3
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. BOTANI DAN BUDIDAYA TANAMAN JAGUNG
A. 1. Botani Tanaman Jagung
Jagung Zea mays L. merupakan salah satu tanaman pangan dunia yang terpenting, selain gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung
juga menjadi alternatif sumber pangan di Amerika Serikat. Penduduk beberapa daerah di Indonesia misalnya di Madura dan Nusa Tenggara juga menggunakan jagung sebagai pangan
pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai pakan ternak hijauan maupun tongkolnya, diambil minyaknya dari bulir, dibuat tepung dari bulir, dikenal dengan
istilah tepung jagung atau maizena, dan bahan baku industri dari tepung bulir dan tepung tongkolnya. Tongkol jagung kaya akan pentosa, yang dipakai sebagai bahan baku pembuatan
furfural. Jagung yang telah direkayasa genetika juga sekarang ditanam sebagai penghasil bahan farmasi. Adapun klasifikasinya sebagai berikut:
Kingdom : Plantae tumbuh-tumbuhan
Divisio : Spermatophyta tumbuhan berbiji
Sub Divisio : Angiospermae berbiji tertutup
Classis : Monocotyledone berkeping satu
Ordo : Gramineae rumput-rumputan
Familia : Graminaceae
Genus : Zea
Species : Zea mays L.
Gambar 1.Tanaman Jagung Di Indonesia, daerah-daerah penghasil utama tanaman jagung adalah Jawa Tengah, Jawa
Barat, Jawa Timur, Madura, D.I Yogyakarta, Nusa Tenggara Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi Selatan, dan Maluku. Khusus di Daerah Jawa Timur dan Madura, budidaya tanaman jagung
dilakukan secara intensif karena kondisi tanah dan iklimnya sangat mendukung untuk pertumbuhannya Warintek,2010.
Jagung tidak memerlukan persyaratan tanah yang khusus. Keasaman tanah yang baik bagi pertumbuhan tanman jagung adalah pH antara 5,6-7,5. Tanaman jagung membutuhkan tanah
dengan aerasi dan kesediaan air dalam kondisi baik. Tanah dengan kemiringan kurang dari 8 dapat ditanami jagung. Jagung dapat ditanam di Indonesia mulai dari dataran rendah sampai di
daerah pegunungan yang memiliki ketinggian 1000-1800 m dpl. Daerah dengan ketinggian optimum antara 0-600 m dpl merupakan ketinggian yang baik bagi pertumbuhan tanaman jagung
Warintek, 2010.
4
A.
2. Perkembangan Produksi Jagung Nasional
Berdasarkan situs BPS 2011 dinyatakan bahwa ARAM III angka ramalan produksi jagung tahun 2010 sebesar 17.844 juta ton dari ATAP angka tetap tahun 2009 sebesar 17.629
juta ton pipilan kering. Artinya ada tambahan 0,215 juta ton atau naik 1.22 dari capaian produksi 2009. Peningkatan produksi diperkirakan terjadi karena tambahan luas panen jagung dan
produktivitas sebesar 0.7 kuintalHa 1.65. Produksi jagung di Indonesia mulai meningkat tajam setelah tahun 2002 dengan laju
9.14 per tahun. Walaupun sebagian besar penggunaan jagung untuk komsumsi langsung, namun sudah mulai tampak penggunaan untuk insdustri pangan dan bahkan pangsanya sudah di
atas penggunaan untuk industri pakan.
A.
3. Pengeringan Jagung
Pada umumnya masyarakat hanya memanfaatkan jagung dalam bentuk biji segar dalam pengolahan menjadi makanan. Namun dalam industri pangan maupun pakan, jagung yang
digunakan dalam bentuk yang telah dikeringkan. Pengeringan bertujuan untuk memperpanjang umur simpan dengan cara mengurangi kadar air untuk mencegah tidak ditumbuhi oleh
mikroorganisme pembusuk. Dalam proses pengeringan dilakukan pengaturan terhadap suhu, kelembaban humidity dan aliran udara. Pengeringan jagung dapat dibedakan menjadi dua
tahapan yaitu: 1. Pengeringan dalam bentuk gelondong. Pada pengeringan jagung gelondong dilakukan
sampai kadar air mencapai 18 untuk memudahkan pemipilan. Penjemuran dapat dilakukan di lantai, dengan alas anyaman bambu atau dengan cara diikat dan digantung.
2. Pengeringan butiran setelah jagung dipipil. Pemipilan dapat dilakukan dengan cara tradisional atau dengan cara yang lebih modern. Secara tradisional pemipilan jagung
dapat dilakukan dengan tangan maupun alat bantu lain yang sederhana seperti kayu, pisau dan lain-lain sedangkan yang lebih modern menggunakan alat pemipil yang disebut corn
sheller yang dijalankan dengan motor.
Butiran jagung hasil pipilan masih terlalu basah untuk dijual ataupun disimpan, untuk itu diperlukan satu tahapan proses yaitu pengeringan akhir. Pengeringan jagung dapat dilakukan
secara alami atau buatan. Umumnya petani melakukan pengeringan biji jagung dengan penjemuran di bawah sinar matahari langsung, sedangkan pengusaha jagung pabrikan biasanya
menggunakan alat pengering tipe batch dryer dengan kondisi temperatur udara pengering antara 50°C – 60°C dengan kelembaban relatif 40.
Pengeringan dengan sinar matahari menjadikan mutu biji lebih baik yaitu menjadi mengkilap. Caranya adalah biji ditebarkan di lantai penjemuran di bawah terik matahari.
Pengeringan ini membutuhkan tenaga kerja lebih banyak dan sangat tergantung dengan cuaca. Lama penjemuran dapat lebih dari 10 hari, tergantung dengan cuaca dan lingkungan. Selama
penjemuran dilakukan pembalikkan hamparan biji 1-2 jam sekali. Jika cuaca tidak memungkinkan dapat diganti dengan hembusan udara pada pengeringan buatan. Pada tahap awal
dengan suhu lingkungan selama 72-80 jam dan diteruskan dengan suhu udara 45-60˚C sampai biji kering.
5 Gambar 2 Pengeringan di bawah matahari langsung
sumberhttp:repository.usu.ac.idbitstream123456789245874Chapter20II.pdf
A.
4. Nilai Ekonomi Jagung Hasil Pengeringan
Tanaman jagung memiliki nilai ekonomi yang cukup tinggi. Melihat peluang dalam produksi jagung nasional belum bisa mencukupi kebutuhan industri nasional, maka potensi pasar jagung
sangat besar. Tanaman jagung ini mudah perawatan dan cepat panen. Dalam waktu 3-4 bulan, tanaman jagung sudah dapat dipanen. Tidak dibutuhkan perlakuan khusus dalam merawat
tanaman ini. Tanaman jagung juga dapat bertahan terhadap segala macam cuaca, panas-dingin, hujan kering, maupun angin. Untuk kebutuhan industri pangan maupun pakan, jagung harus
dikeringkan terlebih dahulu. Oleh karena itu, jagung yang sudah dikeringkan memiliki nilai ekonomi yang tinggi daripada jagung belum dikeringkan. Selain daya simpan yang lebih lama
jagung yang sudah kering juga bias diambil minyaknya dari biji, dibuat tepung dari biji, dikenal dengan istilah tepung jagung atau maizena, dan bahan baku industri dari tepung biji dan
tepung tongkolnya Wikipedia Indonesia, 2006.
B. PENGERINGAN
B.1. Teori Pengeringan
Pengeringan merupakan proses pemindahan kadar air dari bahan dan produk pertanian untuk menghasilkan produk yang berkualitas tinggi dan tahan lama untuk disimpan. Selama
pengeringan tersebut terjadi dua proses yaitu proses perpindahan panas dari udara pengering ke bahan, dan proses pindah massa uap air dari permukaan bahan ke udara sekitar Goswarmi,
1986. Menurut Henderson dan Perry 1976, pengeringan adalah proses pengeluaran air dari suatu
bahan pertanian menuju kadar air kesetimbangan dengan udara sekeliling atau pada tingkat kadar air dimana mutu bahan pertanian dapat dijaga dari serangan jamur, aktivitas serangga dan enzim.
Umumnya media pengering yang digunakan adalah udara. Udara ini berfungsi antara lain untuk membawa panas masuk dalam sistem, untuk menguapkan, dan kemudian membawa uap air
keluar dari sistem. Proses pengeluaran air di permukaan bahan dapat terjadi secara alamiah akibat adanya perbedaan tekanan uap antara bahan dan udara lingkungan di sekitar bahan. Meskipun
proses pengeringan terjadi pada tekanan atmosfir, proses pengeringan ini dapat dipercepat dengan
6 memodifikasi kondisi udara lingkungan yaitu dengan pencampuran udara kering dan uap air.
Pengkondisian udara laingkungan ini dapat dilakukan dengan pemanasan heating, pendinginan cooling, pelembaban humidifying, penghilangan kelembaban dehumidifying, dan
pencampuran udara berdasarkan karakteristik fisik yang ditunjukkan dalam diagram psikometri Goswami, 1986.
Proses pengeringan menurut Henderson dan Perry 1976 terdiri dari dua periode yaitu periode pengeringan dengan laju tetapkonstan dan periode dengan laju menurun. Periode
pengeringan dengan laju tetap merupakan periode perpindahan massa air yang berasal dari permukaan bahan. Proses ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan uap air antara permukaan
bahan dengan udara pengering. Proses ini akan terus berlangsung sampai air bebas pada permukaan telah hilang. Sedangkan pengeringan dengan laju menurun akan berlangsung setelah
pengeringan laju konstan selesai. Kadar air diantara kedua periode tersebut disebut dengan kadar air kritis. Pengeringan dengan laju menurun akan berhenti hingga tercapai kadar air
kesetimbangan. Kadar air kesetimbangan merupakan kadar air terendah yang dapat dicapai pada suhu dan kelembaban tertentu.
Selama pengeringan berlangsung terjadi penurunan suhu bola kering disertai dengan kenaikan kelembaban mutlak H, kelembaban relatif RH, tekanan uap dan suhu pengembunan.
Sedangkan suhu bola basah dan entalpi tetap. Ilustrasi aktivitas pengeringan dapat dilihat pada kurva psikrometrik chart pada Gambar 3.
Keterangan : 1
– 2 = proses pemanasan udara 2
– 3 = proses pengeringan Tud = suhu udara
Tp = suhu pengeringan
Gambar 3. Kurva psikrometrik chart untuk pengeringan Metode pengeringan pangan maupun non-pangan yang umum dilakukan antara lain adalah
pengeringan matahari sun drying, oven, iradiasi surya solar drying, microwave, dan pengeringan beku freeze drying. Pengeringan merupakan metode pengawetan yang
membutuhkan energi dan biaya yang cukup tinggi, kecuali pengeringan matahari sun drying.
RH
1
3 Volume
spesifik m
3
kg
uk
Entalpi kJkg
u
SuhuPengemb unan
h
1
h
2
1 2
Tud T
p
K el
em b
ab an
m u
tl ak
k g
ai r
k g
uk
7
Pengeringan Matahari Sun Drying
Pengeringan matahari sun drying merupakan salah satu metode pengeringan tradisional karena menggunakan panas langsung dari matahari dan pergerakan udara lingkungan.
Pengeringan ini mempunyai laju yang lambat dan memerlukan perhatian lebih. Bahan harus dilindungi dari serangan serangga dan ditutupi pada malam hari. Selain itu pengeringan matahari
sangat rentan terhadap resiko kontaminasi lingkungan, sehingga pengeringan sebaiknya jauh dari jalan raya atau udara yang kotor. Pengeringan matahari tergantung pada iklim dengan matahari
yang panas dan udara atmosfer yang kering, dan biasanya dilakukan untuk pengeringan buah- buahan.
Pengeringan Rumah Kaca Greenhouse
Pengering efek rumah kaca adalah alat pengering berenergi surya yang memanfaatkan efek rumah kaca yang terjadi karena adanya penutup transparan pada dinding bangunan serta plat
absorber sebagai pengumpul panas untuk menaikkan suhu udara ruang pengering. Lapisan transparan memungkinkan radiasi gelombang pendek dari matahari masuk ke dalam dan
mengenai elemen-elemen bangunan. Hal ini menyebabkan radiasi gelombang pendek yang terpantul berubah menjadi gelombang panjang dan terperangkap dalam bangunan karena tidak
dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu menjadi tinggi. Proses inilah yang dinamakan efek rumah kaca. Kamaruddin et al., 1996.
Pengeringan Oven
Pengeringan oven oven drying untuk produk pangan membutuhkan sedikit biaya investasi, dapat melindungi pangan dari serangan serangga dan debu, dan tidak tergantung pada cuaca.
Namun, pengeringan oven tidak disarankan untuk pengeringan pangan karena energi yang digunakan kurang efisien daripada alat pengering dehydrator. Selain itu sulit mengontrol suhu
rendah pada oven dan pangan yang dikeringkan dengan oven lebih rentan hangus.
Pengeringan Iradiasi Surya Solar Drying
Solar drying merupakan modifikasi dari sun drying yang menggunakan kolektor sinar matahari yang didesain khusus dengan ventilasi untuk keluarnya uap air. Energi matahari
dikumpulkan menggunakan pengumpul energi yang berupa piringan tipis flat plate yang biasanya terbuat dari plastik transparan. Solar drying disebut juga iradiasi surya. Suhu pada
pengeringan jenis ini umumnya 20 sampai 30°C lebih tinggi dari pada di tempat terbuka open sun drying dengan waktu pengeringan yang lebih singkat. Sistem solar drying juga digunakan
pada pengeringan bijian, selain menggunakan sistem batch drying dan continous flow drying.
Pengeringan Beku Freeze Drying
Pengeringan beku merupakan salah satu cara dalam pengeringan produk pangan. Tahap awal produk pangan dibekukan kemudian diperlakukan dengan suatu proses pemanasan ringan dalam
suatu lemari hampa udara. Kristal-kristal es yang terbentuk selama tahap pembekuan akan menyublim jika dipanaskan pada tekanan hampa udara yaitu berubah bentuk dari es menjadi uap
tanpa melewati fase cair Gaman dan Sherrington, 1981. Pengeringan beku atau sublimasi air dari proses pembekuan makanan menggunakan vakum dan panas digunakan pada beberapa jenis
produk pangan seperti daging, ayam, makanan laut, buah, dan sayuran Frazier dan Westhoff, 1978 dalam Noveni 2009.
8
B.2. Kadar Air
Kadar air bahan menunjukkan banyaknya kandungan air per satuan bobot bahan. Metode pengukuran kadar air jagung ada dua yaitu kadar air basis basah wet basis dan kadar air basis
kering dry basis Henderson dan Perry, 1976. Kadar air basis basah adalah perbandingan antara berat air dalam bahan pangan dengan berat bahan total. Kadar air basis kering adalah
perbandingan berat air dalam bahan dengan berat keringnya padatan. =
× 100 ………………………………… 1 M=
× 100 ……………………………………….. 2 dimana
m = kadar air basis basah bb M
= kadar air basis kering bk Wm = berat air gram
Wd = berat bahan kering gram Hubungan antara kadar air basis basah dan kadar air basis kering adalah sebagai berikut:
M=
×
.......................................................................... 3 Kadar air kesetimbangan Me adalah kadar air yang menunjukkan kesetimbangan antara
laju perpindahan air dari bahan ke udara sama dengan laju perpindahan air dari udara ke bahan. Kadar air ini penting untuk diketahui karena erat kaitannya dengan pengeringan dan
penyimpanan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air kesetimbangan antara lain kecepatan udara pengering, suhu udara, kelembaban relatif udara RH, dan kematangan bahan. Persamaan
untuk menentukan kadar air kesetimbangan dikemukakan oleh Henderson dan Perry 1976 sebagai berikut:
1-RH = exp 1-a Me
b
…………………………………… 4 dimana
RH = kelembaban udara pada keadaan setimbangan Me = kadar air kesetimbangan bk
a, b = konstanta pengeringan bahan
B.3. Pengertian Laju Pengeringan
Laju pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan tiap satuan waktu atau penurunan kadar air bahan dalam satuan waktu. Penurunan kadar air produk selama proses pengeringan
dinyatakan dengan =
∆
∆
............................................................ 5
9 dimana
dWdt = laju pengeringan bkjam
w
t
= kadar air pada waktu t bk w
t+ t
= kadar air pada waktu t + t bk t
= selang waktu jam
B.4. Efisiensi Pengeringan
Efisiensi energi pada proses pengeringan adalah perbandingan antara total output energi pada sistem pengering dengan input energi yang terpakai oleh produk yang dikeringkan. Besarnya
efisiensi pengeringan dapat dituliskan dengan persamaan berikut: = ……………………………………………………………6
dimana np = efisiensi pengeringan
Q = output energi yang terpakai oleh produk kJ
Qi = input energi kJ
C. KARAKTERISTIK PENGERINGAN JAGUNG
Kategori