POTENSI TONGKOL JAGUNG SEBAGAI BIOENERGI DI WILAYAH PESISIR

THE POTENTIAL OF CORN COBS AS BIOENERGY IN COASTAL AREA

ABSTRAKJagung merupakan komoditi strategis nasional sehingga Indonesia sangat berpotensi sebagai sumber bioenergi berbahan baku tongkol jagung yang selama ini tongkol jagung belum dimanfaatkan secara optimal. Pada penelitian ini dilakukan kajian awal yaitu uji analisa fisika-kimia dan analisa nilai ekonomis tongkol jagung sebagai bioenergi dalam bentuk biopellet. Analisa fisika kimia biopellet tongkol jagung terdiri kadar abu, nilai kalor, titik nyala dan titik asapnya. Analisa nilai ekonomis biopellet tongkol jagung dengan cara membandingkan penggunaan bahan bakar biopellet tongkol jagung, minyak tanah dan gas (LPG). Hasil analisa fisika-kimia dan analisa nilai ekonomis menunjukkan biopellet tongkol jagung memiliki potensi sebagai bahan bakar kompor biopellet untuk keperluan domestik di wilayah pesisir khususnya daerah yang belum terjangkau oleh program konversi minyak tanah ke gas seperti di daerah pulau-pulau kecil.

Kata Kunci: bioenergi, biopellet, tongkol jagung, wilayah pesisir.

ABSTRACT

Corn is the strategic commodity national therefore Indonesia has big potency as source of bio-energy from corn cob which it not yet been exploited in an optimal. There were two test analyzed: the physics-chemical analyzed and the economic value of biopellet of corn cob. The analyzed of chemical physics of biopellet of corn cob contained the ash contents, calorie value, flash point, and the smoke point. The analyzed of economic value of biopellet of corn cob was comparing the using of biopellet corn cob, kerosene and gas (LPG). Result of analyzed of physics-chemical and the economic value concluded the biopellet of corn cob has a potential as biopellet fuel for domestics in coastal area, especially in remote area that was not be reached by conversion program of kerosene to gas (LPG) in small islands.

Keywords: bio-energy, biopellet, corn cob, coastal area.

PENDAHULUAN

Penggunaan bioenergi sebagai pengganti bahan bakar minyak harus digiatkan lagi mengingat bahan bakar fossil persediaannya makin menipis sedangkan kebutuhan energi semakin meningkat. Bahan bakar yang sering digunakan pada rumah tangga (domestik) adalah minyak tanah (kerosene) untuk kegiatan sehari-hari seperti memasak. Salah satu program pemerintah adalah konversi minyak tanah ke gas dengan tujuan untuk mengurangi subsidi BBM (Bahan Bakar Minyak) dengan jalan membagikan tabung

LPG 3kg beserta isinya, kompor gas, dan kelengkapannya kepada rumah tangga dan usaha mikro pengguna minyak tanah secara bertahap mulai tahun 2007 hingga 2010. Namun program tersebut tidak merata ke seluruh tanah air, terutama untuk di daerah pesisir seperti di pulau-pulau kecil belum mendapatkan program konversi minyak tanah ke gas. Di daerah pesisir masih menggunakan minyak tanah bahkan menggunakan kayu bakar yang berasal dari hutan bakau/mangrove.

Minyak tanah merupakan bahan fosil yang makin lama persediannya makin habis dan kayu bakar hasil dari menebang pohon bakau/mangrove menyebabkan kerusakan hutan bakau/mangrove sehingga akan merusak keberadaan ekosistem sekitarnya. Di Austria, Germany, dan Denmark sejak tahun 1990-an telah menggunakan kayu dalam bentuk pellet sebagai bahan bakar oven, boiler dan burner (Van Loo, S., Koppejan, J., 2008).

Pellet (biopellet) merupakan salah satu bentuk energi biomassa, diproduksi pertama kali di Swedia pada tahun 1980-an yang digunakan sebagai penghasil panas (penghangat ruangan) dan bahan bakar industri skala kecil. Biopellet dibuat dari hasil samping terutama serbuk kayu dengan ukuran diameter 6-12 mm dan panjang 10-20 mm. Biopellet memiliki kadar air rendah (maksimal 10%) sehingga dapat meningkatkan efektifitas pembakaran (SBRC, 2009). Sejak tahun 2000-an, Surfactant and Bio-energy Research Center, IPB-Bogor telah merintis penelitian tentang biopellet dari bungkil jarak pagar, limbah kelapa sawit, kulit kacang dan kulit kopi.

Pada tulisan ini akan dibahas mengenai potensi tongkol jagung sebagai sumber energi alternatif (bioenergi) di kawasan pesisir. Selama ini pemanfaatan tongkol jagung belum optimal dan keberadaannya sangat melimpah. Tongkol jagung selain untuk pakan ternak, tongkol jagung dibuang begitu saja sehingga menjadi limbah. Pada Gambar 1

merupakan peta kawasan potensi jagung pengembangan jagung di Nusa Tenggara Timur (nttprov.go.id, 20 April 2010).

Gambar 1. Peta kawasan potensi jagung pengembangan jagung di Nusa Tenggara Timur

(Map of potency of corn at Nusa Tenggara Timur)Dengan demikian Indonesia memiliki potensi

sangat besar sebagai sumber bioenergi dari limbah tongkol jagung mengingat jagung merupakan komoditi strategis nasional di delapan propinsi sentra produksi jagung yaitu Lampung, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, NTT, Sulawesi Selatan, Sulawesi Utara, dan Gorontalo.

Tabel 1. Komposisi tongkol jagung (Compositions of corn cob)

Pada Tabel 1 menunjukkan komposisi tongkol jagung (Huda, 2007 dan Auliawati,

2009). Dari komposisi tersebut menunjukkan bahwa tongkol jagung berpotensi sebagai

No Komposisi Jumlah (%)1 Protein kasar 3,25

2 Serat kasar 29,89

3 Lemak kasar 0,334 Lignin 16

bahan baku pembuatan biopellet. Tongkol jagung memiliki kadar serat yang cukup tinggi, merupakan sumber karbon sehingga dimungkinkan memiliki nilai kalor yang cukup tinggi

Tanaman jagung dapat tumbuh di daerah pesisir sehingga bagian jagung yang berupa tongkol dapat dimanfaatkan menjadi biopellet sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah di wilayah pesisir khususnya daerah pesisir yang belum terjangkau oleh program konversi minyak tanah ke gas. Pada tulisan ini diinformasikan kelayakan biopellet tongkol jagung sebagai bahan bakar domestik di wilayah pesisir, ditinjau dari karakter fisika-kimianya.

BAHAN DAN METODE

Langkah pertama adalah pembuatan biopellet tongkol jagung yang terdiri 4 tahap, tahap pertama adalah pengecilan ukuran yaitu penghancuran menggunakan hammer mill dengan dibantu proses pengayakan dan penyaringan sehingga didapatkan tongkol jagung dengan ukuran partikel yang seragam dan mudah dipelletkan dengan baik. Tahap kedua adalah mereformulasi biopellet yaitu dengan menambahkan pati 1% (b/v) untuk membantu perekatan pada serbuk tongkol jagung. Tahap ketiga adalah pencetakan biopellet tongkol jagung menggunakan mesin pellet vertikal (pellet mill) dengan diameter biopellet 8-10 mm dan panjang biopellet 15-20 mm. Selanjutnya tahap keempat adalah proses pengeringan yang bertujuan untuk menghilangkan kandungan air biopellet tongkol jagung pada saat keluar dari mesin pellet. Pengeringan dilakukan di dalam bak pengering yang dilengkapi dengan blower kurang lebih 1 jam atau bisa juga dilakukan pengeringan menggunakan sinar matahari.

Langkah kedua adalah menganalisa biopellet tongkol jagung untuk menentukan karakter fisika-kimianya yang terdiri: kadar abu (ash content) menggunakan metode ASTM D 482/05, titik nyala (flash point) menggunakan

metode ASTM D 93/05, titik asap (smoke point) menggunakan metode ASTM D 93/05, dan nilai kalor (calorie value) menggunakan metode Bomb Calorimeter.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Jagung merupakan tanaman semusim (annual). Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk tahap pertumbuhan generatif. Tongkol pada jagung adalah bagian dalam organ betina tempat bulir menempel. Istilah ini juga dipakai untuk menyebut seluruh bagian jagung betina (buah jagung). Tongkol jagung muda, disebut juga babycorn, dapat dimakan dan dijadikan sayuran. Tongkol yang tua ringan namun kuat (Gambar 2), dan mengandung pentosa yaitu monosakarida dengan lima atom karbon.

Gambar 2. Tongkol Jagung (Corn cob)

Adanya kandungan monosakarida pada tongkol jagung dapat diprediksi bahwa tongkol jagung merupakan sumber karbon yang mempunyai nilai kalor yang cukup tinggi sehingga berpotensi menjadi bahan

bakar berupa biopellet tongkol jagung (Gambar 3).

Gambar 3. Biopellet Tongkol Jagung

(Corn corb biopellet)

Pada Tabel 2 menunjukkan karakter fisika-kimia biopellet tongkol jagung. Hasil uji menunjukkan bahwa biopellet tongkol jagung memiliki kadar abu 2,60% (b/b). Abu adalah bahan yang tersisa apabila zat uji dipanaskan hingga berat konstan. Kadar abu ini sebanding dengan kandungan bahan anorganik di dalam tongkol jagung. Salah satu unsur utama yang terkandung dalam abu adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor yang dihasilkan karena silika berikatan dengan oksigen membentuk SiO2 yaitu berupa kerak sehingga menghambat proses pembakaran. Menurut ITEBE, standar mutu biopellet memiliki kadar abu ≤ 6,0% (b/b). berdasarkan hasil uji, biopellet tongkol jagung memenuhi standar mutu biopellet karena memiliki kadar abu 2,60% (b/b) sehingga biopellet tongkol jagung berpotensi sebagai pengganti bahan bakar kompor minyak tanah.

Nilai kalor adalah kalor per satuan massa yang dihasilkan dengan membakar sempurna suatu zat. Pada Tabel 2, biopellet tongkol jagung memiliki nilai kalor sebesar 4117,55 kal/g. Nilai kalor yang dimiliki biopellet tongkol jagung dikarenakan tongkol jagung

mengandung protein dan serat kasar yaitu terdiri dari unsur karbon yang merupakan sumber kalori. Nilai kalor biopellet tongkol jagung masih rendah bila dibandingkan dengan nilai kalor minyak tanah 10.478,95 kal/g.

Tabel 2. Karakter fisika-kimia biopellet tongkol jagung

(Corn corb biopellet physic-chemical characteristics)

No ParameterBiopelletTongkol Jagung

1 Kadar abu (% b/b)

2,60

2 Nilai kalor (kal/g)

4117,55

3 Titik nyala (oC) 1504 Titik asap (oC) 102

Walaupun demikian, menurut ITEBE, standar kualitas biopellet memiliki nilai kalor >16,9 MJ/kg atau setara dengan >4039,1 kal/g. Dengan demikian, biopellet tongkol jagung berpotensi sebagai pengganti bahan bakar kompor minyak tanah karena memiliki nilai kalor >4039,1 kal/g yaitu sebesar 4117,55 kal/g. Hasil percobaan menunjukkan 400 gram bahan bakar biopellet tongkol jagung dapat mendidihkan 1 Liter air dengan membutuhkan waktu 5-6 menit.

Titik nyala merupakan temperatur terendah suatu zat terbakar oleh udara. Pada Tabel 2, biopellet tongkol jagung memiliki titik nyala cukup tinggi yaitu 150 oC dibandingkan minyak tanah memiliki titik nyala lebih rendah yaitu 37-65 oC. Hal ini disebabkan karena tongkol jagung selain mengandung protein juga mengandung lignin yang terdiri dari karbon terikat sehingga memerlukan kalor, panas, dan temperatur untuk memutus ikatan karbon. Pada minyak tanah lebih

berifat volatil yaitu mudah menguap sehingga mudah memutuskan ikatan karbon pada minyak dan lebih cepat terbakar. Titik nyala yang cukup tinggi pada biopellet tongkol jagung menyebabkan biopellet tongkol jagung sulit terbakar sehingga ketika menggunakan biopellet tongkol jagung sebagai bahan bakar pada kompor masih memerlukan minyak tanah sekitar 2 mL untuk membakar 400 gram biopellet tongkol jagung dengan demikian proses penyalaan biopellet tongkol jagung lebih cepat.

Setelah beberapa saat biopellet tongkol jagung terbakar dan menghasilkan nyala api maka pada temperatur 102 oC akan menghasilkan asap. Hal ini menunjukkan bahwa biopellet tongkol jagung memiliki titik asap pada temperatur 102 oC. Asap diperoleh dari kandungan abu yang terbakar dan asap tersebut mengganggu proses pembakaran biopellet tongkol jagung yaitu menghambat aliran oksigen sehingga nyala apinya tidak bertahan lama. Untuk mengurangi asap dan supaya nyala api pada kompor biopellet tongkol jagung bertahan lama maka diperlukan desain kompor biopellet yang memilki sistem blower untuk menyuplai oksigen.

Gambar 4. Kompor biopellet (Biopellet stove)

Gambar 5. Mendidihkan air menggunakan bahan bakar biopellet tongkol jagung (Water boiling using corn corb biopellet)

Tabel 3. Nilai Ekonomis Kompor Berbahan Bakar Biopellet Tongkol (Economics value of corn corb biopellet stove)

NoJenis

Bahan Bakar

Konsumsi Bahan

Bakar ( 1 KK =

5 org)

Harga (Rp)

Energi Cost (Rp /

bulan)

1 Biopellet 30 kg / bulan

1,500 / kg

61,000

2 Minyak tanah

28 liter / bulan

8,000 / liter

224,000

3 Gas LPG 2 tabung 3 kg / bulan

16,000 /

tabung

32,000

Keterangan:(*) Pada pemakaian bahan bakar biopellet masih

memerlukan minyak tanah untuk memudahkan penyalaan biopellet yaitu 2 Liter minyak tanah/bulan sehingga total energy cost penggunaan bahan bakar biopellet adalah Rp. 61.000/bulan.

Pada Tabel 3 menunjukkan biaya yang dikeluarkan setiap bulannya dalam satu rumah tangga yang menggunakan kompor berbahan bakar biopellet tongkol jagung jauh lebih hemat dibandingkan menggunakan bahan bakar minyak tanah. Memang dalam hal ini penggunaan gas (LPG) biayanya lebih murah dibandingkan biopellet tongkol jagung dan minyak tanah tetapi penggunaan bahan bakar biopellet tongkol jagung dikhususkan untuk masyarakat yang tinggal di daerah pesisir dan pulau-pulau kecil khususnya daerah yang belum terjangkau oleh program konversi munyak tanah ke gas diharapkan mereka mampu mengolah limbah tongkol jagung yang ada disekitarnya menjadi biopellet sebagai bahan bakar kompor untuk keperluan domestik (rumah tangga).

KESIMPULAN DAN SARAN

Tongkol jagung berpotensi sumber bioenergi yaitu dimanfaatkan menjadi biopellet sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah untuk keperluan domestik di wilayah pesisir dan pulau-pulau kecil terutama untuk wilayah yang belum terjangkau oleh program pemerintah yaitu konversi minyak tanah ke gas. Biopellet tongkol jagung dapat menghasilkan energi sebesar 4117,55 kal/g, jika harga jualnya Rp. 15.000/kg maka biaya konsumsi energi setiap rumah tangga (jumlah anggota keluarga 5 orang) adalah Rp. 61.000/bulan lebih murah jika dibandingkan menggunakan minyak tanah Rp. 224.000/bulan.

Wilayah pesisir khususnya di Indonesia yang merupakan negara tropis memiliki keanekaragaman tanaman yang merupakan sumber biomassa sehingga perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai biopellet dari biomassa lainnya seperti pelepah kelapa, sabut kelapa, ampas biji nyamplung dan biomassa lainnya yang terdapat di kawasan pesisir untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku biopellet.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Surfactant and Bio-energy Research Center (SBRC) - Institut Pertanian Bogor (IPB) yang telah memberikan kesempatan kepada penulis mengikuti pelatihan pembuatan biopellet berbahan baku biomassa.

DAFTAR PUSTAKA

Auliawati., 2009, Pemanfaatan Tongkol Jagung sebagai Adsorben dalam Proses Penjernihan Air, Universitas Negeri Malang, Fakultas MIPA, Jurusan Kimia.

Huda, T., 2007, Tongkol Jagung Sebagai Bahan Plastik Masa Depan, http://thoriq.wordpress.com, diakses pada tanggal 14 Desember 2011

Mousdale., DM., 2008, Biofuels: Biotechnology, Chemistry, and Sustainable Development, CRC Press, Boca Raton.

Obernberger, I., Thek, G., 2005, Herstellung und Nutzung von Pellets, volume 5 of Thermal Biomass Utilization series, Institute for Resource Efficient and Sustainable System, Graz University of Technology, Austria.

Pemerintah Provinsi Nusa Tenggara Barat, 2010, Produk Unggulan Jagung, www.nttprov.go.id, diakses pada tanggal 26 April 2011.

RES., 2007, Pellets for Small-Scale Domestic Heating System, RESMAC project.

Standard Pellets ITEBE, www.managenergy.net, diakses pada tanggal 8 Desember 2010.

SBRC, 2009, Pemanfaatan Limbah Pertanian sebagai Bahan Baku Pembuatan Bahan Bakar Biopellet, Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, IPB, Bogor.

Stockinger, H., Obernberger, I., 1998, Systemanalyse der Nahwarmeversorgung mit Biomasse, volume 2 in Thermische Biomassenutzung series, dbv-Verlag der Technischen Universität Graz, Graz, Austria.

Van Loo, S., Koppejan, J., 2008, The Handbook of Biomass Combustion and Co-firing, Earthscan, London.