlah fosfor dalam tanah maupun dalam tanaman relatif kecil.
(Engelstand O.P., 1997)
Ketersediaan fosfor yang diambil tanaman dipengaruhi oleh pH yang dominan, mikroorganisme dan bahan organik. Pada tanah alkalis (pH tinggi) fosfor akan lebih kuat terikat dengan Ca sehingga efisiensi dari pupuk akan berkurang. Sebaliknya pada pH yang lebih rendah daya larutnya lebih besar sehingga untuk tanaman kelapa sawit yang dibudidayakan dilahan gambut yang umumnya memiliki pH < 4 (asam), maka pupuk P yang lebih cocok digunakan adalah RP (Rock Phosphate). Fosfor merupakan hara yang diperlukan oleh tanaman untuk pertumbuhan dan produksi. Biasanya untuk pemupukan P ini
11
dilakukan sebanyak 2 kali dalam setahun dan pupuk yang dipakai adalah RP (Rock Phosphate) ataupun TSP (Triple Super Phosphate).
(Adlin,2008)
2.5.1. Sejarah Fosfor Unsur ini ditemukan oleh Hannig Brand pada tahun 1669 di Hamburg, Jerman. Dia menemukan unsur ini dengan cara ‘menyuling’ air urin melalui proses penguapan dan setelah dia menguapan 50 ember air urin, dia baru menemukan unsure yang dia inginkan. Namanya berasal dari bahasa Latin yaitu Phosphosrus yang berarti ‘pembawa terang’ karena keunikannya yaitu bercahaya dalam gelap (glow-in-the-dark). 2.5.2. Bentuk Fosfor Fosfor dapat berada dalam beberapa bentuk : putih (atau kuning), merah, dan hitam (atau ungu). Yang paling umum adalah Fosfor merah dan putih, keduanya mengelompok dalam empat atom yang berbentuk tetrahedral. Fosfor putih terbakar ketika bersentuhan dengan udara dan dapat berubah menjadi Fosfor merah ketika terkena panas atau cahaya. Fosfor putih juga dapat berada dalam keadaan alfa dan beta yang dipisahkan oleh suhu transisi -3,8 °C. Fosfor merah relative lebih stabil dan menyublim pada suhu 170 °C pada tekanan uap 1 atm, tetapi terbakar akibat tumbukkan atau geseka. Fosfor hitam mempunyai struktur seperti
grafit
–
atom-atom
menghantarkan listrik.
tersusun
dalam
lapisan-lapisan
heksagonal
12
2.5.3. Sifat-sifat Fosfor Secara umum Fosfor membentuk padatan putih yang lengket yang memiliki bau yang tak enak tetapi ketika murni menjadi tak berwarna dan transparan. Nonlogam ini tidak larut dalam karbon disulfide. Fosfor murni terbakar
secara
spontan
di
udara
membentuk
fosfor
pentoksida.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Fosfor) 2.6.
Manfaat Fosfor Pada Tanaman Fosfor merupakan unsur untuk pertumbuhan di dalam tanaman, berfungsi
untuk pembentukan protein, lemak, biji-bijian. Adapun manfaatnya adalah sebagai berikut : a) Memacu pertumbuhan akar dan pembentukan system perakaran yang baik sehingga tanaman dapat mengambil unsure hara lebih banyak dan pertumbuhan tanaman menjadi sehat serta kuat. b) Menggiatkan pertumbuhan jaringan tanaman yang membentuk titik tumbuh tanaman. c) Memacu pembentukan bunga dan masaknya biji/buah, sehingga mempercepat masa panen. d) Memperbesar presentase terbentuknya bunga menjadi buah/biji. e) Menambah daya tahan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit.
13
2.7.
Peranan Fosfor Bagi Pertumbuhan Tanaman Fosfor (P) terdapat pada seluruh sel hidup tanaman. Beberapa fungsi
fosfor adalah membentuk asan nukleat (DNA dan RNA), menyimpan serta memindahkan energy Ardenosin Tri Phosphat (ATP) dan Adenosin di Phosphat (ADP), merangsang pembelahan sel dan membantu proses asimilasi dan respirasi. Pemupukan dengan fosfor dapat merangsang pertumbuhan awal bibit tanaman. Fosfor merangsang pembentukan buah, bunga, dan biji. Bahkan mampu mempercepat pemasakan buah dan membuat biji menjadi lebih bernas. Jika kekurangan fosfor, tanaman menunjukan gejala pertumbuhan sebagai berikut : - Lambat dan kerdil - Perkembangan akar terhambat - Gejala pada daun sangat beragam, beberapa tanaman menunjukkan warna hijau tua mengkilap yang tidak normal - Pematangan buah terhambat - Perkembangan bentuk dan warna buah buruk - Biji berkembang tidak normal 2.8.
(Novizan, 2001)
Metode Refining Palm Oil Proses pemurnian merupakan langkah penting untuk produksi produk
minyak dan lemak nabati. Tujuan dari proses ini adalah untuk menghilangkan
14
kotoran dan komponen lainnya, yang akan mempengaruhi kualitas dari produk jadi. Kualitas dari produk jadi yang perlu diperhatikan adalah rasa, stabilitas dan warna dari produk. 2.8.1. Proses Degumming Tujuan utama dari degumming adalah untuk menghapus getah yang tidak diinginkan, yang akan mengganggu stabilitas produk minyak di tahap selanjutnya. Tujuan yang ingin dicapai adalah memeperlakukan minyak kelapa sawit mentah (CPO) dengan jumlah makanan tertentu. Komponen utama yang terkandung dalam getah yang harus dihapuskan adalah fosfat. Sangat penting untuk menghapus komponen fosfat dalam minyak mentah karena adanya komponen ini akan memberikan rasa dan warna yang tidak diinginkan dan mempercepat kerusakan minyak. Tindakan fosfat pengemulsi adalah penyebab utama yang menyebabkan ketidakstabilan oksidatif dari minyak sawit mentah (CPO). Dalam hal ini, minyak sawit mentah yang masuk pertama kali dipanaskan sampai suhu sekitar 90 ºC-110 ºC sebelum diberikan asam fosfat. Kadar asam fosfat biasa digunakan adalah dalam kisaran 0,05-0,1% minyak berat dengan konsentrasi asam sekitar 80-85%. Hal ini dimaksudkan untuk menguraikan fosfatida non-hydratable serta mengentalkan fosfat dan membuat larut dengan demikian mudah dihilangkan pada saat pemucatan. Jumlah asam fosfat yang berlebihan perlu dihindari karena dapat menyebabkan kenaikan asam fosfat dan mungkin akan sulit untuk dihapus pada saat proses pemurnian selanjutnya.
15
2.8.2. Proses Bleaching Selama proses pemucatan di kilang minyak sawit, minyak degummed diperlakukan dengan menggunakan bleaching earth dan dipanaskan sampai suhu sekitar 100 ºC sebelum memasuki vakum bleaching. Dosis lempung aktif asam yang digunakan biasanya dalam kisaran 0,5-2,0% berat dari minyak dan waktu kontak dengan agitasi kontinyu adalah sekitar 30 menit. Selama tahap ini, mengidentifikasi logam kompleks seperti besi dan tembaga, pigmen, fosfat, dan produk oksidasi dihapus oleh efek serap dari bleaching earth. Setiap sisa dari asam fosfat dikeluarkan selama tahap ini juga. Minyak dipucatkan kemudian disaring pada filter industri seperti piringan dan bingkai saringan tekan atau vakum filter daun. (Leong,1992) 2.9.
Spektrofotometri
2.9.1. Spekrofotometri UV-Visible Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intesitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbansi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energy secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari
16
berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu.
(Khopkar S.M., 1984)
Spekrofotometri UV-Visibe adalah anggota teknik analisis spektroskopik yang memakai sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190 - 380 nm) dan sinar tampak (380 – 780 nm) dengan memakai instrumen spektrofometer. Radiasi ultraviolet jauh (100 – 190 nm) tidak dipakai, sebab pada daerah radiasi tersebut diabsorbansi oleh udara. Adakalanya spektofotometer UV-Visible yang beredar diperdagangan memberikan rentangan pengukuran panjang gelombang 780 nm merupakan daerah radiasi inframerah. Oleh sebab itu pengukuran diatas panjang gelombang 780 nm harus dipakai detektor dengan kualitas sensitif terhadap radiasi inframerah. Spektrofometer UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektofotometer UV-Vis lebih banyak dipakai untuk analisa kuantitatif dibanding kualitatif. Spkektofotometer UV-Vis dapat melakukan penentuan terhadap sampel yang berupa larutan gas atau uap. Untuk sampel yang berupa larutan harus diperhatikan beberapa persyaratan pelarut yang dipakai antara lain : Pelarut yang dipakai tidak mengandung sistem ikatan rangkap terkonjugasi pada struktur molekulnya dan tidak berwarna Tidak terjadi interaksi molekul dengan senyawa yang dianalisis Kemurniannya harus tinggi
17
Pada umumnya pelarut yang digunakan dalam analisi spektrofotometer UV-Vis adalah air, etanol, sikloheksana, isopropanol. Namun demikian perlu diperhatikan absorbsi pelarut yang dipakai daerah UV-Vis yaitu polaritas pelarut yang dipakai, karena akan sangat berpengaruh terhadap pergeseran spektrum molekul yang dianalisis. Panjang gelombang dimana akan terjadi eksitasi elektronik memberikan absorben yang maksimum sebagai panjang gelombang maksimum. Penentuan panjang gelombang maksimum yang tetap dapat dipakai untuk identifikasi molekul bersifat karakteristik sebagai data sekunder. Dengan demikian spektrum UV-Vis dapat dipakai untuk tujuan kualitatif (data sekunder) dan kuantitatif. Analisis dengan spektofotometer UV-Vis selalu melibatkan pembacaan absorban radiasi elektromagnetik yang diteruskan. Keduanya dikenal sebagai absorben tanpa satuan dan ditransmisikan dalam satuan persen. (Mulya, M, 1995) Panjang gelombang cahaya UV atau cahaya tampak bergantung pada promosi elektron. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosi elektron, akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yang memerlukan energi lebih sedikit akan menyerap cahaya dalam daerah tampak yakni (senyawa bewarna) mempunyai elektron yang lebih mudah dipromosikan daripada senyawa yang menyerap pada panjang gelombang UV yang lebih pendek. Pada kenyataan, spektrum UV-Visible yang merupakan korelasi antara absorbansi (sebagai ordinat) dan panjang gelombang (sebagai absis) bukan
18
merupakan suatu pita spektrum. Terbentuknya pita spektrum UV-Vis tersebut disebabkan oleh terjadinya eksitasi elektronik lebih dari suatu macam pada gugus molekul yang sangat kompleks.
(Fessenden, 1986)
2.9.2. Hukum yang Mendasari Spektrofotometri Hukum yang mendasari spektrofotometri adalah hukum Lambert-Beer. Hukum Lambert-Beer adalah gabungan antara Hukum Lambert dan Beer. Hukum Lambert :
log
=
( )
Hukum Beer :
log
=
( )
Subtitusikan hubungan-hubungan dasar ini kedalam hukum Lambert dan Beer menghasilkan : log
=
( )
dan
(Lambert) T
= P/Po = -abc
A
= Po/P = abc
Dimana :
T
=
Transmitansi
A
=
Absorbansi
b
=
Panjang Larutan
c
=
Konsentrasi Larutan
a
=
Serapan Molar
log
(Beer)
=
( )
19
Berdasarkan persamaan diatas maka diperoleh gabungan hukum yaitu : -log T = A = abc Karena dari hukum Beer, absorbansi adalah berbanding langsung terhadap konsentrasi, maka log T harus digambarkan terhadap c untuk memperoleh suatu grafik linier. -log T = ɛ bc dan A =ɛ bc Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditansmisikan atau yang diabsorbansi. Filter Sinar λ < 400 400-450 450-500 500-570 570-590 590-620 620-750 >750 warna UV Violet Biru Hijau Kuning Jingga Merah Infra merah Interaksi antara energi cahaya dan molekul dapat digambarkan sebagai berikut : E = hv Dimana : E = energi (joule/secondh) h = tetapan plank v = frekuensi foton Skema spektrofotometri ; Sumber Amplifier
Cahaya Monokromator Pembaca/ Recorder
Sampel
Detektor
20
Penerapan spektrofotometrik Hukum Beer : Absorbans, log (Po/P), radiasi monokromatik berbanding lurus dengan konsentrasi suatu penyerap dalam larutan Hukum Bouger (Lambert) : Bayangkan suatu medium penyerap yang homogen dalam lapisan-lapisan yang sama tebal. Tiap lapisan menyerap radiasi monokromatik yang memasuki lapisan itu dalam fraksi yang sama seperti lapisanlapisan lainnya. Dengan semuanya yang lain sama, maka absorbans itu berhubungan lurus dengan panjang jalan yang melewati medium. Gabungan Hukum Bouger-Beer, sering di tuliskan sebagai: A = abc atau A = ɛbc Dengan : A = absorbansi ɛ = absorpsivitas molar ( jika konsentrasi dalam molar ) dengan satuan M-1cm-1 a = absorpsivitas (jika konsentrasi dalam %b/v ) dituliskan E1%1cm b = panjang jalan/ kuvet c = konsentrasi Spektra absorbansi sering dinyatakan dalam %T maupun dalam bentuk A (absorbansi). Maka, A = - log (%T)
21
A = log (Po/P) Po adalah daya cahaya masuk dan P adalah daya yang diteruskan melewati sampel.
(Underwood A.L., 1981)
2.9.3. Prinsip Kerja Alat Spektrofotometri Sinar polikromatis yang dipancarkan oleh sumber cahaya melewati prisma akan dipancarkan menuju filter sehingga diteruskan sinar monokromatis tertentu sesuai dengan panjang gelombang yang telah diatur. Sinar tersebut diserap oleh sampel yang terdapat dalam kuvet dan besar serapannya ditangkap oleh detektor fotosel lalu diubah menjadi energi listrik dan diperkuat oleh amplifier sehingga dapat ditangkap oleh indikator. 2.9.4. Permasalahan Spektrofotometri Pada metode spketrofotometri terdapat permasalahan ataupun gangguan seperti sidik jari, kooran padat yang telah kering, yang menempel pada dinding sel yang dapat mengganggu penembusan sinar, juga gelembung udara dan lemak. (Alaerts,G. 1987) Permasalahan analisis dengan metode spektrofotometri adalah kesalahan pengukuran detektor yang disebabkan antara lain oleh : a. Adanya radiasa sesatan (stary radiation) yang ditimbulkan peralatan spektrofotometri itu sendiri dan ditimbulkan oleh faktor-faktor dari lingkungan seperti debu dan sebagainya
22
b. Adanya pergeseran panjang gelombang pengukuran (λmaks) yang disebabkan gelombang.
oleh
gerakan
mekanis
untuk
mengatur
panjang
(M.Mulja.1995)
