1. Pengertian Amoniasi
Amoniasi adalah salah satu bentuk perlakuan kimiawi
(menggunakan urea) yang telah banyak dilakukan untuk meningkatkan nilai gizi
dan kecernaan limbah berserat tinggi.
Amoniasi merupakan salah satu perlakuan kimia yang bersifat alkalis dan
dapat melarutkan hemiselulosa, lignin dan silika, saponifikasi asam uronat dan
ester asam asetat menetralisasi asam nitrat bebas serta dapat mengurangi
kandungan lignin dinding sel. Turunnya kristalinitas selulosa akan mernudahkan
penetrasi enzim selulosa mikrobia rumen (Van Soest, 1982).
Urea adalah bahan padat yang berbentuk kristal bersifat
alkali yang dibuat secara sintesis dengan menggabungkan gas amonia dan
C02. Gas amoniak tidak mudah menyala dan
tidak merusak metal. Di udara bebas, NH3
akan terikat oleh H2O lalu membentuk NH4OH. Urea bila
ditambah air dan bila terdapat mikroorganisme yang mengeluarkan enzim urease,
maka akan diuraikan menjadi amonia
dankarbondioksida. Amonia yang terbentuk sebagian akan terfiksasi dalam
jaringan bahan yang diamoniasi sehingga meningkatkan kadar protein kasar.
Amonia yang dihasilkan pada proses amoniasi menyebabkan
perubahan komposisi dan struktur dinding sel yang berperan untuk membebaskan
ikatan antara lignin dengan selulosa dan hemiselulosa. Reaksi kimia yang
terjadi (dengan memotong jembatan hidrogen) rnenyebabkan mengembangnya jaringan
dan meningkatkan fleksibilitas dinding sel hingga memudahkan penetrasi
(penerobosan) oleh enzim selulase yang dihasilkan oleh mikroorganisme.
Tingkat pemberian amonia yang optimal untuk amoniasi
adalah 3 ‑ 5 % (setara dengan urea 5,3 ‑ 8,8%) dari bahan kering. Pemberian
amonia kurang dari 3% tidak berpengaruh pada kecernaan, jadi hanya berfungsi
sebagai bahan pengawet. Pemberian amonia lebih dari 5% akan terbuang karena bahan tidak mampu
menyerap amonia. Amoniasi dengan urea
dapat meningkatkan daya cerna setelah dilakukan penyimpanan selarna 21 hari.
Amonia yang digunakan
dapat berupa gas, larutan atau amonia yang berasal darl pemecahan urea. Urea
dengan rumus molekul CO(NH2)2 adalah sumber nitrogen yang murah, bersifat
higroskopis, berbentuk kristal padat dan mudah larut dalam air. Urea digunakan sebagai sumber amonia karena
bersifat alkali dan tidak menimbulkan pencemaran lingkungan karena mudah hilang
menguap dan dapat difiksasi oleh tanaman dan mikrobia. Proses amoniasi suatu bahan dipengaruhl oleh
beberapa faktor antara lain yaitu dosis amonia, temperatur lingkungan, lama penyimpanan,
kadar air dari bahan yang diamoniasikan serta macam dan kualitas bahan yang dipakai.
Pada temperatur diatas 300C proses amoniasi
membutuhkan waktu sekitar 3 minggu sedangkan pada temperatur yang lebih rendah
membutuhkan waktu 4‑6 minggu. Temperatur
yang paling baik yaitu 600C. Semakin tinggi temperatur maka proses
amoniasi akan berjalan semakin cepat. Kadar air yang optimal untuk proses
amoniasi adalah 30‑50%.
Prinsip Dasar
Amoniasi merupakan salah satu perlakuan kimiawi dengan
menggunakan urea yang bersifat alkalis yang dapat melarutkan hemiselulosa. Perlakuan alkali dapat mendelignifikasi
dengan cara memutuskan ikatan ester antara lignin dengan selulosa dan
hemiselulosa serta pembengkakan selulosa, sehingga menurunkan kristalinitasnya.
Daya kerja alkali terhadap bahan
berserat pada prinsipnya adalah :
- Memutuskan sebagian
ikatan antara selulosa dan hemiseslulosa dengan lignin dan silika
- “Esterifikasi” gugus
asetil dengan membentuk asam uronat
- Merombak struktur dinding
sel, melalui pengembangan jaringan serat, yang pada gilirannya akan memudahkan
penetrasi (perombakan) molekul oleh enzim selulase mikroorganisme.
2. Beberapa Metode
Pengolahan Dengan Amoniak
Sesuai
dengan perkernbangannya seJak tahun 1972 pengolahan jerami dengan amoniak
mempunyai beberapa metode yang telah dikembangkan oleh para peneliti.
Metode Air Amoniak
Teknik ini ditemukan pertarna kali oleh Waiss pada tahun1972 di Amerika
Serikat kemudian diperbaiki oleh Hart pada tahun 1975. Metode ini adalah untuk
mengolah jerami dalam bentuk “bal persegi panjang” dengan kepadatan sedang.
Untuk mengolah jerami padi metode ini, prinsipnya adalah sebagai berikut :
Campuran anoniak dan air dalam bentuk larutan
(NH40H) disemprotkan di atas tumpukan jerami yang disimpan di atas.lembaran
plastik. Dosis amoniak yang digunakan adalah 4 sampai 7 % dari berat kering
jerami. Air yang dipergunakan ad.alah 30 % dari berat kering jerami. Larutan
amoniak yang digunakan adalah 34 sampai 37 % dari berat kering jerami padi.
Setelah selesai penyiraman tumpukan ditutup dengan lembaran plastik dan kedua
lembaran ini di pertautkan hingga jerami tersebut tertutup rapat dan kedap
udara.
Pemerarman jerami dibiarkan berlangsung selarna
kurang lebih 30 hari pada temperatur udara luar. Setelah 30 hari jerami sudah matang, tutup
plastik dibuka dan dibiarkan diudara terbuka selama paling sedikit 2 hari agar
amoniak yang tidak terserap oleh jerami
dapat lepas ke udara bebas. Setelah di
angin‑anginkan selama 2 hari dimana bau anioniak me adi ke coklat‑coklat sudah
hilang jerami telah berubah warna dan sudah dapat diberikan kepada ternak..
Metode Norwegia
Metode ini adalah juga untuk
mengolah jerami atau rumput dalam bentuk bal empat persegi panjang yang dipak
dengan kepadatan sedang. Teknik ini diternukan pertama kali pada tahun 1978
oleh Sundstol. Untuk mengolah jerami metode ini, prinsipnya adalah sebagai
berikut :
Suatu campuran amoniak cair dan gas
diInjeksikan ke dalarn tumpukan bal jerami yang telah ditutup (dibungkus)
dengan lembaran plastik polyethylene yang kedap udara. Injeksi ini dilakukan
melalui pipa metal yang berlubang‑lubang yang ditempatkan kira‑kira dibagian 3
perempat dari atas tumpukan bal jerarni. Amoniak cair akan menjadi gas
seluruhnya dan merasuk keseluruh bagian jerami yang terkurung dalam, tutup
lembaran plastik. Dengan adanya panas yang dhasilkan oleh perubahan fisik
amoniak dari cair menjadi gas maka amoniak akan diserap oleh bagian lembab
jerami masuk ke dalam pori-pori jerami
(berfiksasi). Dosis amoniak yang
dipergunakan bervariasi antara 3 – 4 % dari berat kering jerami.
Team peneliti dari Cemagref, Montoldre bersama tim peneliti dari INRA,
Theix, Perancis, telah memperbaiki metode ini dengan maksud agar lebih praktis,
cepat dalam injeksi dan menghindarkan adanya bagian‑bagian jerami yang gosong akibat
terlalu banyak terkena amoniak. Teknik yang digunakan tidak lagi menggunakan pipa‑pipa
metalik yang diselipkan dalam tumpukan jerami, tapi dengan menggunakan ember atau
bak penampung amoniak cair yang diletakkan di bagian bawah tumpukan jerami.
Amoniak cair dalam bak penampungan tersebut sedikit demi sedikit menjadi gas
dan berfiksasi ke dalam jerami.
Setelah
injeksi, tumpukan jerami harus tetap tertutup dalam plastik dan benar‑benar
kedap udara agar tidak ada gas amoniak yang keluar. Lama proses
"pernerarnan" ini adalah 4 sampai 8 minggu tergantung pada keadaan
temperatur udara dimana proses ini dilakukan. Di negara‑negara yang iklimnya
lebih panas lama pemeraman dapat dipersingkat. Setelah batas waktu terlewati,
tutup plastik dapat dibuka dan tumpukan jerami dibiarkan terbuka paling
sedikit 2 hari agar amoniak yang tidak terserap oleh jerami (ekses) dapat lepas
ke udara bebas. Jerarni padi yang telah diolah dengan cara ini berwarna kuning
tua sampai coklat dan strukturnya empuk dan renyah dan sudah dapat diberikan
kepada ternak.
Metode Pelepasan Amoniak
Teknik lainnya ialah dengan metode pelepasan amoniak yang berasal dari
urea atas dasar pengaruh panas dan tekanan yang ditemukan oleh Bergner pada
tahun 1974 di Jerman, atau melalui proses "urease" yang ditemukan
oleh Van der Merwe pada tahun 1976 di Afrika selatan. Khususnya untuk jerami
padi clan pengolahan dengan menggabungkan kedua prinsip tersebut di atas yaitu
proses urcape clan panas yang dapat melepas gas amoniak dari urea. Teknik ini
pertama kali ditemukan oleh Dolberg pada tahun 1981 di Bangladesh
Dibuat suatu lubang (silo) dalam tanah yang di
dasarnya dihamparkan lembaran plastik. Di atas lembaran plastik tersebut
ditebarkan jerami sampai penuh, kalau perlu dipadatkan dengan diinjak‑injak
agar dapat menampung lebih banyak jerami didalamnya. Urea sebanyak 5 kg,
dilarutkan dalarn air sebanyak kurang lebih 50 liter untuk tiap 100 gram
jerami, lalu larutan tersebut disirarnkan secara merata ke atas tumpukan
jerami. Setelah selesai penyiraman larutan urea, bagian atas tumpukan jerami di
tutup dengan lembaran plastik lalu ditimbun dengan tanah dengan ketebalan
kurang lebih 30 cm. Pemeraman jerami dalarn lubang ini dibiarkan selama kira‑kira
1 bulan lalu dibuka d an.kemudian dapat
diberikan kepada ternak. Bila sulit membuat, lubang, karena khawatir terendam
terutama di daerah rendah, proses ini
dapat juga dilakukan di atas tanah. Jerami diberi alas plastik lalu ditumpuk
sampai ketinggian tertentu. Urea dilarutkan dalarn air dengan perbandingan 50
gram urea 1 liter air untuk 1 kg. jerami. Larutan urea ini disiramkan perlahan‑lahan
di atas tumpukan jerami sampai merata. Setelah selesai penyiraman, tumpukan
jerami tersebut dibungkus dengan lembaran‑lembaran plastik dan diikat dengan
tali sekelilingnya. Setelah 3 minggu
bungkusan plastik sudah dapat dibuka, bilamana jerami sudah kecoklat-coklatan
dan berbau amoniak menyengat, berarti jerami sudah matang. Sama halnya dengan rne tode terdahulu,
setelah diangin‑anginkan selama 2, baru diberikan pada ternak.
Metode Kontainer Kedap
Udara
Teknik ini mula‑mula ditemukan oleh Cordesse
pada tahun 1981 (Peneliti dari Ecole Nationale Superieure Agronomique, Montpellier
Kontainer
kedap udara yang digunakan adalah kontainer bekas peti pendingin yang berisolasi
baik (cold storage mobil) yang biasa digunakan untuk mengangkut makanan dingin
antar kota
Dengan teknik ini lama proses amoniasi dapat dipersingkat menjadi 6
sampai 13 hari saja, dibandingkan 4 sampai 8 minggu dengan teknik terdahulu.
Bila dosis amoniak yang digunakan 3 % waktu yang diperlukan untuk proses
amoniasi adalah 13 hari, tapi bila dosis amoniak 5 % dari berat jerami maka
waktu yang dip rlukan cukup 6 hari saja. Waktu ini masih dapat dipersingkat
lagi menjadi hanya 24 jam bila di dalarn kontainer tersebut temperatur dapat
ditingkatkan sampai 100o C.
Dewasa
ini banyak kontainer kedap udara model lain yang di konstruksi dan disesuaikan,
untuk menarnpung segala bentuk dan ukuran jerami yang akan diolah misalnya
kontainer yang dibuat oleh Flemstoffe‑Mad‑Amby A/s buatan Denmark
3. Faktor‑Faktor yang Mempengaruhi
Efektifitas Pengolahan
Dosis Amoniak
Yang dimaksud dengan dosis amoniak adalah berat
nitrogen yang dipergunakan dibandingkan dengan berat kering jerami. Dosis optimal adalah antara 3 ‑ 5 %
NH 3 dari berat kering jerami. Kurang dari 3 % tidak ada pengaruhnya terhadap
daya cerna matipun peningkatan kandungan protein kasar, tapi amoniak ini hanya
akan berfungsi sebagai bahan pengawet saja. Bila lebih dari 5 %juga amoniak
akan terbuang karena tidak mampu lagi diserap olch jerami clan akan lepas ke
udara bebas. Kerugiannya hanya pemborosan amoniak yang berarti kerugian ekonomis
saja.
Temperatur
Semakin tinggi temperatur alcan
semakin singkat proses amoniasi ini bedalan. Yang paling baik adalah antara 20
sampai 100 derajat celcius. Pada temperatur rendah di bawah 0 oC
proses amoniasi berjalan sangat lambat.
Tekanan
Tekanan ini tidak dapat berdiri sendiri biasanya
kornbinasi dengan temperatur. Tekanan dan temperatur tinggi misalnya 16,2 kg/cm2 dengan temperatur
213'C alcan mencapai kandungan protein kasar clan daya cerna tertinggi dalarn
waktu hanya 4 menit.
Lama pengolahan
Yang dimaksud dengan lama pengolahan
ialah waktu yang diperlukan untuk proses amoniasi berlangsung. Waktu ini
bervariasi pula sejalan dengan temperatur yang berkisar 1 sampai 8 minggu,
tergantung metode yang dipergunakan. Yang tersingkat adalah bila menggunakan
kontainer kedap udara dengan pemanasan sampai 100 oC.
Kelembaban Jerami
Kelembaban ideal untuk mencapai
kandungan protein kasar dan daya cerna optimal adalah antara 30 sampai 50 %.
Kurang dari 30 % dan lebih dari 50 % proses amoniasi kurang sempurna.
Jenis dan kualitas
Jerami
Tiap jenis jerami rnisalnya jerami
padi, jerami gandum sorghum, jagung dan lain‑lain mempunyai sifat fiksasi
berbeda‑beda bila diolah dengan amoniak. Untuk peningkatan kandungan protein
kasar misalnya :untuk alfalfa jenis‑jenis legume yang sudah tinggi kadar
protein kasarnya tidak dianjurkan untuk diolah dengan amoniak, karena pengariuhnya
kecil sekali. Untuk jenis hijauan kering berkadar protein tinggi dianjurkan
menggunakan dosis rendah (1 ‑ 2 %) hanya untuk pengawet saja.
Peralatan yang Digunakan
Beberapa perlatan yang
digunakan dalam pelaksanaan praktikum proses amoniasi ini adalah sebagai
berikut :
- Tempat bahan yang akan diamoniasi, terbuat
dari plastik atau stoples, dsb.
- Alat pemotong, berupa pisau besar atau
choper
- Timbangan
- Gelas ukur
- Lak ban/ isolasi besar dan tali rafia
- Kertas label dan spidol
Adapun bahan-bahan
yang digunakan dalam praktikum ini adalah :
- Hijauan pakan berserat yang akan dibuat
amoniasi, berupa jerami padi
- Urea
- Air
Prosedur pembuatan
jerami amoniasi :
- Hijauan berserat/ jerami dipotong-potong
(5 -10 cm),
- Hijauan kasar atau jerami yang telah diketahui BK nya ditimbang
- Menentukan urea yang akan digunakan untuk
amoniasi jerami, dosis sebesar 6 % x gram bahan kering jerami
- Urea dilarutkan air (yang telah
diperhitungkan untuk membuat kadar air jerami nantinya menjadi 50 %) secara
homogen (sampai terlarut)
Sebagai Patokan :
|
87
gram urea + 1 liter air + 1 kg jerami (dng kadar air 30 %)
|
- Mencampur larutan urea dengan jerami yang
telah ditimbang, mis: 200 g.
- Dimasukkan dalam tempat amoniasi (plastik/
stoples) dan dipadatkan, kemudian ditutup rapat, disimpan/ diperam dengan aman
(tidak kena air dan jauh dari serangga) selama 3 minggu.
Cara menghitung Kadar air agar sesuai yg dibutuhkan :
|
(% KA
hijauan x gram hijauan) + a
% Kadar Air yg Dibutuhkan =
--------------------------------------
x 100%
(40%)
Gram Hijauan + a
|
à a à dapat dihitung; a merupakan jumlah air yang ditambahkan (dalam ml)
Tidak ada komentar:
Write comments