Jenjang Industri: Manfaat, Produksi, dan Prospek Masa Depan
Latar Belakang
Jenjang industri adalah varietas berbeda dari Cannabis sativa L. yang biasanya mencapai 4–15 ft (1,2–4,5 m) tinggi dan hingga 0,75 in (2 cm) diameter. Batangnya terdiri dari pith dalam, inti kayu yang dikenal sebagai hurds, dan lapisan serat kulit luar. Serat kulit sangat dihargai untuk tekstil, tali, dan kertas halus, sementara inti serat digunakan untuk tempat tidur hewan, mulsa, bahan bakar, dan material konstruksi.
Karena jenjang berbagi bentuk daun dengan marijuana, seringkali disalahkapar dengan yang terakhir. Perbedaan kunci terletak pada kandungan tetrahydrokannabinol (THC): jenjang industri mengandung kurang dari 1% THC, sedangkan marijuana dapat mencapai 20%. Banyak negara, termasuk Amerika Serikat, secara historis hati-hati dalam melegalkan budidaya jenjang karena khawatir memburamkan garis antara jenjang industri dan cannabis psikoaktif.
Kanada telah melegalkan jenjang di bawah regulasi yang ketat. Petani harus melalui pemeriksaan catatan kriminal dan mendapatkan lisensi dari Health Canada, dan konsentrasi THC maksimum dibatasi pada 0,3%. Meskipun kontrol ini, produksi jenjang Kanada meningkat tiga kali lipat dalam satu tahun, dari 6.175 hektar (61,75 ha) pada 1998 hingga hampir 20.000 hektar (200 ha) pada 1999, dengan lebih dari 95% lahan itu untuk biji jenjang.
Para pendukung menyoroti manfaat agronomi jenjang: ia adalah tanaman rotasi serbaguna yang tidak memerlukan pestisida, meningkatkan aerasi tanah, dan dapat menghasilkan $250–$300 per hektar—kira-kira 1,5–2 kali pendapatan dari jagung atau kedelai. Jenjang matang dalam sekitar 90 hari, menghasilkan empat kali lebih banyak kertas per hektar daripada pohon sequoia dalam jangka waktu 20 tahun, meskipun beberapa varietas pohon melampauinya dua hingga tiga kali.
Para pengakui mengklaim jenjang dapat mendukung 25.000 produk yang berbeda—dari pakaian dan makanan hingga toiletri. Secara historis, jenjang mendominasi layar dan rigging pembuatan kapal pada abad ke-19 dan tetap menjadi serat tekstil utama. Hari ini, China memimpin produksi kain jenjang, sementara India adalah produsen jenjang terbesar di dunia.
Turunan jenjang lainnya mencakup isolasi, papan partikel, papan serat, tali, benang, kertas koran, kardus, tempat tidur kuda, dan kompos. Tempat tidur jenjang telah terbukti mengurangi bau ammonia lebih efektif daripada jerami. Biji jenjang diproses menjadi metanol, minyak pemanas, minyak salad, farmasi, sabun, cat, dan tinta.
Saat ini, 32 negara—termasuk Kanada, Inggris, Prancis, dan China—mengizinkan budidaya jenjang industri. Di Amerika Utara, pasar domestik dinilai sebesar $50–$100 juta per tahun, dengan impor AS dari kain yang dipleten jenjang mencapai $2,9 juta pada 1997 dan berkembang menjadi $40 juta saat produk yang lebih luas dipertimbangkan. Tekstil jenjang mengakibatkan 5% output jenjang Kanada.
Sejarah
Jenjang adalah tanaman pertama yang domestikasi untuk serat dan makanan, dengan bukti budidaya yang risal pada 8000 SM di Mesopotamia (Turki modern). Ia menyebar ke Asia Tengah pada 6500 SM, kemudian ke China, di mana ia mendapatkan aplikasi medis. Pada 2700 SM, jenjang menjadi bagian integral dari kain, tali, obat, dan makanan di seluruh Timur Tengah, Afrika, dan sebagian besar Asia. Eropa menerima jenjang sekitar 400 tahun kemudian. Kertas tertua yang tersisa—kertas pergamen China 100%—berasal dari tahun 770 M.
Dari 1000 SM hingga abad ke-19, jenjang mendominasi pertanian global, menyediakan kertas dan minyak lampu. Teks ikonik seperti Alkitab dan Alice in Wonderland dicetak pada kertas jenjang; seniman terkenal melukis pada kanvas jenjang. Di Amerika Utara, tanaman jenjang pertama muncul di Nova Scotia pada 1606, dan Thomas Jefferson membuat Deklarasi Kemerdekaan pada kertas jenjang.
Pada 1937, AS dan Kanada menghentikan budidaya cannabis di bawah Marijuana Tax Act, mengenakan pajak satu dolar per ons pada produsen jenjang—pembatasan yang dicabut selama Perang Dunia II untuk mendukung materi perang.
Produksi jenjang global menurun dari 300.000 short ton (272.160 t) pada 1961 menjadi 69.000 short ton (62.597 t) pada 1997. China tetap menjadi produsen terbesar, menyumbang 36% serat global dan 73% output biji. Pada awal 1990-an, 23 pabrik kertas—khususnya di China dan India—memproses 12.000 short ton (10.886 t) pulp jenjang per tahun, menghasilkan kertas khusus seperti kertas rokok.
Dalam beberapa tahun terakhir, jumlah perusahaan yang memproduksi produk jenjang telah meningkat. Kanada melegalkan produksi dan penjualan jenjang pada 1998, sementara budidaya komersial AS masih dilarang, meskipun uji coba penelitian telah dimulai.
Bahan Baku
Pengolahan serat jenjang memerlukan sedikit kimia. Serat dapat dicampur dengan serat sintetis atau resin, tergantung pada aplikasi akhir. Untuk pembuatan kertas, air dan kimia seperti natrium hidroksida atau senyawa sulfur digunakan untuk menghilangkan agen pengikat alami.
Proses Manufaktur
Budidaya dan Panen
Jenjang adalah tanaman tahunan yang tumbuh subur di tanah yang mirip dengan yang mendukung jagung: berdrainase baik, kaya nitrogen, dan tidak asam. Kondisi optimal termasuk iklim sedang, kelembaban tinggi, dan 25–30 in (64–76 cm) curah hujan per tahun. Suhu tanah di atas 42–46 °F (5,5–7,7 °C) diperlukan sebelum penanaman.
- 1. Kualitas serat mencapai puncak ketika tanaman mulai melepaskan serbuk sari, biasanya pertengahan Agustus di Amerika Utara. Panen biji mengikuti empat hingga enam minggu kemudian. Serat siap untuk dipanen 70–90 hari setelah penanaman. Mesin khusus—seperti chopper yang sejajar baris atau combine yang dimodifikasi—memastikan ekstraksi serat yang efisien.
- 2. Setelah dipotong, batang melalui retting—proses alami pemecahan pectin yang melonggarkan serat. Retting berlangsung empat hingga enam minggu, selama yang nutri dikembalikan ke tanah saat daun membusuk. Batang secara berkala dibalik dan dibungkus dengan alat jerami standar. Batang jenjang yang dibungkus dan disimpan harus mempertahankan kelembaban di bawah 15%. Hasil bervariasi dari 2–6 short ton (1,8–5,4 t) batang kering per hektar, atau 3–5 short ton (2,7–4,5 t) batang yang dibungkus per hektar di Kanada.
Pengolahan Biji
- 3. Biji jenjang harus dibersihkan dan dikeringkan sebelum disimpan. Ekstraksi minyak biasanya menggunakan mesin tekan expeller mekanis di bawah atmosfer nitrogen—tekan dingin—untuk melestarikan rasa dan umur simpan. Metoda pelarut emerging (heksana, CO2 cair, etanol) mencapai hasil yang lebih tinggi tetapi memerlukan pemurnian dan deodorisasi yang hati-hati untuk penggunaan kosmetik.
- 4. Langkah dehulling mengeliminasi kulit biji melalui mesin menghancurkan, diikuti oleh pembersihan untuk menghilangkan sisa kulit.
Pengolahan Serat
- 5. Inti kayu dipisahkan dari serat kulit menggunakan roller atau hammermill. Serat kulit yang dibersihkan dan dicard disesuaikan ukurannya dan dibungkus. Operasi sekunder mencakup matting untuk produk non-tenun, pulping untuk kertas, dan steam explosion untuk menghilangkan pengikat, menghasilkan serat yang dapat ditenun. Garis proses penuh dapat menghasilkan 2–8 short ton per jam (1,8–7,2 t/jam).
Pengemasan
- 6. Serat utama dikompresi ke dalam bentuk bungkusan mirip kapas, wol, atau polyester. Produk seperti tempat tidur kuda juga dikemas dalam bungkusan terkompresi.
Pembuatan Kertas
- 7. Serat kulit diumpankan ke dalam digester—tangki bol dengan air dan kimia—dan dipanaskan selama delapan jam pada suhu dan tekanan tinggi untuk memisahkan serat. Pulp yang dihasilkan dicuci untuk menghilangkan kimia dan pectin. Hollander beater memurnikan serat lebih lanjut, memotongnya ke panjang dan kekasaran permukaan yang diinginkan. Pemutihan opsional dapat diterapkan. Pulp kemudian dikeringkan atau diangkut ke pabrik kertas.
Kontrol Kualitas
Serat jenjang melalui pengujian yang ketat untuk kekuatan tarik, kekerusan, dan warna. Kandungan kelembaban dipantau selama budidaya dan pengolahan. Tingkat THC diukur secara berkelanjutan untuk memastikan kepatuhan dengan batas maksimum 0,3%. Standar berkembang seiring kemajuan penelitian.
Hasil Samping dan Sampah
Sisa jenjang biasanya dibakar, sementara serat inti digunakan kembali menjadi kertas, tempat tidur kuda, atau material konstruksi. Debu inti ditekan menjadi pelet untuk bahan bakar, dan kepingan halus berfungsi sebagai amendemen tanah yang kaya nutrisi.
Masa Depan
Di mana legal, industri jenjang tumbuh dengan tingkat 20% per tahun. Aplikasi emerging termasuk tepung jenjang untuk akuakultur, bir jenjang di Kanada, dan material komposit konstruksi. Biji jenjang, kaya asam lemak esensial, protein, kalsium, besi, seng, dan vitamin B, C, dan E, menjanjikan sebagai sumber makanan yang padat nutrisi. AS tetap ragu-ragu: sementara 10 negara bagian mengundangkan undang-undang budidaya berbasis penelitian pada 1998, pembatasan federal masih berlaku. Perubahan regulasi oleh DEA bisa membuka tanaman miliar dolar, asalkan investasi, harga kompetitif, dan produk berkualitas tinggi tercapai dan teknologi pengolahan dipersiapkan ulang.
