Hemp Industri

Latar Belakang

Rami adalah varietas yang berbeda dari spesies tanaman Cannabis sativa L. yang tumbuh setinggi 4-15 kaki (1,2-4,5 m) dan diameter hingga 0,75 inci (2 cm). Tanaman terdiri dari lapisan dalam yang disebut empulur dikelilingi oleh serat inti kayu, yang sering disebut sebagai hurds. Serat kulit pohon membentuk lapisan luar. Serat kulit pohon utama melekat pada serat inti oleh pektin—zat seperti lem. Serat utama digunakan untuk tekstil, tali, dan produk kertas halus. Serat inti seperti kayu digunakan untuk alas hewan, mulsa taman, bahan bakar, dan berbagai macam bahan bangunan.

Karena bentuk daunnya yang mirip, rami sering disalahartikan dengan ganja, tanaman ganja lainnya. Perbedaan utamanya adalah kandungan tetrahydrocannabinol (THC), bahan yang menghasilkan high ketika dihisap. Ganja dapat mengandung sebanyak 20% THC, dibandingkan dengan kurang dari 1% untuk rami industri. Terlepas dari perbedaan ini, beberapa negara enggan melegalkan penanaman ganja (terutama Amerika Serikat), karena dikhawatirkan akan mempersulit pengendalian penggunaan obat tersebut. Kebanyakan varietas ganja juga memiliki batang berongga yang memiliki kandungan serat sangat tinggi (35%), berbeda dengan varietas ganja yang biasanya memiliki batang padat yang memiliki kandungan serat rendah (15%).

Kanada adalah salah satu negara yang telah melegalkan ganja, meskipun dengan batasan tertentu. Konsentrasi THC maksimum yang diizinkan adalah 0,3% dan semua petani rami diharuskan menjalani pemeriksaan catatan kriminal, serta mendapatkan lisensi dari Health Canada. Terlepas dari pembatasan ini, produksi rami telah meningkat tiga kali lipat hanya dalam setahun, dari 6.175 hektar (61,75 hektar) yang dipanen pada tahun 1998 menjadi hampir 20.000 hektar (200 hektar) pada tahun 1999. Lebih dari 95% dari hektar yang ditanam pada tahun 1999 di Kanada adalah untuk biji rami.

Petani yang menanam rami mengklaim itu adalah tanaman rotasi yang bagus dan dapat menggantikan hampir semua panen. Tumbuh tanpa memerlukan pestisida dan baik dalam menganginkan tanah. Pada basis per-hektar, satu perkiraan mengklaim bahwa petani jaring rami memperoleh lebih banyak pendapatan ($250-$300) daripada jagung atau kedelai ($100-$200). Tanaman rami penuh hanya membutuhkan 90 hari untuk tumbuh, menghasilkan kertas empat kali lebih banyak per acre, jika dibandingkan selama periode 20 tahun yang sama dengan pohon redwood di barat laut Amerika Serikat. Namun, ada varietas pohon lain yang menghasilkan dua hingga tiga kali lebih banyak daripada rami.

Pendukung rami mengklaim bahwa itu dapat digunakan dalam 25.000 produk yang berbeda, dari pakaian hingga makanan hingga perlengkapan mandi. Sampai abad kesembilan belas, rami digunakan di 90% dari layar kanvas kapal, tali-temali, dan jaring (dan dengan demikian itu adalah tanaman yang diperlukan di koloni-koloni Amerika). Saat ini, serat rami digunakan sebagai pengganti fiberglass di komponen otomotif dan dibuat menjadi kain untuk penutup jendela, tirai kamar mandi, dan pelapis. Cina adalah produsen kain rami terbesar di dunia, sedangkan India memproduksi rami paling banyak secara keseluruhan.

Produk lain yang terbuat dari serat rami antara lain:insulasi, papan partikel, papan serat, tali, benang, benang, kertas koran, karton, kertas, alas kandang kuda, dan kompos. Tempat tidur rami telah ditemukan lebih unggul dari jerami dan bahan lain untuk kandang kuda dalam mengurangi bau amonia. Biji rami digunakan untuk membuat metanol dan minyak pemanas, minyak salad, obat-obatan, sabun, cat, dan tinta.

Saat ini 32 negara, termasuk Kanada, Inggris Raya, Prancis, dan Cina, mengizinkan petani menanam rami industri. Pasar rami saat ini untuk penjualan dan ekspor di Amerika Utara diperkirakan antara $50-$ 100 juta per tahun. Impor kain tenun industri Amerika Serikat yang terbuat dari rami mencapai $2,9 juta pada tahun 1997. Volume impor melonjak menjadi sekitar $40 juta ketika produk lain—seperti kertas, sampo, dan minyak—dimasukkan. Penggunaan tekstil rami mewakili 5% dari produk rami yang diproduksi di Kanada.

Sejarah

Rami adalah tanaman pertama yang dibudidayakan di dalam negeri sekitar 8000 SM. di Mesopotamia (sekarang Turki). Rami ditanam untuk serat dan makanan. Itu tercatat dipanen di Asia Tengah sekitar 6500 SM. Beberapa abad kemudian, Cina mulai menanam rami sebagai tanaman dan kemudian menggunakannya dalam pengobatan. Pada 2700 SM. , Timur Tengah, Afrika, dan sebagian besar Asia menggunakan rami untuk kain, tali, obat-obatan, dan makanan. Rami diperkenalkan ke Eropa 400 tahun kemudian. Potongan kertas tertua yang masih ada, perkamen rami Cina 100%, bertanggal 770 M.

Dari 1000 SM. hingga abad kesembilan belas, rami adalah tanaman pertanian terbesar di dunia, di mana ia juga digunakan untuk kertas dan minyak lampu. Selama periode ini, beberapa buku terkenal, termasuk Alkitab dan Alice in Wonderland, dicetak di atas kertas rami, dan beberapa seniman terkenal melukis di atas kanvas rami. Tanaman pertama di Amerika Utara ditanam oleh seorang ahli botani Prancis di Nova Scotia pada tahun 1606. Thomas Jefferson menyusun Deklarasi Kemerdekaan Amerika Serikat di atas kertas rami dan menanam rami sendiri. Dua abad kemudian, Amerika Serikat dan Kanada menghentikan penanaman ganja pada tahun 1937 dengan Undang-Undang Pajak Marijuana (ini menempatkan pajak satu dolar per ons untuk setiap produsen rami), yang kemudian dicabut selama upaya Perang Dunia II.

Produksi global rami telah menurun sejak tahun 1960-an, dari lebih dari 300.000 ton pendek (272.160 t) serat rami dan derek pada tahun 1961 menjadi 69.000 ton pendek (62.597t) pada tahun 1997. Cina menyumbang 36% dari produksi ini dan 73% dari produksi biji-bijian. Ini telah turun dari 80.000 menjadi 37.000 ton pendek (72.576 menjadi 33.566 t) selama periode yang sama. Sekitar tahun 1994, terdapat 23 pabrik kertas yang menggunakan serat rami, dengan perkiraan produksi dunia sebesar 12.000 ton pendek (10.886 t) per tahun. Sebagian besar pabrik ini berlokasi di Cina dan India untuk memproduksi kertas cetak dan kertas tulis. Yang lain memproduksi kertas khusus, termasuk kertas rokok. Rata-rata pabrik pulp dan kertas rami menghasilkan sekitar 5.000 short ton (4.536 t) per tahun, dibandingkan dengan pabrik pulp kayu di 250.000 short ton (226.800 t) per tahun.

Namun, dalam dekade terakhir, jumlah perusahaan yang memperdagangkan dan memproduksi produk rami telah meningkat secara dramatis. Pasar Amerika Utara masih dalam masa pertumbuhan karena Kanada baru saja melegalkan produksi dan penjualan rami pada tahun 1998. Tes budidaya rami di Amerika Serikat dimulai setahun kemudian meskipun masih ilegal untuk menanamnya secara komersial.

Bahan Baku

Pemrosesan serat menggunakan sedikit bahan kimia, jika ada sama sekali. Namun, serat dapat dicampur dengan bahan lain, seperti serat sintetis atau resin sebagai pengikat, tergantung pada produk akhir yang dibuat. Untuk pembuatan kertas, air dan bahan kimia (senyawa natrium hidroksida atau belerang) dicampur dengan serat untuk menghilangkan komponen lem alami.

Proses Pembuatan

Budidaya dan panen

Rami adalah tanaman tahunan yang tumbuh dari biji. Tumbuh di berbagai tanah, tetapi cenderung tumbuh paling baik di tanah yang menghasilkan hasil jagung yang tinggi. Tanah harus dikeringkan dengan baik, kaya akan nitrogen, dan tidak asam. Rami lebih menyukai iklim ringan, atmosfer lembab, dan curah hujan setidaknya 25-30 inci (64-76 cm) per tahun. Suhu tanah harus mencapai minimal 42-46°F (5,5-7,7°C) sebelum benih dapat ditanam.

• 1 Tanaman siap memanen serat berkualitas tinggi saat tanaman mulai mengeluarkan serbuk sari, pada pertengahan Agustus untuk Amerika Utara. Panen untuk benih terjadi empat sampai enam minggu kemudian. Serat rami biasanya siap panen dalam 70-90 hari setelah penyemaian. Mesin khusus dengan deretan gigi independen dan perajang digunakan. Untuk memanen rami untuk tekstil, diperlukan peralatan pemotongan khusus. Gabungan digunakan untuk memanen Contoh serat rami dan rami. biji-bijian, yang dimodifikasi untuk menghindari bagian-bagian mesin terjerat dengan serat kulit pohon.
• 2 Setelah tanaman dipotong, batang dibiarkan rett (penghilangan pektin [pengikat] oleh paparan alami ke lingkungan) di lapangan selama empat sampai enam minggu-tergantung cuaca-untuk melonggarkan serat. Sementara batang tergeletak di lapangan, sebagian besar nutrisi yang diekstraksi oleh tanaman dikembalikan ke tanah saat daun membusuk. Tangkai dibolak-balik beberapa kali menggunakan mesin khusus untuk meratakan dan kemudian dibaling dengan peralatan pemanen jerami yang ada. Bale disimpan di tempat kering, termasuk gudang, lumbung, atau tempat penyimpanan tertutup lainnya. Kadar air batang rami tidak boleh melebihi 15%. Ketika ditanam untuk serat, hasil berkisar dari 2-6 ton pendek (1,8-5,4 ton) batang kering per hektar, atau dari 3-5 ton pendek (2,7-4,5 ton) batang rami baled per hektar di Kanada.

Pemrosesan biji-bijian

• 3 Biji rami harus dibersihkan dan dikeringkan dengan benar sebelum disimpan. Ekstraksi minyak biasanya dilakukan dengan menggunakan penekan mekanis di bawah atmosfer nitrogen, atau dikenal sebagai pengepresan dingin mekanis. Perlindungan dari oksigen, cahaya, dan panas sangat penting untuk menghasilkan minyak yang enak dengan masa simpan yang dapat diterima. Metode ekstraksi pelarut juga muncul untuk menghilangkan minyak karena mereka mencapai hasil yang lebih tinggi. Metode tersebut menggunakan heksan, karbon dioksida cair, atau etanol sebagai pelarut. Langkah pemurnian dan penghilangan bau mungkin diperlukan untuk produsen kosmetik.
• 4 Langkah dehulling, yang menghilangkan kulit renyah dari biji menggunakan mesin penghancur, mungkin diperlukan. Modifikasi peralatan yang ada mungkin diperlukan untuk membersihkan benih dari residu lambung secara memadai.

Pemrosesan serat

• 5 Untuk memisahkan inti kayu dari serat kulit kayu, digunakan urutan roller (breaker) atau hammermill. Serat kulit kayu kemudian dibersihkan dan digaruk hingga kadar dan kehalusan inti yang diinginkan, terkadang diikuti dengan pemotongan sesuai ukuran dan baling. Setelah pembersihan dan carding, langkah-langkah sekunder sering diperlukan. Ini termasuk anyaman untuk produksi tikar dan bulu domba non-anyaman, pembuatan pulp (penguraian bundel serat dengan metode kimia dan fisik untuk menghasilkan serat untuk pembuatan kertas), dan ledakan uap, penghilangan bahan pengikat alami secara kimiawi untuk menghasilkan serat yang dapat ditenun. . Jalur pemrosesan lengkap untuk serat rami memiliki output mulai dari 2-8 short ton/jam (1,8-7,2 t/jam).

Kemasan

• 6 Serat primer ditekan menjadi bale yang sangat padat, mirip dengan serat lain seperti kapas, wol, dan poliester. Produk lain, seperti alas kuda, dikemas dalam bale terkompresi.

Pembuatan kertas

• 7 Serat kulit kayu biasanya digunakan dalam kertas, yang dimasukkan ke dalam tangki berbentuk bola yang disebut digester dengan air dan bahan kimia. Campuran ini dipanaskan hingga delapan jam pada suhu dan tekanan tinggi sampai semua serat dipisahkan satu sama lain. Mencuci dengan air berlebih menghilangkan bahan kimia dan komponen pengikat yang diekstraksi (pektin). Serat bersih kemudian dimasukkan ke dalam mesin yang disebut pengocok Hollander, yang terdiri dari bak besar yang dilengkapi dengan roda yang berputar di sekitar sumbu horizontal. Langkah pemukulan ini, yang berlangsung hingga 12 jam, memotong serat dengan panjang yang diinginkan dan menghasilkan kekasaran permukaan yang diperlukan untuk ikatan yang tepat. Bahan kimia pemutih terkadang ditambahkan selama langkah ini atau untuk memisahkan tangki dengan serat. Pulp yang telah diputihkan kemudian dipompa ke mesin kertas atau ditekan sampai kering yang cocok untuk transportasi ke pabrik kertas di lokasi lain.

Kontrol Kualitas

Serat rami diuji untuk kekuatan tarik, kehalusan (diameter serat), dan warnanya dicatat. Kadar air dicatat selama setiap tahap pertumbuhan dan proses produksi. Kandungan THC dari tanaman juga diuji secara berurutan untuk memastikan bahwa levelnya tidak melebihi tanda 0,3%. Penelitian masih dilakukan tentang efek rami pada industri. Menetapkan standar terus-menerus diubah dan diubah.

Produk Sampingan/Limbah

Rami yang dipanen tidak digunakan dibakar. Selama pemrosesan serat, serat inti disimpan dan biasanya digunakan untuk membuat kertas, alas kuda, atau bahan konstruksi. Sebagian besar produsen rami mendaur ulang serat inti dengan menghilangkan debu, kemudian baling dan pengemasan. Debu dapat ditekan menjadi pelet yang digunakan untuk bahan bakar. Kotoran dan serpihan kecil inti juga digunakan sebagai aditif tanah bernutrisi tinggi.

Masa Depan

Di mana legal, industri rami telah tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan sebesar 20%. Penggunaan potensial lainnya sedang dikembangkan. Misalnya, tepung rami telah menunjukkan dapat digunakan sebagai bahan makanan untuk budidaya perikanan, khususnya ikan air tawar dan udang. Bahkan bir rami telah memasuki pasar Kanada, meskipun diperkirakan akan tetap menjadi bagian kecil dari penjualan bir. Bahan komposit untuk industri bangunan juga sedang diselidiki.

Menggunakan rami sebagai sumber makanan mungkin menjadi aplikasi terbesar, karena biji rami memiliki banyak nilai gizi. Biji rami mengandung asam lemak esensial, protein, kalsium, zat besi, seng, serta vitamin B, C, dan E. Biji rami dapat dibuat menjadi minyak atau tepung dan juga dapat dimakan utuh karena rasanya yang mirip dengan kacang pinus atau biji bunga matahari. .

Prospek rami di Amerika Serikat tidak pasti karena masih ilegal untuk menanamnya. Ada 10 negara bagian yang meloloskan undang-undang pada tahun 1998 untuk mengizinkan penanaman rami untuk tujuan penelitian—Arkansas, California, Hawaii, Illinois, Minnesota, Montana, New Mexico, North Dakota, dan Virginia—dan sejumlah negara bagian lain sedang mempertimbangkannya. Namun, undang-undang federal masih melarang menanam rami industri. Badan Penegakan Narkoba harus berubah pikiran sebelum pasar mana pun dapat dikembangkan di Amerika Serikat. Setelah itu terjadi, rami bisa menjadi tanaman bernilai miliaran dolar jika ada investasi dan minat yang cukup, harga bersaing, dan produk berkualitas tinggi dapat dibuat. Teknologi pemrosesan juga perlu ditingkatkan untuk produk dengan nilai tambah yang lebih tinggi.