Pemanfaatan Potensi Limbah Tongkol Jagung Sebagai Energi Alternatif Di Wilayah Provinsi Gorontalo
Pemanfaatan Potensi Limbah Tongkol Jagung Sebagai Energi Alternatif Di Wilayah Provinsi Gorontalo
Siradjuddin Haluti Ridho Hantoro
Fakultas Teknologi Industri, Prodi Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri, Prodi Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh November
Institut Teknologi Sepuluh November Sukolilo, Surabaya 6011 Jawa Timur Indonesia
Sukolilo, Surabaya 6011 Jawa Timur Indonesia duddy@poligon.ac.id
Abstract— Jagung merupakan komoditi unggulan Propinsi
sekitar 65%, sementara 35% dalam bentuk limbah berupa
Gorontal. Walaupun mengalami fluktuasi produksi jagung ditiap
batang, daun, kulit, dan tongkol jagung (Anonimous, 2003).
tahun tidak mempengaruhi produksi jagung di Provinsi
Badan Pusat Informasi Jagung Provinsi Gorontalo (BPIJ)
Gorontalo. Dalam beberapa tahun terakhir kebutuhan jagung
melaporkan bahwa luas lahan pertanian jagung di Provinsi
makin meningkat, dengan meningkatnya kebutuhan jagung berdampak pada tingginya produksi limbah tongkol jagung yang
Gorontalo pada tahun dari 2008 sekitar 156.898 Ha dengan
dihasilkan provinsi Gorontalo, tentunya ini akan menimbulkan
hasil produksi 753.598 ton, dan pada tahun 2010 sekitar
masalah bagi lingkungan. Limbah tongkol jagung merupakan
164.999 Ha dengan hasil produksi mencapai 679.168 ton.
salah satu sektor yang belum dimanfaatkan di provinsi
Tingginya produksi jagung tiap tahunnya berdampak pada
Gorontalo secara maksimal dalam meningkatkan nilai ekonomis,
tingginya limbah yang dihasilkan terutama limbah tongkol
lebih efisien dan efektif penggunaannya.
Diantaranya
jagung. Limbah tongkol jagung khususnya untuk daerah
pemanfaatan biomassa tongkol jagung sebagai energi bahan
gorontalo belum terolah secara maksimal dalam meningkatkan
bakar alternatif. Tujuan yang diangkat dalam peneliitian ini
nilai ekonomisnya..
adalah Mengetahui potensi produksi limbah tongkol jagung di wilayah Provinsi Gorontalo sebagai energi alternatif dan
Provinsi Gorontalo yang dikenal sebagai penghasil jagung
di Indonesia, hasil utama jagung adalah biji jagung yang
Mengetahui potensi energi alternatif melalui proses pembakaran
langsung (Biomassa) sebagai pemanfaatan dari bahan baku
digunakan terutama untuk makanan manusia dan ternak. Hasil
limbah tongkol jagung untuk pembangkit listrik. Metode
survei bahwa limbah tongkol jagung di Gorontalo belum
pengumpulan data, pengolahan data dan analisis data. Hasil
dimanfaatkan. Limbah tongkol jagung tersebut hanya
potensi bahan bakar yang dapat dihasilkan dari pemanfaatan
menimbulkan masalah serius bagi lingkungan, terutama
limbah tongkol jagung untuk wilayah Provinsi Gorontalo dapat
karena pembakaran limbah akan menimbulkan polusi yang
mencapai total rata-rata sebesar 72.931 ton limbah tongkol
hebat dan juga membahayakan lingkungan. Padahal energi
jagung. Untuk pemanfaatan limbah tongkol jagung sebagai
yang terkandung dalam limbah organik padat dapat
bahan bakar biomassa melalui proses pirolisis menghasilkan
dimanfaatkan melalui pembakaran langsung atau dengan
nilai kalor sebesar 1.293.153.000 MJ dan menghasilkan daya sebesar 359.206 MW. Dengan jumlah daya yang dihasilkan oleh
terlebih dahulu mengkonversikannya dalam bentuk lain yang
bahan bakar tongkol jagung sebesar 359.206 MW telah menutupi
bernilai ekonomis,
yang
lebih
efisien dan efektif
kekurangan defisit daya sebesar 157.417,2 MW yang dibutuhkan
penggunaannya, diantaranya pembakaran langsung (biomassa)
oleh masyarakat provinsi Gorontalo.
melalui proses gasifikasi, sebagai alternatif bahan bakar. Mengamati kondisi potensi produksi limbah tongkol jagung
Kata Kunci : Potensi, Limbah, Tongkol Jagung, Biomassa,
tersebut, maka perlu dilakukan analisa untuk mengetehui
Energi.
pemanfaatan energi yang dihasilkan, jika limbah tongkol tersebut akan digunakan sebagai bahan baku dari pembuatan bahan bakar Biomassa. Untuk mengetahui potensi energi yang dihasilkan dapat dilakukan dengan menghitung nilai rata-rata
produksi limbah tongkol, Perhitungan energi yang dihasilkan Jagung merupakan salah satu komoditi unggulan provinsi
ENDAHULUAN I. P
dapat memberikan informasi tentang kandungan energi dalam Gorontalo, dimana produksi jagung Gorontalo dari tahun
limbah tongkol jagung tersebut, melalui pemanfaatan bahan ketahun mengalami fluktuasi. Disamping untuk memenuhi
baku limbah yang akan berguna untuk keperluan masyarakat kebutuhan hidup masyarakat gorontalo, jagung juga telah
Gorontalo.
dieksport ke luar negeri seperti Malaysia dan Singapura untuk Dengan demikian data informasi kandungan energi yang bahan baku berbagai produk seperti tepung jagung (maizena),
dihasilkan pada limbah tongkol jagung sebagai bahan baku pati jagung, minyak jagung, dan pakan ternak. Dari setiap
untuk pembuatan bahan bakar dapat digunakan sebagai acuan panen jagung diperkirakan jagung (rendemen) yang dihasilkan
dalam merencanakan teknologi tepat guna untuk pembuatan bahan bakar dari tongkol jagung dengan skala yang memadai.
ETODE II. M P ENELITIAN
B. Data Limbah Tongkol Jagung
A. Studi Literatur Dengan melihat data produksi jagung pada tabel 1. ditiap Studi literatur adalah tinjauan berbagai referensi pustaka
Kabupaten dan Kota produksi jagung di Provinsi Gorontalo yang berhubungan dengan data-data pemanfaatan limbah
sangat potensial untuk pengembangan Pemenfaatan limbah tongkol jagung sebagai sumber energi alternatif melalui buku,
tongkol jagung untuk dijadikan sebagai energi alternatif. Salah jurnal, artikel, skripsi atau penelitian yang sudah dilakukan.
satu sektor yang belum dimanfaatkan di Provinsi Gorontalo secara maksimal adalah pemanfaatan limbah pertanian
B. Pengumpulan Data khususnya limbah tongkol jagung. Limbah tongkol jagung pengumpulan data yaitu data tentang produksi jagung yang
khususnya untuk daerah Gorontalo belum terolah secara dihasilkan oleh tiap-tiap kabupaten dan kota di Provinsi
maksimal dalam meningkatkan nilai ekonominya. Limbah Gorontalo. Data produksi jagung ini diperolah dengan
jagung yang biasanya hanya dibuang dan dibakar. mengunjungi Dinas-dinas terkait yang ada di masing-masing
Berikut ini adalah Data hasil Limbah Tongkol Jagung secara kabupaten dan kota. adapun yang menjadi tempat fokus untuk
keseluruhan dari tahun 2008 sampai pada tahun 2012 berdasar pengambilan data yaitu Badan Pusat Informasi Jagung (BPIJ)
data produksi jangung, dapat kita lihat pada tabel.2 Provinsi Gorontalo, inas Pertanian Provinsi Gorontalo, Badan
Tabel 2. Data Potensi Produksi Limbah Tongkol Jagung Ideal Pusat Statistik (BPS) Provinsi Gorontalo.
Kab. Boalemo
C. Pengolahan Data
Data produksi jagung didapat selanjutnya mengetahui jumlah 44.314 produksi limbah tongkol jagung yang dihasilkan oleh tiap-tiap
Limbah Ton
Kab. Gorontalo
kabupaten dan kota di Provinsi Gorontalo yaitu dengan
Limbah Ton
menghitung berdasarkan pengambilan sampel. Setelah itu
Kab.Pohuwato
melakukan Pemanfaatan limbah tongkol jagung sebagai energi
alternatif dalam bentuk bahan bakar Biomassa melalui proses 77.837 pirolisis. Kab. Bonbiol
Limbah Ton
Limbah Ton
D. Analisa Data
Kab. Gorut
Menghitung jumlah energi yang terkandung dalam bahan
Limbah Ton
bakar Biomassa. Berapa energi kalor dan daya yang dihasilkan oleh bahan bakar Biomassa untuk bisa menutupi defisit daya Kota Gorontalo
PLN yang dibutuhkan oleh masyarakat Gorontalo.
Limbah Ton
Produksi limbah tongkol jagung yang dihasilkan pada tabel 2
ASIL P III. H ENELITIAN
merupakan jumlah ideal jika seluruh limbah dapat terkumpul.
A. Produksi Jangung Namun pada kondisi aktual jumlah yang telah disebutkan Produksi jagung di Provinsi Gorontalo mengalami
tidak akan dapat terkumpul 100%. Hal ini disebabkan oleh fluktuasi berdasarkan hasil analisa data produksi jagung
adanya berbagai kondisi misalnya pengumpulan tongkol diwilayah Kabupaten dan Kota di Provinsi Gorontalo dalam 5
jagung pada kecamatan yang menghasilkan tongkol jagung (lima) tahun terakhir.
dalam jumlah besar dengan transportasi yang memadai. Tabel 1. Data Produksi jagung Propinsi Gorontalo 2008 sampai pada 2012
Sementara pada kecamatan dan desa dengan jumlah penghasil limbah tongkol jagung sedikit dengan transportasi yang sulit
serta mahal dalam hal pembiayaan, maka sulit untuk mengumpulkan limbah tongkol jagung. Produksi limbah
Rata
Kab. Boalemo
tongkol jagung yang aktual dihasilkan berdasarkan pada data produksi jagung per kecamatan yang ada diwilayah kabupaten
Produksi/Ton 206.593 144.820
dan kota provinsi Gorontalo. Hal ini dapat dilihat pada tabel 3
Kab. Gorontalo
berikut
Tabel 3 Data Produksi Jagung Aktual
Produksi/Ton 186.221 115.293
Kab. Pohuwato
Rata-rata Produksi Limbah
Daerah
Produksi/Ton 285.726 243.837
yang Aktual (ton)
Kab. Bonbol
Produksi/Ton 16.881 10.485
Kabupaten Boalemo
Kota Gorontalo
Kabupaten Gorontalo
Produksi/Ton 883 529
Kabupaten Pohuwato
Kab. Gorut
Kabupaten Bonebolango
Kabupaten Gorontalo Utara
Produksi/Ton 57.295 54.146
Kota Gorontalo
Untuk persentase persen limbah tongkol jagung yang dapat terkumpul sebesar Kabupaten. Boalemo (78%), kabupaten. Gorontalo (55%), kabupaten. Pohuwato (85%), kabupaten. Gorontalo Utara (43%), kabupaten. Bone Bolango (60%), dan kota Gorontalo (47%).
C. Pemanfaatan Limbah Tongkol jangung Sumber energi terbarukan yang berasal dari komoditas
Diagram T-s siklus PLTU (siklus rankine). jagung di Indonesia belum dimanfaatkan secara optimal. Studi
a – b : Air dipompa dari tekanan P 2 menjadi P 1 . Langkah mengenai pengembangan potensi sumber energi terbarukan
ini adalah langkah kompresi isentropis, dan proses ini yang berasal dari komoditas jagung telah dilakukan di
terjadi pada pompa air pengisi.
berbagai negara. Potensi pemanfaatan dan pengembangan sumber energi terbarukan tersebut di antaranya adalah sebagai
b – c : Air bertekanan ini dinaikkan temperaturnya hingga berikut:
mencapai titik didih. Terjadi di LP heater, HP heater dan Economiser ..
Pemanfaatan Limbah
PembangkitListrik Dengan Cara Pembakaran Langsung
c – d : Air berubah wujud menjadi uap jenuh. Langkah ini (Biomassa)
disebut vapourising (penguapan) dengan proses isobar Pembakaran langsung yaitu dengan cara membakar
isothermis , terjadi di boiler yaitu di wall tube (riser) dan biomassa untuk memanaskan boiler untuk menghasilkan uap
steam drum .
yang akan memutar turbin untuk menggerakkan generator. Boiler adalah sebuah bejana tertutup dimana panas
d – e : Uap dipanaskan lebih lanjut hingga uap mencapai pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau
temperatur kerjanya menjadi uap panas lanjut (superheated steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian
vapour ). Langkah ini terjadi di superheater boiler dengan digunakan untuk mengalirkan panas kesuatu proses. Sistem
proses isobar.
boiler terdiri dari : sistem air umpan, sistem steam, sistem bahan bakar. Air adalah media yang dipakai pada proses
: Uap melakukan kerja sehingga tekanan dan bertemperatur tinggi ataupun untuk perubahan parsial menjadi
• e–f
temperaturnya turun. Langkah ini adalah langkah ekspansi energi mekanis pada sebuah turbin. Sistem pembakaran yang
isentropis , dan terjadi didalam turbin. terjadi pada boiler hingga terbentuknya steam yang merupakan hasil pembakaran yang diperlukan untuk menggerakan turbin
• f–a : Pembuangan panas laten uap sehingga berubah
sehingga akan tercipta tegangan listrik pada generator. menjadi air kondensat. Langkah ini adalah isobar isothermis , dan terjadi didalam kondensor.
Untuk tingkat efisiensi pada boiler atau ketal uap tingkat efisiensinya berkisar antara 70% hingga 90%. Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan menggunakan rumus :
efisiensi boiler (η) = sebelum tongkol jagung di gunakan untuk memanaskan boiler
Proses konversi energy pada PLTU maka terlebih dahulu di ketahui karateristik dari tongkol Cara kerja: Penggerak mula (prime mover) yang
jagung tersebut.
mengubah energi panas dalam uap menjadi energi mekanis Analisis kimia tongkol jagung (Lachke, 2002) berupa putaran poros turbin. Selanjutya poros turbin dikopel
Tabel 4.
13,9 dengan poros generator untuk menghasilkan energi listrik.
Kadar Air
1,17 Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat
Abu
Analisa Kandungan Zat Kimia
digambarkan dengan diagram T-s (Temperatur – entropi).
C 43,42 Siklus ini adalah penerapan siklus rankine ideal. Adapun
H 6,32 urutan langkahnya adalah :
HHV (MJ/kg)
Nilai kalor yang diperoleh dari limbah biomassa sekitar 14,7 dalam 5 (lima) tahun terakhir, total pertahun produksi MJ/kg. Jika dikonversi dalam ton, maka jumlahnya sekitar
jagung sebesar 501.685 ton dengan potensi produksi 14.700 MJ/ton. Nilai kalor dan daya total pada setiap
limbah tongkol jagung total pertahun mencapai kabupaten/kota dan nilai total di Provinsi Gorontalo dapat
172.913 ton. dan melakukan pemetaan daerah potensi dilihat pada tabel 7. berikut.
limbah tongkol jagung.
Tabel 5. Daya Yang Dihasilkan Berdasarkan Produksi Limbah tongkol • Berdasarkan hasil potensi produksi limbah untuk
jagung aktual
pemanfaatan limbah tongkol sebagai bahan bakar alternatif melalui proses pembakaran langsung
Rata-rata Produksi
Konversi Nilai
(Biomassa) melalui proses pirolisis menghasilkan
Daerah
Limbah Aktual
Nilai Kalor (MJ)
daya 359.26 MW dan energi kalor 1.293.153.000 MJ. • Dengan daya yang dihasilkan oleh limbah tongkol
Kab. Boalemo 34.565
jagung sebesar 359.206 MW dapat menutupi depisit
kekurangan daya sebesar 157.417,2 MW yang dibutuhkan masyarakat provinsi Gorontalo
Kab. Gorontalo 19.724
Kab. Pohuwato 66.435
D AFTAR P USTAKA
Kab. Bonbol
[1] Alkuino E.L. 2000. Gasifying farm wastes as source of cheap heat for drying paddy and corns. International Rich Research
Kab. Gorut 4.689
Kota Gorontalo
Organization, Philipines
[2] Anonimous, 2003, Provil Proyek Industri Briket Arang
Tempurung Kelapa.
Berdasarkan Tabel 5. dapat kita lihat daya pada setiap [3] BPS Provinsi Gorontalo, 2009, Gorontalo Dalam Angka. kabupaten/ kota dan daya total yang dapat dihasilkan dari
[4] Agustina, S. E. 2004. Biomass Potential as Renewable Energy limbah tongkol jagung per tahun. Perhitungan daya didasarkan
Resources in Agriculture. Proceedings of International Seminar pada perkalian antara efisiensi bahan bakar tongkol jagung
on Advanced Agricultural.
terhadap jumlah total nilai kalor tongkol jagung per tahun. [5] Bridgwater, A. (2003). Renewable fuels and chemicals by Dari data tersebut dapat dilihat total daya yang diperolah
thermal processing of biomass. Chem. Eng. J. (2003) 91, 87– sebesar 359.206 MW per tahun. Jika kita membandingkan
daya yang dihasilkan PLN per tahun terhadap daya yang [6] Intan Aripin Ilmi, Ya’umar. Analisis Efisiensi Sistem dibutuhkan
Pembakaran Pada Boiler PLTU Unit III PT. PJB UP Gresik Dengan Metode Statistical Process Control.
memperoleh daya sebagai berikut : Daya terpasang PLN/tahun adalah sebesar 475.054,8 MW
[7] Lehman, J., (2007). Engineering and Farm Work Operation. Bogor, 25-26 August 2004. Bio-energy in the black. Concepts
Daya mampu PLN/tahun adalah sebesar 317.637,6 MW. and question. Front Ecology Environment 5, 381–387. Jika dihitung defisit daya PLN provinsi Gorontalo dapat
mencapai 157.417,2 MW. Artinya pemerintah masih harus [8] Noldi. N, 2009, Uji Komposisi Bahan Pembuatn Briket Biorang Tempurung Kelapa dan Serbuk Kayu Terhadap Mutu yang
menyiapkan daya sebesar 157.417,2 MW untuk memenuhi Dihasilkan. Skripsi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas kebutuhan masyarakat.
Sumatera Utara. Sumatera Utara
Dengan penambahan daya yang diperoleh dari bahan bakar [9] Prasetyo, T, Joko Handoyo, dan Cahyati Setiani. 2002. tongkol jagung sebesar 359.206 MW per tahunnya, maka
Karakteristik Sistem Usahatani Jagung-Ternak di Lahan Irigasi. jumlah daya yang dihasilkan oleh bahan bakar tongkol jagung
Prosiding Seminar Nasional: Inovasi Teknologi Palawija, Buku sebesar 359.206 MW telah menutupi kekurangan defisit daya
2- Hasil Penelitian dan Pengkajian. Pusat Penelitian dan sebesar 157.417,2 MW yang dibutuhkan oleh masyarakat
Pengembangan Sosial Ekonomi Pertanian, Badan Litbang provinsi Gorontalo.
Pertanian, hal. 581-605.
Provinsi Gorontalo yang terdiri dari lima kabupaten dan [10] Seran, J.B. 1990.,”Bioarang Untuk Memasak”, Edisi II, Liberti., satu kotamadya Rasio Elektrifikasinya baru mencapai 49,79
Yogyakarta.
persen. Adapun daftar tunggu PLN mencapai 2.732 [11] Soeyanto,T. 1982. “Cara Membuat Sampah jadi Arang dan permintaan atau sebesar 38.719 MW.
Kompos”, Yudhistira, Jakarta [12] Widodo,Teguh Wikan, A. Asari, Ana N.dan Elita, R. Bio Energi
Berbasis Jagung dan Pemanfaatan Limbahnya. Balai Besar • Pengembangan Mekanisasi Pertanian Serpong Badan Litbang Produksi limbah tongkol jagung di provinsi
ESIMPULAN IV. K
Gorontalo sangat potensial untuk pengembangan
Pertanian, Departemen Pertanian
pemanfaatan limbah tongkol jagung untuk dijadikan
sebagai energi alternatif, limbah tongkol yang dihasilkan berdasarkan data jumlah produksi jagung