PEMANFAATAN LIMBAH TONGKOL JAGUNG MENJADI BIOMASSA

Oleh : Siti Fatimatuzzahra (f08-Siti)

Abstrak

 Indonesia merupakan Negara agraris. Hampir 1/3 dari wilayah penduduknya bercocok tanam. Dan sebagian besar bercocok tanam di bidang palawija, termasuk di dalamnya adalah pertanian jagung. Tanaman jagung merupakan salah satu tanaman serelia yang tumbuh hampir di seluruh dunia dan tergolong spesies dengan variabilitas genetic tebesar. Badan Pusat Informasi Jagung Provinsi Gorontalo (BPIJ) melaporkan bahwa luas lahan pertanian jagung di Provinsi Gorontalo pada tahun dari 2008 sekitar 156.898 Ha dengan hasil produksi 753.598 ton, dan pada tahun 2010 sekitar 164.999 Ha dengan hasil produksi mencapai 679.168 ton. Tingginya produksi jagung tiap tahunnya berdampak pada tingginya limbah yang dihasilkan terutama limbah tongkol jagung.

Kata Kunci : Limbah, Tongkol Jagung, Biomassa

Isi Pembahasan

 

Indonesia merupakan Negara agraris. Hampir 1/3 dari wilayah penduduknya bercocok tanam. Dan sebagian besar bercocok tanam di bidang palawija, termasuk di dalamnya adalah pertanian jagung. Tanaman jagung merupakan salah satu tanaman serelia yang tumbuh hampir di seluruh dunia dan tergolong spesies dengan variabilitas genetic tebesar. Di Indonesia jagung merupakan bahan makanan pokok kedua setelah padi. Banyak daerah di Indonesia yang berbudaya mengkonsumsi jagung, antara lain Madura, Yogyakarta, Sulawesi Selatan, Maluku Utara, Nusa Tenggara Timur, dll. 

Keunggulan jagung dibandingkan dengan komoditas pangan yang lain adalah kandungan gizinya lebih tinggi dari beras, sumber daya ala mini juga sangat mendukung untuk pembudidayaannya, harga relative murah dan tersedianya teknologi budidaya hingga pengolahan. Selain sebagai bahan makan pokok, jagung juga dapat digunakan sebagai bahan pakan ternak dan bahan industri serta komoditas eksport (Suprapto dan Rasyid, 2002).

Seiring dengan kebutuhan jagung yang cukup tinggi, maka akan bertambah pula limbah yang dihasilkan dari industri pangan dan pakan berbahan baku jagung. Limbah yang dihasilkan diantaranya adalah tongkol jagung yang biasanya tidak dipergunakan lagi ataupun nilai ekonominya sangat rendah. Umumnya tongkol jagung dipergunakan sebagai pakan ternak sapi, ataupun di daerah pedesaan tongkol jagung ini dapat dimanfaatkan sebagai obat diare (Suprapto dan Rasyid, 2002).

Di Gorontalo jagung merupakan salah satu komoditi unggulan, dimana produksi jagung Gorontalo dari tahun ketahun mengalami fluktuasi. Disamping untuk memenuhi kebutuhan hidup masyarakat gorontalo, jagung juga telah dieksport ke luar negeri seperti Malaysia dan Singapura untuk bahan baku berbagai produk seperti tepung jagung (maizena), pati jagung, minyak jagung, dan pakan ternak. Dari setiap panen jagung diperkirakan jagung (rendemen) yang dihasilkan sekitar 65%, sementara 35% dalam bentuk limbah berupa batang, daun, kulit, dan tongkol jagung (Anonimous, 2003). 

Badan Pusat Informasi Jagung Provinsi Gorontalo (BPIJ) melaporkan bahwa luas lahan pertanian jagung di Provinsi Gorontalo pada tahun dari 2008 sekitar 156.898 Ha dengan hasil produksi 753.598 ton, dan pada tahun 2010 sekitar 164.999 Ha dengan hasil produksi mencapai 679.168 ton. Tingginya produksi jagung tiap tahunnya berdampak pada tingginya limbah yang dihasilkan terutama limbah tongkol jagung. Limbah tongkol jagung khususnya untuk daerah gorontalo belum terolah secara maksimal dalam meningkatkan nilai ekonomisnya. Limbah tongkol jagung tersebut oleh masyarakat hanya dibuang dan dibakar. hasil utama jagung adalah biji jagung yang digunakan terutama untuk makanan manusia dan ternak. Hasil survei bahwa limbah tongkol jagung di Gorontalo belum dimanfaatkan. Limbah tongkol jagung tersebut hanya menimbulkan masalah serius bagi lingkungan, terutama karena pembakaran limbah akan menimbulkan polusi yang hebat dan juga membahayakan lingkungan. Padahal energi yang terkandung dalam limbah organik padat dapat dimanfaatkan melalui pembakaran langsung atau dengan terlebih dahulu mengkonversikannya dalam bentuk lain yang bernilai ekonomis, yang lebih efisien dan efektif penggunaannya, diantaranya penggunaan tongkol jagung kering berdasarkan pada proses pengeringan, bioethanol tongkol jagung melalui proses fermentasi sebagai alternatif bahan bakar. 

Mengamati kondisi potensi produksi limbah tongkol jagung tersebut, maka perlu dilakukan analisa untuk mengetehui pemanfaatan energy yang dihasilkan, jika limbah tongkol tersebut akan digunakan sebagai bahan baku dari pembuatan bioethanol. Untuk mengetahui potensi energi yang dihasilkan dapat dilakukan dengan menghitung nilai rata-rata produksi limbah tongkol, dan menghitung massa briket dan nilai energi kalor. Perhitungan energi yang dihasilkan dapat memeberikan informasi tentang kandungan energi dalam limbah tongkol tersebut, melalui pemanfaatan bahan baku bioethanol yang akan berguna untuk keperluan bagi masyarakat Gorontalo. Dengan demikian data informasi kandungan energi yang dihasilkan pada limbah tongkol jagung sebagai bahan baku untuk pembuatan bioethanol dapat digunakan sebagai acuan dalam merencanakan.

Metode yang dilakukan adalah pengumpulan data produksi jagung dalam 5 (lima) tahun terakhir, untuk mengetahui potensi limbah tongkol jagung yang bisa dimanfaatkan sebagai energi alternatif bahan bakar bioethanol. 

Limbah   pertanian   dapat   diubah   menjadi bahan   bakar   alternatif   dengan   diolah   lebih dahulu. Salah   satu   cara   pengolahan   limbah pertanian  menjadi  bahan  bakar  alternatif  adalah dengan cara  karbonisasi diikuti dengan pembriketan.  Dengan  adanya  karbonisasi  maka unsur-unsur  pembentuk  asap  dan  jelaga  dapat diminimalkan,   sehingga   gas   buangnya   lebih bersih.   Dengan   pembriketan   maka   kebutuhan ruang  menjadi  lebih  kecil,  kualitas  pembakaran-nya  menjadi  lebih  baik  dan  pemakaiannya  lebih praktis. 

Berbagai  jenis  biomassa  dapat  dibakar  tanpa pembriketan  dan  karbonisasi  lebih  dulu.  Namun demikian   biomassa   yang   tidak   dikarbonisasi mempunyai  beberapa  kekurangan  (Vest,  2003) antaralain    sifat-sifat    penyalaan    dan    pembakarannya  kurang  baik,  dalam  pembakarannya menghasilkan banyak asap, nilai kalornya rendah dan pada  kondisi lembab tidak stabil. Biomassa   terdiri   atas   beberapa   komponen yaitu   kandungan   air   (moisture   content),   zat mudah  menguap (volatile  matter),  karbon  terikat (fixed   carbon),    dan    abu    (ash).    Mekanisme pembakaran biomassa terdiri dari tiga tahap yaitu pengeringan  (drying), devolatilisasi (devolatilization),dan pembakaran arang (char combustion). Proses pengeringan    akan    menghilangkan moisture, devolatilisasi yang  merupakan  tahapan  pirolisis akan melepaskan volatile, dan pembakaran arang yang  merupakan  tahapan  reaksi  antara  karbon dan    oksigen,    akan    melepaskan    kalor.    Laju pembakaran  arang  tergantung  pada  laju  reaksi antara  karbon  dan  oksigen  pada  permukaan  dan laju  difusi  oksigen  pada  lapis  batas  dan  bagian dalam  dari  arang.  Reaksi  permukaan  terutama membentuk    CO.    Diluar    partikel,    CO    akan bereaksi lebih lanjut membentuk CO2. Pembakaran  akan  menyisakan  material  berupa abu.

Sebenarnya, biomassa sudah dimanfaatkan dari zaman dahulu seperti pembakaran kayu yang banyak dimanfaatkan untuk memasak. Namun, berbagai energi biomassa ini pernah sempat dilupakan masyarakat saat bahan bakar fosil mulai banyak muncul, seperti minyak bumi, batubara dan gas bumi.

Beberapa manfaat biomassa diantaranya sebagai berikut :

1. Sebagai sumber energi

Biomassa yang dijadikan sumber energi atau bahan bakar umumnya adalah biomassa yang ekonomisnya rendah dan merupakan limbah setelah produk primernya diambil. Sumber energi yang biomassa ini memiliki kelebihan diantaranya merupakan sumber energi yang dapat diperbarui atau renewable dan menjadi sumber energi yang ketersediaannya berkesinambungan atau sustainable.

Meskipun sifat biomassa ini terbarukan tetapi ini tidak berarti bahwa biomassa adalah sumber energi yang benar-benar ramah pada lingkungan. Energi dari biomassa ini dibuat dari hasil konversi bahan biologis seperti tanaman. Potensi biomassa di Indonesia sangat melimpah, mulai dari limbah dari hewan maupun tumbuhan, semuanya bisa dikembangkan. Agar biomassa dapat dimanfaatkan menjadi sumber energi maka harus dikonversi menggunakan teknologi. Umumnya teknologi konversi yang mengubah biomassa menjadi sumber energi ini dibagi menjadi tiga yaitu melalui pembakaran langsung, konversi termokimia yang memerlukan perlakuan termal untuk memicu terjadinya reaksi kimia dalam menghasilkan bahan bakar, dan konversi biokimiawi yang menggunakan bantuan mikroba dalam menghasilkan bahan bakarnya. Sumber energi biomassa pada umumnya dibagi 4 yaitu:

Limbah pertanian, Limbah ini umumnya menghasilkan panas dan listrik, seperti jerami, ampas tebu, kotoran ternak, dan kotoran unggas lainnya.

Biogas ini dihasilkan dari pemecahan bahan organik seperti kotoran manusia, material tanaman, pupuk kandang, dan lain-lain. Setelah semua bahan organik tersebut diuraikan dengan proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme anaerobic untuk menghasilkan karbon dioksida dan metana maka akan menghasilkan gas yang dapat digunakan sebagai bahan bakar seperti menyalakan kompor.

Tanaman energi. Tanaman energi ini biasanya sengaja dibudidayakan dalam skala besar untuk menghasilkan bahan bakar, diantaranya jagung, kedelai, rami dan gandum. Dalam proses pembakaran, tanaman ini akan menghasilkan berbagai bahan bakar seperti butanol, etanol, metanol, propanol, dan biodiesel.

Kayu dianggap sebagai bentuk sederhana dari biomassa karena kayu yang dibakar menjadi bahan bakar yang dapat digunakan langsung. Dalam skala besar, kayu dapat digunakan untuk produksi listrik seperti pembangkit listrik tenaga uap

2. Limbah tanaman pangan dan perkebunan digunakan sebagai bahan bakar nabati

Manfaat limbah tanaman pangan dan perkebunan sebagai bahan bakar nabati memiliki tiga keuntungan langsung yaitu meningkatkan efisiensi energi secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada limbah cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan, sebagai penghematan biaya dan mengurangi keperluan akan tempat penimbunan sampah karena penyediaan tempat penimbunan akan menjadi lebih sulit dan mahal, khususnya di daerah perkotaan.

3. Sebagai penghasil devisa negara

Di Indonesia, biomassa menjadi sumber energi yang sangat penting dengan berbagai produk primer sebagai kayu, serat, minyak dan bahan pangan. Selain digunakan sebagai pemenuh kebutuhan domestik, biomassa ini juga diekspor dan menjadi tulang punggung penghasil devisa negara.

4. Sebagai energi terbarukan

Energi biomassa yang berasal dari bahan organik seperti tumbuhan dan hewan ini akan menjadi sebuah sumber energi yang terbarukan karena kita tahu bahwa tumbuhan akan tumbuh berulang-ulang di lahan tanpa mengeluarkan biaya yang signifikan, sementara hewan dapat dibudidayakan. Inilah yang membuat sumber energi biomassa tidak akan pernah habis.

5. Meningkatkan kualitas air

Ketika energi biomassa banyak digunakan untuk menggantkan bahan bakar fosil maka hal ini dapat meningkatkan kualitas udara karena polusi berkurang. Penggunaan bahan bakar fosil telah diklaim sebagai penyebab hujan asam, sedangkan energi biomassa tidak menghasilkan emisi sulfur sehingga akan mengurangi peluang hujan asam. Dari sinilah, kualitas air yang ada di bumi dapat meningkat dan beradaban manusia berkurang dari polusi.

6. Meminimalisir limbah organik

Tidak bisa dipungkiri bahwa keberadaan bahan organik di lingkungan akan semakin menumpuk, mulai dari limbah dapur, limbah kota, pengolahan kayu, ranting hingga limbah kayu lainnya. Jika limbah-limbah tersebut tidak diolah dan hanya dibuang begitu saja justru akan mengeluarkan gas berbahaya seperti metana. Nah, untuk itulah perlu dilakukan proses karbonasi untuk meningkatkan kadar kalor serta meminimalisir emisi dari limbah organik melalui pemanfaatan biomassa ini, salah satunya dengan membuat briket.

7. Dapat mengurangi efek rumah kaca

Gas rumah kaca saat ini masih menjadi momok bagi masyarakat dunia. Efek rumah kaca ini disebabkan karena kadar gas seperti nitrogen oksida, metana, karbon dioksida dan gas-gas lainnya di atmosfer sangat tinggi.sehingga dapat menimbulkan peningkatan suhu temperatus di atmosfer menjadi sangat panas. Sementara ketersediaan dari biomassa atau tanaman dapat memicu pengurangan konsentrasi karbon dioksida sehingga akan mengurangi efek gas rumah kaca. Sumber energi biomassa ini memiliki jumlah bersih CO2 yang nol sehingga tidak berkontribusi pada peningkatan emisi rumah kaca.

8. Mengurangi polusi udara yang semakin tinggi

Pembakaran biomassa pada broiler dapat meminimalisir efek dari polusi asap sehingga penggunaannya akan lebih aman dan efisien.

9. Mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil

Dengan manfaat biomassa dapat mengurangi ketergantungan penggunaan bahan bakar fosil yang tidak terbarukan seperti minyak bumi, batu bara dan gas bumi yang ketersediaannya semakin menipis.

Dilansir dari Cendana.news, di Lampung, tepatnya di Desa Sripendowo, Kecamatan Ketapang Kabupaten Lampung Selatan Provinsi Lampung, Sukirman 46 tahun berinisiatif untuk mengubah limbah tongkol jagung menjadi barang yang lebih bermanfaat. Tongkol jagung itu diubahnya menjadi pakan ternak sapi. Usaha yang ditekuni dari awal mula berlimpahnya limbah tongkol jagung di rumahnya, lalu dengan ide yang ada di benaknya ia berhasil mengolah tongkol jagung tersebut menjadi pakan ternak, dan di ekspor sampai ke luar daerah di seluruh Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

Hidayat, Atep Afia dan Kholil, Muhammad, 2017, Kimia, Industri dan Teknologi Hijau, Jakarta.

Siradjudin, Haluti. 2016. Pemanfaatan Potensi Limbah Tongkol Jagung Sebagai Bioethanol Melalui Proses Fermentasi Diwilayah Provinsi Gorontalo, Jurnal Teknologi 4(1) 28 – 31.

Surono, Budi. 2010. Peningkatan Kualitas Pembakaran Biomassa Limbah Tongkol Jagung sebagai Bahan Bakar Alternatif dengan Proses Karbonisasi dan Pembriketan. Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 4, No. 1.

Cyril, 2015. Bapak Ini Sulap Limbah Jagung Jadi Rupiah dalam https://www.cendananews.com/2015/04/bapak-ini-sulap-limbah-jagung-jadi-rupiah.html pada 10 Februari 2018.