Biokonversi Sampah Organik Menggunakan Larva Lalat Tentara Hitam atau Black Soldier Fly

Prolog

Tulisan pertama dari dua tulisan mengenai penggunaan larva black soldier fly (BSF) atau lalat tentara hitam untuk mengubah limbah padat organik.

Gagasan untuk menggunakan larva lalat untuk pengolahan sampah organik telah diusulkan hampir 100 tahun yang lalu. Kemudian, banyak penelitian laboratorium menunjukkan bahwa beberapa spesies lalat sangat sesuai untuk biodegradasi limbah organik. Lalat rumah (Musca domestica L.) dan Black Soldier Fly (Hermetia illucens L.) menjadi serangga yang paling banyak dipelajari untuk tujuan ini (Čičková et al., 2015).

Sampah organik umumnya diolah menjadi produk kompos. Namun, biaya transportasi kompos termasuk tinggi jika dibandingkan dengan nilai jualnya. Ditambah lagi, kompos harus bersaing dengan pupuk kimia dan lebih-lebih adanya kebijakan subsidi bagi pupuk kimia. Karena alas an inilah, pengolahan sampah organik seperti ini menjadi kurang menarik (Diener, Zurbrügg, et al., 2011)

Contoh sampah organik dari sayuran dan buah – buahan yang dibuat produk kompos. Credit pixabay

Sebagai alternatif, limbah padat organik dapat direduksi dengan memanfaatkan Larva Black Soldier Fly (BSF). Metode ini menyebabkan pertumbuhan larva yang dapat dipanen sebagai pakan ternak karena kandungan proteinnya tinggi (Saragi and Bagastyo, 2015).

Larva Black Soldier Fly, Hermetia illucens L. (Diptera: Stratiomyidae), dapat digunakan di negara-negara berkembang untuk mengolah sampah organik menjadi bahan pakan ternak yang berharga.

Pendapatan dari penjualan pakan ternak potensial ini dapat mencakup sebagian dari biaya pengumpulan limbah. larva lalat tentara hitam memiliki potensi pengelolaan sampah yang besar, baik itu pengolahan limbah pasar, limbah organik kota atau lumpur tinja pengairan (Diener, Zurbrügg, et al., 2011).

Baca juga : Bagaimana memanfaatkan air limbah domestik perkotaan sehingga dapat mengurangi dampak pencemarannya.

Larva Black Soldier Fly (Hermetia illucens L.)

Hermetia illucens, tersebar luas di daerah beriklim tropis dan hangat antara sekitar 45 ° LU dan 40 ° S (McCallan, 1974; Üstüner et al., 2003 dalam Diener et al., 2011). Larvanya memakan berbagai bahan organik yang membusuk, seperti buah-buahan dan sayuran busuk, kotoran hewan dan kotoran manusia.

Lalat tentara hitam di atas daun. Credit shutterstock

Tahap akhir larva yang disebut prepupa, bermigrasi dari sumber pakan untuk mencari lokasi yang kering dan terlindungi untuk proses pembentukan pupa atau disebut pupasi. Prepupa tersebut dipanen sebagai produk atau hasil dari pengolahan sampah organik, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai makanan hewan serta keperluan lainnya (Diener et al., 2011).

Selama tahap dewasa, BSF tidak makan, dia hanya bergantung pada cadangan lemak tubuhnya. Akibatnya, lalat tidak berkontak dengan bahan organik yang kotor,  karena itulah dia tidak dapat dianggap sebagai vektor penyakit (Leclercq, 1997; Schremmer, 1986 dalam Diener et al., 2011).

Proses Biokonversi

Ada setidaknya dua hal yang diharapkan dari pengolahan sampah organik menggunakan BSF.

Pertama, mencapai efisiensi reduksi sampah yang tinggi.

Kedua, menghasilkan produksi biomassa prepupa yang maksimal. Maka dari itu, penting untuk mengetahui jumlah maksimal sampah yang dapat diproses oleh larva per hari (Diener, Studt Solano, et al., 2011). Selain itu, ada beberapa faktor yang perlu mendapat perhatian dalam pengolahan sampah organik menggunakan larva BSF ini

Jenis Dan Komposisi Sampah Yang Diolah

Sebuah studi dilakukan terhadap 3 jenis sampah organik yakni: campuran sampah sayuran dan buah, campuran sampah sayuran, buah dan ikan, dan sampah berupa ikan saja yang berasal dari pasar tradisional.  Sampah berupa campuran sayur dan buah menghasilkan reduksi sampah terbesar yakni 42.75% – 63.90% .

Prosentase reduksi sampah dari berbagai jenis sampah dapat dilihat pada tabel di bawah ini. (Sumber : Bagastyo dan Saragi, 2015)

Komposisi sampah dan feeding rateReduksi sampah ( % )
sayur:buah (20mg/larva.day)63.90
sayur:buah (40mg/larva.day)49.07
sayur:buah (60mg/larva.day)42.75
sayur:buah:ikan (20mg/larva.day)55.90
sayur:buah:ikan (40mg/larva.day)49.82
sayur:buah:ikan (60mg/larva.day)40.48
ikan (20mg/larva.day)54.24
ikan (40mg/larva.day)44.35
ikan (60mg/larva.day)18.87

Feeding Rate

Dari pengujian di atas, dapat dilihat bahwa pada ketiga jenis campuran, feeding rate yang terkecil (20 mg/larva per hari) memberikan reduksi sampah yang terbesar jika dibandingkan feeding rate 40 dan 60 mg per larva per hari. Ini dapat dijelaskan bahwa, jumlah pakan berlebih, menyebabkan kondisi anaerob pada dasar reaktor yang menyulitkan akses larva BSF terhadap makanan (Saragi and Bagastyo, 2015).

Pengaruh Kelembaban

Kesulitan dalam pemisahan residu (ekskreta larva dan bahan yang belum terkonversi) dari biomassa terjadi jika kelembaban berlebihan. Kondisi sangat lembab, bahkan basah akibat terakumulasinya cairan di bagian tertentu reaktor akan menimbulkan bau busuk dan kondisi anaerobik.

Kondisi seperti ini menghalangi larva dari sumber makanan sehingga akan mengurangi produksi prepupa dan menghambat reduksi sampah. Lebih jauh lagi, penanganan residu akan lebih sulit akibat bau dan lengket (Diener et al., 2011).

Sebuah studi dilakukan terhadap limbah makanan dengan kadar air berbeda (70%, 75% dan 80%) diumpankan ke larva BSF pada reaktor rotary drum yang dikendalikan suhunya.

Hasil menunjukkan bahwa residu dapat dipisahkan secara efektif dari biomassa serangga dengan pengayakan menggunakan 2,36 mm saringan, untuk kedua jenis limbah makanan sebesar 70% dan kadar air 75%. Namun, sieving dari residu, tidak memungkinkan untuk limbah makanan pada kadar air 80% (Cheng, Chiu and Lo, 2017).


Penampakan Larva dan Residu, (a) residu halus dan kering, (b) residu berbutir dan (c) residu basah dan lengket. Sumber (Cheng, Chiu and Lo, 2017)

Akan tetapi, tingkat kelangsungan hidup larva tidak terpengaruh oleh kadar air dari sampah makanannya. Tingkat kelangsungan hidup larva yang tinggi paling sedikit 95% dicapai dengan menggunakan reaktor rotary drum yang dikendalikan suhu untuk semua kelompok perlakuan.

Kelembaban juga  tidak banyak berpengaruh terhadap berat larva. Hanya dijumpai perbedaan sebesar 4-6 mg pada berat larva yang diberi makan dengan sampah berkelembaban 70 persen dan 80 persen.

Berat basah rata-rata larva dari 100 sampel biomassa serangga yang dikumpulkan dari reaktor rotary drum saat limbah makanan pra-konsumen dan makanan pasca-konsumen pada 70%, 75% dan 80% kadar air (Cheng, Chiu and Lo, 2017)

Namun, kelembaban memberikan pengaruh terhadap laju pertumbuhan larva. Pertumbuhan tercepat dicapai pada larva BSF yang diberikan pakan sampah dengan kelembaban 80 persen (Cheng, Chiu and Lo, 2017)

Keberadaan Zat Toksik

Hal lain yang perlu diperhatikan dalam pengolahan sampah organik menggunakan larva BSF adalah keberadaan zat toksik. Hadirnya zat-zat yang memiliki efek racun, bukan saja mempengaruhi pertumbuhan larva dan pada akhirnya mempengaruhi proses secara keseluruhan, keberadaan zat misalnya logam berat juga berbahaya ketika memasuki rantai makanan.

Penggunaan prepupa yang berasal dari sumber yang terkontaminasi logam berat, tidak seharusnya dilakukam. Karena konsentrasinya akan terakumulasi sepanjang rantai makanan, mulai dari prepupa, ayam, ikan, atau apapun hewan yang diberikan pakan berupa prepupa tersebut (Diener et al., 2011).

Eksperimen laboratorium tentang kecenderungan logam berat yang ada di pakan BSF sangat menarik. Pola akumulasi bervariasi sesuai dengan tipe dan konsentrasi logam. Singkatnya, kadmium terakumulasi, timah ditekan dan seng dijaga pada tingkat yang lebih atau kurang konstan. Akumulasi logam berat dan cara serangga mengatasinya menjadi perhatian khusus, terutama mengenai keberlanjutan teknologi ini, yang bertujuan menghasilkan produk yang tidak beracun.

Banyak serangga memiliki mekanisme detoksifikasi alami yang membutuhkan, energi tambahan memiliki konsekuensi terhadap pertumbuhan dan/atau kesehatan.

Hal ini tercermin dalam perubahan setidaknya satu dari ciri sejarah kehidupan penting, seperti penurunan massa tubuh, rentang hidup, reproduksi, resistensi terhadap faktor stres lainnya atau penurunan ketahanan secara umum (Maryanski et al.,2002 dalam Diener et al., 2011)).

Sebuah studi dilakukan untuk mengetahui efek berbagai obat-obatan dan pestisida di dalam pakan larva BSF. Zat yang diuji adalah karbamazepin, roxithromycin, trimetoprim, azoxystrobin dan propikonazol. Hasilnya, tidak ada potensi bioakumulasi pada larva BSF tersebut (Lalander et al., 2016).

Baca juga : Perusak sungai itu adalah kita

Kelebihan dan Kekurangan

Seperti halnya proses-proses lain yang memiliki kelebihan dan kekurangan, berikut kelebihan dan kekurangan penggunaan BSF dalam pengolahan limbah padat organik.

Berikut ini kelebihan penggunaan BSF:

  1. Reduksi sampah organik yang cukup tinggi. Nilai pengurangan limbah sekitar 40% seperti yang dicapai di laboratorium, limbah rumah tangga bisa jadi berkurang dari 65% menjadi 75%
  2. Larva dapat digunakan sebagai pakan ternak atau untuk produksi sekunder, misalnya biodiesel. Sedangkan residunya dapat menjadi pupuk yang berharga (Diener et al., 2011).
  3. Selama biodegradasi suhu substrat meningkat, pH berubah dari netral menjadi basa, ammonia pelepasan meningkat, dan kelembaban menurun. Beban mikroba beberapa patogen dapat terjadi secara substansial dikurangi; (Čičková et al., 2015).
  4. Keuntungan tambahan lainnya dari BSF adalah kemampuannya untuk mengusir oviposisi lalat betina (Bradley dan Sheppard, 1984 dalam Diener et al., 2011), sebuah vektor penyakit yang serius terutama di negara-negara berkembang, di mana buang air besar terbuka dan sanitasi yang tidak tepat menyebabkan sumber patogen yang berbahaya (Graczyk et al., 2001 dalam Diener et al., 2011).
Larva dari lalat tentara hitam / balck soldier fly yang bisa digunakan untuk pakan ternak, biodiesel dan pupuk. Sumber gambar dari inzectdirect.co.nz 

Sedangkan kekurangannya adalah, pada penggunaan di daerah beriklim sedang dan dingin, mungkin akan ditemukan masalah. Misalnya, menyangkut perilaku lalat dewasa yang kompleks (Tomberlin dan Sheppard, 2001 dalam Čičková et al., 2015). Mereka butuh sinar matahari untuk kawin (Tomberlin dan Sheppard, 2002 dalam Čičková et al., 2015).

Bagian kedua dari tulisan ini mengenai : Aplikasi larva black soldier fly (BSF) pada berbagai jenis limbah organik.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *