BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Botani dan Morfologi
Klasifikasi tanaman kelapa sawit menurut Pahan (2012), sebagai berikut: Divisi : Embryophyta Siphonagama
Kelas : Angiospermae
Ordo : Monocotyledonae
Famili : Arecaceae (dahulu disebut Palmae) Subfamili : Cocoideae
Genus : Elaeis
Spesies : Elaeis guineensis Jacq.
Tanaman kelapa sawit menurut pertumbuhannya dibagi atas pertumbuhan vegetatif dan pertumbuhan generatif. Bagian vegetatif kelapa sawit meliputi akar (radix) batang (caulis) dan daun (folium). Bagian akar kelapa sawit terdapat akar primer (akar yang tumbuh secara vertikal), akar sekunder (akar yang tumbuh dari akar primer dan tumbuh mendatar ataupun ke bawah), akar tertier (tumbuh dari akar skunder) dan akar kuarter (akar-akar cabang dari 6 akar tertier dengan diam 0.2-0.5 mm). Bagian batang kelapa sawit tumbuh tegak lurus ke atas dengan berbentuk silindris.Batang ujung pada kelapa sawit terdapat titik tumbuh yang membentuk daun-daun. Bagian daun kelapa sawit bersirip genap dan bertulang sejajar. Pangkal pelepah daun terdapat duri-duri atau bulu-bulu halus sampai kasar dan panjang pangkal tersebut mencapai 9 m (Setyamidjaja, 2006).
2.1.1 Akar (Radix)
Kelapa sawit termasuk tanaman yang mempunyai perakaran yang dangkal (akar serabut), sehingga mudah mengalami cekaman kekeringan. Adapun penyebab tanaman mengalami kekeringan diantaranya transpirasi tinggi dan diikuti dengan ketersediaan air tanah yang terbatas pada saat musim
kemarau (Maryani,2012). Pada tanaman kelapa sawit yaitu akar serabut, yang terdiri atas akar primer, sekunder, tersier, dan kuartier yang mana setiap bagian tersebut memiliki fungsi.
Gambar 2.1. Akar Kelapa Sawit
(sumber : https://docplayer.info/39062526-I-tinjauan-pustaka-upaya-klasifikasi-kelapa-sawit-sudah-dimulai-abad-ke-16-dimana-para-ahli-berbeda.html)
Untuk akar primer dapat tumbuh vertikal (radicle) maupun mendatar (adventitious roots) dan berdiameter sekitar 6-10 mm. Akar sekunder, yaitu akar yang tumbuh dari akar primer, arah tumbuhnya mendatar maupun ke bawah, berdiameter sekitar 2-4 mm. Sedangkan pada akar tertiera adalah akar yang tumbuh dari akar sekunder. Arah tumbuhnya mendatar ke samping, dengan panjang sekitar 0,7-1,2 mm. Dan pada akar kuartier yaitu akar cabang dari akar tersier berdiameter 0,2-0,8 mm dan panjang sekitar 2cm. Akar tersier dan kuarter berada 2-2,5 m dari pangkal pokok atau luar piringan dan berada di dekat pemukaan tanah. Pada akar tanaman kelapa sawit tidak berbuku, kemudian ujungnya meruncing.
2.1.2 Batang (Caulis)
Batang pada kelapa sawit memiliki ciri yaitu tidak memiliki kambium dan umumnya tidak bercabang. Pada pertumbuhan awal setelah pafe muda terjadi pembentukan batang yang melebar tanpa terjadi pemanjangan internodia (Sunarko, 2007). Batang tanaman kelapa sawit berfungsi sebagai struktur pendukung tajuk (daun, bunga, dan buah). Kemudian fungsi lainnya adalah sebagai sistem pembuluh yang mengangkut unsur hara dan makanan bagi tanaman. Tinggi tanaman biasanya bertambah secara optimal sekitar 35-75 cm/tahun sesuai dengan keadaan lingkungan jika mendukung. Umur ekonomis tanaman sangat dipengaruhi oleh pertambahan tinggi batang/tahun. Semakin rendah pertambahan tinggi batang, semakin panjang umur ekonomis tanaman kelapa sawit.
Gambar 2.1.2. Batang Kelapa Sawit
(sumber : http://belajarsawit.blogspot.com/2012/12/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.html)
2.1.3 Daun (Folium)
Daun merupakan pusat produksi energi dan bahan makanan bagi tanaman. Bentuk daun, jumlah daun dan susunannya sangat berpengaruhi terhadap tangkap sinar mantahari (Vidanarko,2011). Pada daun tanaman kelapa sawit memiliki ciri yaitu membentuk susunan daun majemuk, bersirip genap, dan bertulang sejajar. Daun-daun kelapa sawit disanggah
oleh pelepah yang panjangnya kurang lebih 9 meter. Jumlah anak daun di setiap pelepah sekitar 250-300 helai sesuai dengan jenis tanaman kelapa sawit. Daun muda yang masih kuncup berwarna kuning pucat. Duduk pelepah daun pada batang tersusun dalam satu susunan yang melingkari batang dan membentuk spiral. Pohon kelapa sawit yang normal biasanya memiliki sekitar 40-50 pelepah daun. Pertumbuhan pelepah daun pada tanaman muda yang berumur 5-6 tahun mencapai 30-40 helai, sedangkan pada tanaman yang lebih tua antara 20-25 helai. Semakin pendek pelepah daun maka semakin banyak populasi kelapa sawit yang dapat ditanam persatuan luas sehingga semakin tinggi prokdutivitas hasilnya per satuan luas tanaman.
Gambar 2.1.3. Daun Kelapa Sawit
(sumber : https://www.agroindustri.id/klasifikasi-tanaman-kelapa-sawit/) 2.1.4 Bunga (Flos)
Kelapa sawit merupakan tumbuhan berumah satu (monoceous) yaitu pada satu pohon terdapat bunga jantan dan bunga betina. Bunga jantan berbentuk lonjong memanjang, sedangkan bunga betina agak bulat. Bunga jantan dan betina berada pada rangkaian yang terpisah. Terkadang dijumpai bunga hemaprodit yaitu terdapat bunga jantan dan betina pada satu rangkaian. Bunga tumbuh di setiap ketiak pelepah, potensinya dapat tumbuh jadi bunga betina atau jantan sangat tergantung dari faktor genetis, lingkungan, kesuburan tanah dan umur tanaman (Hakim, 2007).
Dari setiap ketiak pelepah akan keluar bunga jantan atau bunga betina. Tanaman kelapa sawit mulai berbunga pada umur ± 14 sampai 18 bulan. Dalam satu tahun jumlah bunga jantan dan betina adalah 15 sampai 25 pada tanaman muda dan 8 smapai 15 pada tanaman dewasa.
Gambar 2.1.4 Bunga Kelala Sawit
(sumber : http://rina-kanata.blogspot.com/2012/05/bunga-kelapa-sawit.html)
2.1.5 Buah (Fructus)
Buah kelapa sawit termasuk jenis buah keras (drupe), menempel dan bergerombol pada tandan buah. Jumlah per tandan dapat mencapai 1.600, berbentuk lonjong sampai membulat. Panjang buah 2-5 cm, beratnya sampai 30 gram. Bagian-bagian buah terdiri atas eksocarp (exocarp) atau kulit buah, mesokarp (mesocarp) atau sabut, dan biji. Eksokarp dan mesokarp disebut perikarp (pericarp). Biji terdiri atas endocarp (endocarp) atau cangkang, dan inti (kernel), sedangkan inti sendiri terdiri atas endosperm (endosperm) atau putih lembaga dan embrio. Dalam embrio terdapat bakal daun (plumula), haustorium, dan bakal akar (radicula). Bagian-bagian buah yang menghasilkan minyak adalah :
a. Mesokarp, yang mengandung minyak kelapa sait (crude palm oil).
b. Inti, yang mengandung minyak inti kelapa sawit (palm kernel oil). (Mangoensoekarjo dan Semangun, 2008).
Gambar 2.1.5. Buah Kelapa Sawit
(sumber : https://klpswt.blogspot.com/2015/11/mengetahui-morfologi-buah-kelapa-sawit.html)
2.2 Kriteria Matang Panen Kelapa Sawit
Suatu areal tanaman yang belum menghasilkan baru dapat dialihkan menjadi areal tanaman yang menghasilkan apabila tanaman 60% atau lebih telah matang panen dengan berat janjangan rata-rata 4 kg atau lebih. Buah sawit yang telah matang akan lepas dari tandannya dan keadaan ini dikenal dengan istilah membrondol. Keadaan membrondol inilah yang digunakan sebagai tolak ukur tingkat kematangan buah. Semakin banyak buah yang memberondol, maka buah dinyatakan semakin matang (Naibaho, 1996). 2.2.1 Tingkat Kematangan Tandan Buah Segar dan Mutu Panen
Komposisi fraksi tandan yang biasanya ditentukan dipabrik sangat dipengaruhi perlakuan sejak awal panen. Faktor penting yang cukup berpengaruh adalah kematangan buah dan tingkat kecepatan pengangkutan ke pabrik. Dalam hal ini, pengetahuan mengenai derajat kematangan buah mempunyai arti penting sebab jumlah dan mutu minyak yang akan diperoleh sangat ditentukan oleh faktor ini. Penentuan saat panen sangat mempengaruhi kandungan mutu minyak sawit yang dihasilkan. Apabila pemanen buah dilakukan dalam kedaan lewat matang, maka mutu yang dihasilkan akan jelek.
Berdasarkan hal tersebut, ada beberapa tingkatan atau fraksi dari tandan buah segar (TBS) yang dipanen. Fraksi-fraksi TBS tersebut sangat mempengaruhi mutu panen, termasuk kualitas mutu minyak sawit yang dihasilkan. Dikenal ada lima fraksi TBS. Berdasarkan fraksi TBS tersebut,
derajat kematangan yang baik adalah jika tandan-tandan yang dipanen berada pada fraksi 1 (satu), fraksi 2 (dua) dan fraksi 3 (tiga). (Hartono, 2007). Tabel tingkat kematangan tandan buah segar dapat dilihat pada tabel 2.2 sebagai berikut :
Tabel 2.2 Tingkat Kematangan Tandan Buah Segar
Fraksi Buah Persyaratan Sifat-sifat Fraksi Jumlah Brondolan Fraksi 00
(f-00)
0,0% Sangat mentah Tidak ada warna
Fraksi 0 (f-0) Maks 3% Mentah 1-12,5% buah luar
Fraksi 1 (f-1) Kurang matang 12,5-25% buah
luar
Fraksi 2 (f-2) 85% Matang 25-50% buah luar
Fraksi 3 (f-3) Matang 50-75% buah luar
Fraksi 4 (f-4) Maks 10% Lewat matang 75-100% buah luar Fraksi 5 (f-5) Maks 2% Terlalu matang Buah dalam
membrondol Brondolan 9.5% Tandan kosong 0% Tangkai panjang Maks 2,5 cm Sumber : Naibaho, 1996
2.3 Image Processing ( Pengolahan Citra )
Pengolahan citra digital merupakan proses memanipulasi dan menganalisis citra menggunakan bantuan komputer yang bertujuan untuk memperbaiki, mengekstrak informasi, serta menambah kualitas citra. Deteksi tepi merupakan salah satu proses pada pengolahan citra digital yaitu pada tahap segmentasi.Penentuan tepian suatu objek dalam citra merupakan salah satu
wilayah pengolahan citra digital yang paling awal dan paling banyak diteliti. Proses ini seringkali ditempatkan sebagai langkah pertama dalam aplikasi segmentasi citra, yang bertujuan untuk mengenali objek-objek yang terdapat dalam citra ataupun konteks citra secara keseluruhan. Deteksi tepi berfungsi untuk mengidentifikasi garis batas (boundary) dari suatu objek yang terdapat pada citra. Tepian dapat dipandang sebagai lokasi piksel dimana terdapat nilai perbedaan intensitas citra secara ekstrem. Sebuah edge detector bekerja dengan cara mengidentifikasi dan menonjolkan lokasi-lokasi piksel yang memiliki karakteristik tersebut.
Proses pendeteksian tepi dilakukan dengan perintah/fungsi "edge" dan hanya menggunakan citra/gambar 2D saja . Deteksi tepi (Edge Detection) pada suatu citra suatu proses yang menghasilkan tepi-tepi dari obyek- obyek citra, tujuannya adalah : Untuk menandai bagian yang menjadi detail citra.Untuk memperbaiki detail dari citra yang kabur, yang terjadi karena error atau adanya efek dari proses akuisisi citra.Suatu titik (x,y) dikatakan sebagai tepi (edge) dari suatu citra bila titik tersebut mempunyai perbedaan yang tinggi dengan tetangganya. Gambar. 1 berikut ini menggambarkan bagaimana tepi suatu gambar diperoleh.
2.3.1 Dasar Pengolahan Citra A. Deteksi Tepi
Deteksi tepi adalah proses untuk menemukan perubahan intesitas yang berbeda nyata dalam sebuah bidang citra. Deteksi tepi sensitif terhadap perubahan nilai keabuan yang diambil dari nilai lingkungannya. Yang dimaksudkan tepi (Edge) adalah perubahan nilai intensitas derajat keabuan yang mendadak (besar) dalam jarak yang singkat.
Edge detections dapat didefinisikan sebagai batas antara dua region (dua piksel yang berdekatan) yang memiliki perbedaan intensitas yang tajam atau tinggi. Edge dapat diorientasikan dengan suatu arah, dan arah ini berbeda-beda, tergantung pada perubahan intensitas.
Biasanya operator yang digunakan untuk mendeteksi tepi yang pertama adalah operator berbasis Gradient (turunan pertama), yaitu operator Robert, operator Sobel, dan operator Prewitt. Yang kedua adalah operator berbasis turunan kedua, yaitu operator Laplacian dan operator Laplacian of Gaussian.Adanya pengembangan selanjutnya dari deteksi tepi mengarah pada turunan kedua (second order detection). Setiap operator deteksi tepi yang telah dijelaskan sebelumnya, akan menampilkan area yang terdeteksi sebagai tepian. Tepian yang dihasilkan masih berupa garis yang tebal. Idealnya, suatu operator deteksi harus dapat menampilkan pusat tepian. Jika suatu deteksi tepi menghasilkan tepian yang lebar maka sangat sulit untuk menentukan pusat dari tepian tersebut. Oleh karena itu perlu dilakukan proses thining untuk mengurangi lebar tepian menjadi 1 piksel. Deteksi tepi dari turunan kedua adalah Laplacian of Gaussianatau Edge detections Difference (Putra, 2010).
Tujuan deteksi tepi adalah :
1. Untuk menandai bagian yang menjadi detail citra.
2. Untuk memperbaiki detail dari citra yang kabur, yang terjadi karena error atau adanya efek dari proses akuisisi citra.
Gambar 2.3.1 Filter Edge Detectors pada Image J Macam-macam metode untuk proses deteksi tepi ini, antara lain: 1. Metode Robert
2. Metode Prewitt 3. Metode Sobel
4. Edge Detections Difference atau Laplacian of Gaussian
1. Metode Robert
Metode Robert adalah nama lain dari teknik differensial yang dikembangkan di atas, yaitu differensial pada arah horisontal dan differensial pada arah vertikal, dengan ditambahkan proses konversi biner setelah dilakukan differensial. Teknik konversi biner yang disarankan adalah konversi biner dengan meratakan distribusi warna hitam dan putih
2. Metode Prewitt
Metode Prewitt merupakan pengembangan metode robert dengan menggunakan filter HPF yang diberi satu angka nol penyangga. Metode ini mengambil prinsip dari fungsi laplacian yang dikenal sebagai fungsi untuk membangkitkan HPF.
3. Metode Sobel
Metode Sobel merupakan pengembangan metode robert dengan menggunakan filter HPF yang diberi satu angka nol penyangga. Metode ini mengambil prinsip dari fungsi laplacian dan gaussian yang dikenal
sebagai fungsi untuk membangkitkan HPF. Kelebihan dari metode sobel ini adalah kemampuan untuk mengurangi noise sebelum melakukan perhitungan deteksi tepi.
4. Edge detection Difference atau Metode Laplacian of Gaussian (log)
Metode ini akan mendeteksi zero crossing untuk menentukan garis batas antara hitam dan putih, yang terdapat pada turunan kedua dari citra yang bersangkutan. Kekurangan dari penerapan operator laplacian adalah sangat sensitif terhadap noise, namun demikian edge detection dengan operator ini dapat di tingkatkan hasilnya dengan menerapkan Thresholding. Thresholding digunakan untuk mengatur jumlah derajat keabuan yang ada pada citra.
B. Citra Grayscale
Citra grayscale tidak sama dengan citra yang berwarna hitam dan putih. Pada konsep dasar komputer, citra hitam putih hanya terdiri atas 2 warna saja yaitu: hitam dan putih, namun pada citra grayscale warnanya sangat bervariasi antara hitam dan putih. Citra grayscale disimpandalam format 8 bit pada setiap sample pixel, yang memungkinkan sebanyak 256 intensitas. Untuk mengubah citra berwarna yangmempunyai nilai matrik masing- masing Red,Green dan Blue (RGB) menjadi citra grayscale dengan nilai X, maka konversi dapat dilakukandengan mengambil rata-rata dari nilai R, G dan B.
2.3.2. Hasil Perbaikan Citra
Hasil perbaikan citra terdapat dalam bentuk histogram (gambar 2.4.2) Histogram adalah distribusi nilai intensitas piksel pada citra. Nilai intensitas citra yang sama akan dijumlahkan sehingga membentuk satu bin pada histogram. Sekumpulan nilai bit dari setiap intensitas citra akan membentuk histogram dari suatu citra. Langkah selanjutnya yaitu memperlebar puncak dan memperkecil titik minimum dari histogram citra supaya penyebaran nilai piksel setiap citra merata (Murdoko dan Saparudi).
