roy efendi dan suman sangadji_limbah jagung
TRANSCRIPT
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
PENGELOLAAN LIMBAH JAGUNG
ROY EFENDI (P0100311010)
SUMAN SANGADJI (
U.S, China, Brazil, Mexico, dan Argentina adalah negara penghasil jagung utama dunia = 72% produksi jagung dunia
Country 2002 2003 2004 2005 2006USA 227,767 256,278 299,914 282,311 272,931China 121,300 115,830 130,290 139,365 143,000EU-25 49,360 39,876 52,968 48,618 44,385Brazil 44,500 42,000 35,000 41,700 42,000Mexico 19,280 21,800 22,050 19,500 22,000Argentina 15,500 15,000 20,500 15,800 19,000India 11,100 14,720 14,180 15,090 14,500South Africa 9,675 9,700 11,716 6,935 10,000Canada 8,999 9,600 8,840 9,461 9,300Romania 7,300 7,020 12,000 10,300 8,500Indonesia 6,100 6,350 7,200 6,900 6,600Egypt 6,000 5,740 5,840 5,860 5,870Serbia & Montenegro 5,585 3,800 6,569 6,600 6,600Nigeria 5,200 5,500 6,500 7,000 7,500Philippines 4,430 4,900 5,050 5,900 5,800Ukraine 4,180 6,850 8,800 7,150 6,500Others 56,698 60,726 64,855 67,086 68,400World 602,974 625,690 712,272 695,576 692,886
World Corn Production by Major Countries (1,000 MT)
Produksi & Ekspor Jagung DuniaRoy Efendi & Suman Sangadji
Roy Efendi & Suman Sangadji
Negara Luas pertanaman jagung (ha) Produksi jagung (Mt) Hasil (Mt/ha)
USA 32,209,277 333,010,910 10.34
China 30,478,998 163,118,097 5.35
Brazil 13,791,219 51,232,447 3.71
India 8,400,000 17,300,000 2.06
Mexico 7,200,000 20,202,600 2.81
Argentina 2,337,175 13,121,380 5.61
WORLD 159,531,007 817,110,509 5.12
Luas pertanaman dan produksi jaguang dunia
tahun 2009
Roy Efendi & Suman Sangadji
Luas pertanaman dan produksi jaguang dunia
tahun 2009No. Negara
2010/2011 2011/2012
Luas (‘000 Ha) Produksi (‘000 MT) Luas (‘000 Ha) Produksi (‘000
MT)
1 US 32,960 316,165 34,151 317,440
2 China 32,450 173,000 33,000 178,000
3 EU 27 7,998 55,902 8,731 61,043
4 Brazil 13,800 57,500 14,500 61,000
5 Mexico 7,000 20,600 7,050 24,000
6 Argentina 3,200 22,000 3,600 27,500
7 India 8,550 21,280 8,500 21,000
World Total 163,060 823,965 168,408 854,674
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
AS merupakan eksportir jagung terbesar dunia namun hampir 90% dari produksinya dialokasikan untuk memenuhi permintaan domestik.
U.S Corn Use 1994-2006
Feed & Residual
Fuel Alcohol
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
19
94
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
Seed
Cereals & OtherProductsStarch
Glucose & Dextrose
High-fructose Corn Syrup
Alcohol for Beverages &MfgFuel Alcohol
Feed & Residual
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Kenaikan Produksi
Pakan Ternak
Program Pengembangan
Bio Fuel
Ketersediaan ethanol dalam jumlah yang
memadai
Kenaikan permintaan
jagung domestik
Peningkatan produksi =
penambahan luas tanam
Situasi Pasar Jagung Dunia
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
PRODUKSI JAGUNG MENURUT PROVINSI DI INDONESIA (TON)
No.
Provinsi/PovinceTahun/Year
2007 2008 2009 2010 2011*)
1 Jawa Timur 4.252.182 5.053.107 5.266.720 5.587.318 5.010.626
2 Jawa Tengah 2.233.992 2.679.914 3.057.845 3.058.710 2.854.159
3 Lampung 1.346.821 1.809.886 2.067.710 2.126.571 1.859.897
4 Sulawesi Selatan 969.955 1.195.691 1.395.742 1.343.044 1.371.512
5 Sumatera Utara 804.850 1.098.969 1.166.548 1.277.718 1.240.528
6 Jawa Barat 577.513 639.822 787.599 923.962 962.136
7 Gorontalo 572.785 753.598 569.110 679.167 670.178
8 Nusa Tenggara Timur 514.36 673.112 638.899 653.620 522.970
9 Sulawesi Utara 406.795 466.041 450.989 446.144 437.879
10 Sumatera Barat 223.332 351.843 404.795 354.262 447.368
Indonesia 13.287.527 16.317.251 17.629.748 18.327.636 17.230.172
(BPS. 2011 )
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
11D.I. Yogyakarta 258.187 285.372 314.937 345.576 293.37312Nusa Tenggara Barat 120.612 196.263 308.863 249.005 442.42613Kalimantan Barat 154.118 181.407 166.833 168.273 149.34514Aceh 125.155 112.894 137.753 167.090 167.67915Sulawesi Tengah 119.324 136.907 164.282 162.306 147.17616Sumatera Selatan 84.081 101.439 113.167 125.796 125.95017Kalimantan Selatan 100.957 95.064 113.885 116.449 100.05618Sulawesi Tenggara 97.037 93.064 71.655 74.840 67.31619Bengkulu 83.385 111.826 93.798 74.331 86.80720Bali 69.209 77.619 92.998 66.355 64.29521Sulawesi Barat 26.633 40.252 58.320 58.020 63.84622Riau 40.410 47.959 56.521 41.862 35.53523Jambi 30.028 34.616 38.169 30.691 27.63824Baten 20.723 20.169 27.083 28.557 12.69125Maluku Utara 10.793 11.493 18.229 20.546 24.84326Maluku 15.685 18.924 15.859 15.273 14.60027Kalimantan Timur 11.620 12.795 12.520 11.993 8.32728Kalimantan Tengah 3.971 5.982 8.048 9.345 8.64329Papua 7.053 7.155 6.787 6.834 6.90630Papua Barat 2.428 1.711 1.585 1.931 2.41131Kepulauan Bangkal Belitung 2.736 1.193 1.403 1.055 1.08832Kepulauan Riau 893 1.125 1.064 961 92033DKI Jakarta 39 39 32 31 18
LIMBAH TANAMAN JAGUNG di IndonesiaR
oy E
fendi &
Sum
an S
angadji
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
10,000
11,000
12,000
13,000
14,000
15,000
16,000
17,000
18,000
19,000
Tahun
Lu
as p
an
en
(H
a)
x 1
00
0
Pro
du
ksi
(to
n)
x 1
00
0
Produksi jagung
Luas Panen
Indek panen jagung 0,4 – 0,45Bila biji berkisar 5 – 10 t/haLimbah tanaman jagung = 8.75 - 21.25 ton/ha = 35 - 85 juta tonRata-rata = 60 juta ton/tahun
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Pengelolaan Limbah Jagung
f
f
ff
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Roy Efendi & Suman Sangadji
Inovasi pengolahan Limbah rambut jagung
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Roy Efendi & Suman Sangadji
Proses Produksi
Air 27 literProses Pengeringan
1 kg
Roy Efendi & Suman Sangadji
Proses Produksi
+ Gula Pasir+ Perisa dan Vanili
27 Liter
108 Cup
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
PEMANFAATAN KULIT/KELOBOT JAGUNG
Pemanfaatan serat klobot jagung + pewarna alam kulit pohon mahogany, sebagai salah satu alternatif produk tekstil interior.
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Pemanfaatan Junggel jagung (cob maize) ->
furniture
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
TONGKOL JAGUNG XILAN
Tongkol jagung memiliki kandungan xilan yang lebih tinggi dibanding sekam, bekatul, ampas pati garut, dan onggok (Richana et al. 2004).
Kandungan xilan dari beberapa limbah pertanian.
Sumber: Richana et al. (2004).
Bahan Xilan (%)Bagas tebu Oat hulls
Tongkol jagung Sekam
Kulit kacangKulit biji kapas
9 , 612,312,96 , 36 , 310,2
JAGUNG
JUNGGEL
XILITOL
xilitol yang diperoleh dari hasil pengolahan limbah junggel jagung digunakan sebagai pemanis pengganti dengan banyak
keunggulannya dibandingkan dengan pemanis dipasaran.
Junggel jagung (cob maize)
Roy Efendi & Suman Sangadji
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
XILITOL SEBAGAI PEMANIS JELLY
Xilitol sebagai bahan pemanis
Jelly
Membantu menurunkan kadar
gula darah
Tongkol jagung sebagai bahan
dasar
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
PELAKSANAAN
Penjemuran Tongkol
Jagung HalusPenjemuran Tongkol
Jagung Halus
Penjemuran
Serabut JagungPerendaman dalam larutan NaOCL 1%
Perendaman dalam larutan NaOH 10%
Ekstraksi xilan setelah disentrifugasi
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
TAHAPAN PEMBUATAN
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
BIOKONVERSI SELULOSA DARI LIMBAH JANGGEL JAGUNG MENJADI GLUKOSA MENGGUNAKAN JAMUR ASPERGILLUS NIGER (Jurnal Purifikasi, Vol. 9, No. 2, Desember 2008: 105 – 114)
• Enzim kadar yang dihasilkan oleh jamur A. niger mempunyai aktifitas enzim selulase sebesar 2,257 IU/mL pada hari ke 4 inkubasi.
• Hasil penelitian Soeprijanto dkk (2008) menunjukan bahwa denagan hidrolisis enzim, konversi selulosa menjad glukosa yang tertinggi diperoleh sebesar 51,01%.
• Di mana hidrolisis enzim tersebut menggunakan ukuran partikel tongkol jagung 100 mesh dan dosis enzim 50 mL.Roy Efendi & Suman Sangadji
LIMBAH TANAMAN JAGUNG SEBAGAI PAKAN TERNAK RUMINANSIA
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
1. Silase 2. Biskuit Pakan
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
SILASE: ADALAH PAKAN YANG TELAH DIAWETKAN YANG DI PROSES DARI BAHAN BAKU YANG BERUPA TANAMAN HIJAUAN DENGAN JUMLAH KADAR / KANDUNGAN AIR PADA TINGKAT TERTENTU KEMUDIAN DI MASUKAN DALAM SEBUAH TEMPAT YANG TERTUTUP RAPAT KEDAP UDARA , SELAMA KURANG LEBIH TIGA MINGGU.
1
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Silase dapat dibuat dari seluruh bagian batang dan daun sesuda panen
Mikroba yang ditambahkan 1. Bakteri penghasil asam laktat seperti Lactobacillus plantarum, L. casei, L. lactis, L. bucheneri,
Pediocococcus acidilactici, dan 2. Penurun pH silase :Enterococcus faecium3. Pleurotus flabelatus untuk fermentasi jerami jagung4. Trichoderma viridae untuk fermentasi tongkol jagung.
Roy Efendi & Suman Sangadji
Roy Efendi & Suman Sangadji
CIRI-CIRI SILASE YANG BAIKTidak Berbau busuk, Agak kemanis-manisan, Tidak berjamur,Tidak bergumpal Berwarna kehijau-hijauan.
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
PROTEIN HEWANI
PAKAN FLUKTUATIF
Mudah rusak
Teknologi Pengolahan
BISKUIT PAKAN
Alternatif
Roy Efendi & Suman Sangadji
LIMBAH JAGUNG
Roy Efendi & Suman Sangadji
Musiman
Mudah rusak
Teknologi pengolahan
Protein hewani
Biskuit pakan ternak
BAHAN-BAHAN BISKUIT PAKANR
oy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Tongkol jagung
Klobot jagung
Daun jagung
Rumput lapang giling
RANCANGAN PROSES PRODUKSI BISKUIT LIMBAH TANAMAN JAGUNG SEBAGAI PAKAN KOMERSIL TERNAK RUMINANSIA
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Limbah Tanaman Jagung
Pembuatan Biskuit
Cooling
Biskuit limbah tanaman jagung
Ternak•Produktivitas •IOFC
Grinding
Chopper
Drying
•kandungan nutrisi•Analisa sifat fisik
Tahap I. Produksi Biskuit Pakan Limbah Tanaman Jagung
Peningkatan kapasitas cetak biskuit menjadi 42 buah
Penambahan elemen panas mesin biskuit (1000C)
Tekanan mesin biskuit 200 – 300 kg/cm2
Mesin Biskuit Pakan
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Tabel 3. Analisa Kandungan Bahan Baku Biskuit Pakan (100% BK)
Bahan Abu Lemak PK SK
Daun Jagung 10.78 3,24 16,17 22,73
Klobot Jagung 4,03 2,51 6,83 28,92
Rumput Lapang 8,54 1,53 13,05 40,38
Hasil Analisa Laboratorium Teknologi Pakan 2010
FORMULASI BISKUIT PAKAN LIMBAH TANAMAN JAGUNG
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
R1 : biskuit daun jagung 100% R2 : biskuit klobot jagung 100% R3 : biskuit daun jagung 75% + klobot jagung 25% R4 : biskuit daun jagung 50% + klobot jagung 50% R5 : biskuit daun jagung 25% + klobot jagung 75% R6 : biskuit rumput lapang (kontrol)
A3A2A1
A6A5A4
Tabel 4. Kandungan Nutrisi Penelitian Biskuit Pakan Limbah Tanaman
Jagung dan Rumput Lapang (%BK)Perlakuan Abu PK SK LK Beta-N
R1 11,73 17,97 28,20 1,09 40,99R2 4,04 7,25 34,17 0,18 41,09R3 7,73 15,35 29,93 1,22 33,88R4 5,34 14,90 27,77 0,83 41,06R5 4,54 9,84 32,60 0,69 43,78R6 10,57 13,05 30,68 1,76 30,19
Keterangan: R1 : biskuit daun jagung 100% R2 : biskuit klobot jagung 100% R3 : biskuit daun jagung 75% + klobot jagung 25% R4 : biskuit daun jagung 50% + klobot jagung 50% R5 : biskuit daun jagung 25% + klobot jagung 75% R6 : biskuit rumput lapang (kontrol)
Hasil Analisa Laboratorium Teknologi Pakan 2010
Tahap II. Pengujian Kualitas Fisik dan Nutrisi Biskuit
Pakan Limbah Tanaman Jagung
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Bio plastik dari limbah jagung
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
1. Dalam setahun, sekitar 1 trilyun kantong plastik digunakan oleh penduduk dunia.
2. Ini berarti setiap menitnya ada sekitar 2 juta kantong plastik yang dibuang
3. atau setiap orang menggunakan sekitar 170 kantong plastik tiap tahun.
4. Padahal untuk memproduksi plastik, setiap tahunnya diperlukan 12 juta barel minyak dan 14 juta batang pohon yang mengemisikan gas rumah kaca ke atmosfer.
5. Dibutuhkan waktu 1000 tahun agar plastik terurai dalam tanah.
Roy Efendi & Suman Sangadji
•Plastik berbahan baku polimer sintetis minyak bumi tidak dapat didegradasi oleh alam = sumber pencemaran •telah ditemukan solusi plastik ramah lingkungan atau disebut plastic biodegrdable. •Plastic biodegradable merupakan plastik yang terbuat dari bahan-bahan alami antara lain selulosa,•Klobot jagung memiliki kandungan selulosa yang cukup tinggi sekitar 32%, dan sisanya hemiselulosa 32% dan lignin 20% (Hettenhaus, 2002).
Humus
Carbon-chain polymers Hetero-chain polymers
Peroxidation Hydrolysis
Carboxylic acids, alcohols, hydroxycarboxylic acids
Carbohydrates, carboxylic acids, alcohols
Bacteria, fungi, enzymes, etc
Biomass + CO2
ABIOTIC CONTROL
BIOASSIMILATION
BIODEGRADABLE PLASTICS… THE CHEMISTRY
OXO-BIODEGRADABLE HYDRO-BIODEGRADABLE
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Sebagai bahan plastik biodegradable, selulosa di ubah menjadi selulosa asetat dengan cara mereaksikan selulosa dengan asam asetat, kemudian dengan anhidrida asetat (CH3CO)2O dan katalis asam mineral
polimer dimasukkan kedalam ekstruder yang dilengkapi dengan screw berputar dan sistem pemanasan untuk menjaga bahan tetap lunak. Selanjutnya dicetak menjadi film kemudian dibentuk menjadi produk plastik sesuai dengan cetakan
RenewableResource-based
Microbialsynthesized
• Aliphatic polyester
• Aliphatic-aromatic polyesters
• Polyesteramides
• Polyvinyl alcohols
• Polyhydroxy alkanoates (PHAs)
•Polyhydoxybutyrate co-valerate (PHBV)
• PLA Polymer (From Corn)• Cellulosic plastics• Soy-based plastics• Starch plastics
Petro-Bio (Mixed) Sources
• Sorona
• Biobased Polyurethane
• Biobased epoxy
• Blends etc
KLASIFIKASI BIOPOLYMERS
Petro-basedsynthetic
POLYHYDROXYBUTYRATE (PHB)
Carbon source
PHB in cell wall
Extraction
Bacteria
fermentation
O C
H O
2nH
R
• Polyhydroxybutyrate (PHB) merupakan thermoplastic polyester yang diproduksi dengan proses bacterial fermentation.
• Ditemukan oleh French microbiologist Maurice Lemoigne in 1923.
• Generasi baru PHB Transgenic plants
Bacterial Polyester Developments
Direct route
PHA Polymers
PlasticProducts
Sunlight
Fermentation Process
Plant Crops
Biodegradation
Carbohydrates
White patches in microorganism
Courtesy: Metabolix & Biomer
PHA RPHB - CH3
PHV -CH2CH3
PHBV (Biopol®) - CH3 & CH2CH3
PHBHx -CH3 & - CH2CH2CH3
PHBO -CH3 & -(CH2)4CH3
O
R
OH
O
H
x
n
PHA structure
R = Hydrocarbon (up to C13)x = 1 to 3 or more
PHB
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
PRODUK BIOPLASTIK JAGUNG
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Produk...
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
BIO ETANOL
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
PROYEKSI KEBUTUHAN PREMIUM DAN PEMENUHANPENYEDIAAN BAHAN BAKU BIO-ETHANOL
2006-2010
Kegiatan Satuan 2006 2007 2008 2009 20101. Kebutuhan Premium ribu KL 17.170 18.370 19.660 21.000 22.5102. Penyediaan Bioethanol Blue Print energi nasional
ribu KL 172 735 1.376 2.100 2.251
Uraian 2006 2007 2008 2009 2010 2011Produksi Tetes BUMN 1.083.729 1.137.915 1.194.811 1.254.552 1.317.279 1.383.143 Ethanol (rendemen 30%) 325.119 341.375 358.443 376.366 395.184 414.943
Keterangan :
• Asumsi pertumbuhan tetes sebesar 5% per tahun
• Rendemen Ethanol 30% Sbr : Workshop Biodiesel 2006
DASAR PEMIKIRAN
Roy
Efendi & Suman Sangadji
55
BIOETANOL
PEMANFAATAN LIGNIN
LIGNIN
BIO/KEMO-DELIGNIFIKASI
SELULOSAGLUKOSA XILOSA
HEMISELULOSA
ETANOL
HIDROTERMO-LISIS I & II SSCF
LIGNIN
PERBANDINGAN DENGAN SUMBER LAIN
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Asal/Jenis Selulosa (glukan)
Hemiselulosa (Xilan)
Lignin Referensi
Indonesia 38,68±8,02 27,36±2,31 22,27±1,26 Hasil uji (2009)
Hungaria (37,2) (21,1) 26 Öhgren et al. (2006)
Colorado 37,50 20,80 17,60 Kim dan Lee (2006)
Italia (36,90±0,56) (20±0,73) (13,76±0,15) Xu et al. (2009)
Amerika 37,69 (37,69) 25,29 (21,61) 18,59 NREL (2010)
Komposisi lignoselulosa limbah tanaman jagung (% berat kering)
RANCANGAN PROSES
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
E-1
E-2
E-3
E-4E-5 E-6
Biomasa tanaman jagung
P-1 P-2
P-3
P-4
P-5
P-6
Pengecilan ukuran
Delignifikasi
Pencucian
Hidrotermolisis I
AirCa(OH)2
E-7
P-7
Hidrotermolisis II
P-9
HidrolisatLimbah Cair
P-10 P-11
P-12
P-13 AirP-14 P-15
Reaktor SKFS
Bioetanaol
SIMULTANEOUS SACCHARIFICATION AND CO-FERMENTATION (SSCF)
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Bhn Padat
Hidrolisat
Biakan campuran
NutrienBIOETANOL
(NH4)2SO4
MgSO47H2)
Yeast extract
SSCF
ENZIM
PENGGUNAAN MIKROBA
Mikrobia Kons. Mikrobia (g/L)
Gula terkonversi (g/L)
Bioetanol (g/L)
S. cerevisiae 8,53 28,79 8,92
S. cerevisiae dan P. stipitis 14,33 26,21 6,35
Z. mobilis dan P. stipitis 14,80 37,69 9,94
S. cerevisiae dan P. stipitis 5.050 89,36 30,10
Z. mobilis dan P. stipitis 8.300 157,10 52,63
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Biakan campuran Z. mobilis dan P. stipitis Proses sakarifikasi dan fermentasi masih perlu ditingkatkan
PEMBANDING
Mikrobia Bioetanol (g/L) Sumber
Yeast 424A(LNH-ST) ± 23Mosier et al. (2005)
Yeast 424A(LNH-ST) ± 25Wyman et al. (2005)
Baker’s yeast 25Ohgren et al. (2006)
Baker’s yeast 33.8Ohgren et al. (2007)
Baker’s yeast 32,06 Xu et al. (2009)
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Biomasa lignoselulosa tanaman jagung dapat dikonversi menjadi bioetanol setelah diberi perlakuan dengan Ca(OH)2 dan hidrotermolisis.
Konversi terbaik terjadi pada sakarifikasi dan fermentasi (SKFS) menggunakan biakan campuran Z. moblis dan P. stipitis dengan konsentrasi bioetanol mencapai 52,63 g/l,
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
Roy E
fendi &
Sum
an S
angadji
TERIMA KASIH