PEMANFAATAN DAN OPTIMALISASI SORGUM SEBAGAI …pse.litbang.pertanian.go.id/ind/pdffiles/PROS_2014_MU_07_Nurkholis.pdf · Pengembangan tanaman sorgum sebagai bahan baku pengolahan

Pemanfaatan dan Optimalisasi Sorgum sebagai Sumber Bahan Energi Alternatif (Bioetanol) Nurkholis, Sugiarto Nur Rahman, dan Alfons Mau Klau

47

PEMANFAATAN DAN OPTIMALISASI SORGUM SEBAGAI SUMBER BAHAN ENERGI ALTERNATIF (BIOETANOL)

Utilization and Optimization of Sorghum as an Alternative Energy Source

(Bioethanol)

Nurkholis, Sugiarto Nur Rahman, dan Alfons Mau Klau

PT Batan Teknologi (Persero)

. Kawasan Puspiptek, Gedung 70, Setu–Tangerang Selatan E-mail: [email protected]

ABSTRACT

Energy is a very vital thing to have a considerable influence on the economic aspects. It is appropriate energy needs must be met as well in order to sustain the economic activities of the country. As a developing country, Indonesia has the trend of increasing energy consumption from year to year. This trend is indicated by the increasing use of electricity, both in industry and households, and the increasing use of fuel oil. The use of energy resources in Indonesia is dominated by the use of fossil material which is not renewable, and the rest is supported by the use of renewable energy sources. Given that fossil fuel reserves are running low, the use of renewable energy sources should be increased. This step can be done by increasing the number of renewable energy sources or by adding diversification of the use of renewable energy sources. Bioethanol usage as an alternative energy source is one concrete step in adding the diversification of renewable energy sources. Planting sorghum in East Nusa Tenggara produce a total of 30-45 tons of sorghum stems at harvest. The crop is also capable of producing 15-20 tons of nira sorghum. As sorghum products, nira sorghum is used for domestic purposes and livestock. It is also used as a raw material for bioethanol production. From the amount of sap produced, it can be produced from 1.2–1.6 tons of bioethanol with a purity level reaches 61–95%. The degree of sweetness sorghum juice used is 12–21 brix. There are several factors that can affect the productivity of bioethanol made in East Nusa Tenggara. These factors are the degree of sweetness, temperature distillation process 79–85°C which will produce bioethanol with a purity level of 95%, the condensation process is well circulated, and short-lived juice is used. The processing of sorghum starting from raw material preparation, fermentation, and purification steps of bioethanol. Preparation begins with the raw material grinding step and the extraction of sorghum juice. The fermentation process is done by adding the enzyme (yeast) in order to work at the optimum temperature. The fermentation process will produce ethanol and CO2. Distillation process is carried out by heating at a temperature of 78–100°C in the distillation vessel. Keywords: renewable energy, bioethanol, sorghum, fermentation, distillation

ABSTRAK

Energi sangat vital karena pengaruhnya yang besar dalam ekonomi. Kebutuhan akan energi harus dipenuhi dengan baik supaya aktivitas-aktivitas ekonomi dapat terus berlangsung. Sebagai negara yang sedang berkembang, Indonesia mempunyai tren konsumsi energi yang meningkat dari tahun ke tahun. Tren tersebut ditunjukkan dengan penggunaan listrik, baik untuk industri maupun rumah tangga, dan bahan bakar fosil yang terus meningkat. Penggunaan sumber energi di Indonesia didominasi oleh penggunaan bahan baku fosil yang eksistensinya tidak terbarukan. Mengingat semakin tipisnya cadangan bahan bakar fosil, penggunaan sumber energi terbarukan harus ditingkatkan. Langkah ini dapat dilakukan dengan meningkatkan jumlah sumber energi terbarukan atau penambahan diversifikasi penggunaan sumber energi terbarukan. Penggunaan bioetanol sebagai salah satu sumber energi alternatif merupakan satu langkah kongkret dalam menambah diversitas sumber energi terbarukan. Penanaman sorgum di Nusa Tenggara Timur menghasilkan 30-45 ton batang sorgum. Dari produksi tersebut juga dapat dihasilkan 15-20 ton nira sorgum, yang digunakan untuk penggunaan domestik dan ternak, dan juga sebagai bahan baku bagi produksi bioetanol. Dari jumlah nira sorgum tersebut, dapat dihasilkan 1,2–1,6 ton bioetanol dengan tingkat kemurnian 61–95%. Tingkat kemanisan nira sorgum yang digunakan adalah 12-21 briks. Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi bioetanol yang dibuat di Nusa Tenggara Timur, yaitu tingkat kemanisan dan suhu proses distilasi (suhu proses distilasi 79–85°C akan menghasilkan bioetanol dengan tingkat kemurnian 95%), proses kondensasi tersirkulasi dengan baik, dan penggunaan nira umur pendek. Pengolahan sorgum menjadi etanol dimulai dari penyiapan bahan baku, fermentasi, dan purifikasi. Penyiapan dimulai dengan langkah penggilingan bahan baku dan ekstraksi nira sorgum. Fermentasi proses dilakukan dengan menambahkan enzim pada suhu optimum, yang akan

Prosiding Seminar Nasional Hari Pangan Sedunia Ke-34: Pertanian-Bioindustri Berbasis Pangan Lokal Potensial 48

menghasilkan etanol dan CO2. Proses distilasi dilakukan dengan pemanasan pada suhu 78–100°C dalam distiler. Kata kunci: energi terbarukan, etanol, sorgum, fermentasi, distilasi

PENDAHULUAN

PT Batan Teknologi pada tahun 2013 mendapatkan tugas atau penunjukan oleh Menteri BUMN untuk menjadi pelaksana program Bina Lingkungan Budidaya Sorgum di Nusa Tenggara Timur. Pengembangan tanaman sorgum tersebut merupakan bagian dari usaha lain PT Batan Teknologi, yaitu mengembangkan teknologi nuklir untuk ketahanan pangan dan energi. Pengembangan tanaman sorgum sebagai bahan baku pengolahan bioetanol yang merupakan sumber energi aternatif didasari semakin meningkatnya kebutuhan akan energi di satu sisi, dan semakin menipisnya cadangan sumber bahan bakar fosil di sisi yang lain. Langkah ini dapat dilakukan dengan meningkatkan jumlah sumber energi terbarukan atau penambahan diversifikasi penggunaan sumber energi terbarukan. Penggunaan bioetanol sebagai salah satu sumber energi alternatif merupakan satu langkah kongkret dalam menambah diversitas sumber energi terbarukan.

PELAKSANAAN PROGRAM BINA LINGKUNGAN BUDIDAYA SORGUM DI NUSA TENGGARA TIMUR OLEH PT BATAN TEKNOLOGI

Pengalaman pada Program Bina Lingkungan Budidaya Sorgum di Nusa Tenggara Timur

Program penanaman sorgum dalam Program Bina Lingkungan Budidaya Sorgum di Nusa Tenggara Timur dilakukan di daerah perbatasan dengan harapan peningkatan kesejahteraan masyarakat di daerah perbatasan. Penanaman diwajibkan untuk dilakukan di lahan marginal atau lahan tidur sehingga dapat meningkatkan produktivitas lahan. Penanaman perdana telah dilakukan oleh Menteri BUMN di Afuik Teluk Gurita Desa Dualaus Kecamatan Kakuluk Mesak pada tanggal 18 Januari 2013. Pada acara tersebut, Menteri BUMN meminta PT Batan Teknologi untuk menanam minimal 200 ha per plot berikut agroindustri. PT Batan Teknologi melanjutkan program dengan mengawali mencari lahan dan mengolahnya untuk dapat ditanami sorgum. Sorgum dapat dipanen pada umur 95 hari setelah tanam dan dapat diratun untuk musim tanam berikutnya. Sampai dengan akhir Desember 2013 total lahan yang sudah ditanami sorgum seluas 1.000 ha.

Gambar 1. Kunjungan Menteri BUMN, Dirut PT Pertamina, dan Dirut PT Askes di stand kompor bioetanol JIMAT pada acara Panen Raya Sorgum NTT 2013


49

PT Batan Teknologi telah memberikan berbagai sosialisasi dan berbagai pelatihan kepada petani, kelompok tani, dan gabungan kelompok tani untuk proses on farm serta memberikan berbagai pelatihan, pembinaan, dan revitalisasi kepada dua koperasi di Nusa Tenggara Timur, yaitu Koperasi Produsen Pembangunan Nela dan Koperasi Wanita Belu Mandiri untuk produksi produk-produk sorgum maupun pemasaran secara mandiri sebagai fungsi dari community development dengan tujuan capacity building.

Koperasi yang dapat mengolah produk sorgum sangat bermanfaat bagi para petani untuk mendapatkan bibit, pupuk, pestisida, serta mempermudah petani mengolah hasil panen. Tingkat penerimaan masyarakat yang tinggi serta dukungan yang tinggi dari Pemerintah Daerah sangat membantu pelaksanaan program budidaya sorgum di Nusa Tenggara Timur. Pada ujungnya, masyarakat maupun pemerintah daerah sangat mengharapkan keberlanjutan dan pengembangan program budidaya sorgum di Nusa Tenggara Timur.

Gambar 2. Workshop siswa SMK di Nusa Tenggara Timur dalam upaya community development

Bentuk salah satu usaha membangun capacity building yang dilakukan PT Batan Teknologi adalah dengan melakukan pelatihan agroindustri atau permesinan pengolahan hasil-hasil panen sorgum dengan menghadirkan 27 orang siswa SMK dan 11 orang guru maupun perwakilan bengkel dan dinas terkait dari Nusa Tenggara Timur pada tanggal 2–13 Juli 2013 di gedung workshop PT Batan Teknologi untuk meningkatkan kemampuan local person dalam rancang bangun, penggunaaan, perawatan dan modifikasi alat-alat agroindustri. Kegiatan ini berdampak pada meningkatnya confident level program budidaya sorgum yang didukung oleh peralatan agroindustri untuk meningkatkan produksi dan nilai jual produk sorgum.

PT Batan Teknologi telah menyediakan berbagai macam alat-alat agroindustri kepada masyarakat Nusa Tenggara Timur yang diwakili oleh Koperasi Produsen Pembangunan Nela dan beberapa Gapoktan untuk menunjang program budidaya sorgum. Para siswa SMK kini sudah dapat melakukan perbaikan apabila alat yang diberikan mengalami kerusakan atau harus dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan.

Pencapaian dan Kekurangan

a. Pencapaian

Pencapaian dalam pelaksanaan Program Bina Lingkungan Budidaya Sorgum di Nusa Tenggara Timur adalah sebagai berikut: (1) penerimaan dan dukungan dari Pemerintah Daerah dan


masyarakat Nusa Tenggara Timur; (2) penanaman mencapai 142% dari target; (3) pengetahuan dan keterampilan budidaya sorgum kepada petani dan koperasi; (4) petani di Nusa Tenggara Timur antusias menanam sorgum untuk pangan dan pakan ternak.

b. Kekurangan

Di samping pencapaian, terdapat pula kekurangan pelaksanaan program tersebut, yaitu hasil panen tidak mencapai target karena hama burung, namun sekarang sudah ada penangkalnya, kerja sama dengan PT Petrosida produksi pestisida nabati untuk mencegah hama burung. Kekurangan yang lainnya adalah belum ada pengusaha yang mau membeli hasil panen sorgum, namun sekarang beras sorgum dijual untuk masyarakat lokal untuk konsumsi warga terkait gagal panen jagung.

Manfaat Program Penanaman Sorgum.

Berdasarkan pengalaman dari program Bina Lingkungan Budidaya Sorgum di Nusa Tenggara Timur tahun 2013, dapat diperoleh beberapa manfaat sebagai berikut.

a. Community Development

Program budidaya sorgum yang dilakukan PT Batan Teknologi di Nusa Tenggara Timur mendapatkan sambutan dari masyarakat Nusa Tenggara Timur yang sangat kooperatif, sehingga memperoleh kerja sama yang positif dan sinergis. Lancarnya program ini tidak lepas dari usaha PT Batan Teknologi memberdayakan masyarakat dengan cara memberikan berbagai sosialisasi dan berbagai pelatihan kepada petani untuk dapat menjalankan program.

Banyak dari Gapoktan berbagai daerah yang menawarkan dirinya dan menawarkan lahannya untuk ditanami sorgum karena pengertian dan manfaat menanam sorgum yang diberikan menyebar dengan sendirinya melalui masyarakat, sebagai catatan pada akhir 2013. Di antara masyarakat petani yang menanam sorgum banyak yang enggan menjual hasil panennya dikarenakan gagalnya panen jagung sehingga hasil sorgum digunakan untuk konsumsi pribadi.

b. Capacity Building

PT Batan Teknologi melalui Program Bina Lingkungan Budidaya Sorgum telah mengupayakan bagaimana terbentuknya kerja sama sinergis antara akademisi, perusahaan, dan pemerintah. PT Batan Teknologi telah memperoleh banyak pengetahuan dan teknologi dari berbagai kerja sama dengan berbagai universitas, tenaga ahli di bidang tanaman sorgum.

PT Batan Teknologi juga telah memperoleh berbagai dukungan dari pemerintah setempat untuk memperoleh berbagai hal untuk kelancaran program budidaya sorgum, mulai dari perizinan, data-data pendukung, peralatan, dan fasilitas pendukung. Peningkatan capacity building PT Batan Teknologi ini, pada gilirannya menjadi bekal pada wilayah terapan dengan pola community development, antara lain revitalisasi dan pelatihan permesinan.

c. Manfaat Ekonomi

Masyarakat Nusa Tenggara Timur yang menanam tanaman sorgum serta mendapatkan arahan dan dukungan dari PT Batan Teknologi melalui Program Bina Lingkungan tahun 2013 banyak yang mengaku terbantu dengan meningkatnya nilai ekonomi mereka. Lahan kosong yang sebelumnya tidak digunakan menjadi memiliki nilai ekonomi dengan menanam sorgum. Setiap 1 hektar lahan dapat menghasilkan 4.000 kg biji/ha/th dan 40.000 kg/ha/th batang dan daun dengan harga biji Rp1.500/kg dan batang dan daun Rp200/kg.

Potensi Pengembangan

Banyak potensi pengembangan yang dapat dilanjutkan dalam budidaya sorgum di Nusa Tenggara Timur, antara lain:


51

a. Penanaman lahan yang masih kosong dan marginal

Banyak lahan marginal dan banyak petani di Nusa Tenggara Timur yang menawarkan diri untuk menanam sorgum dan dibantu untuk penyediaan saprodi maupun pengolahan agroindustri.

b. Peternakan sapi terintegrasi pertanian sorgum

Sapi sangat dibutuhkan untuk dimanfaatkan dagingnya untuk memenuhi kebutuhan pangan di dalam negeri. Kebutuhan daging sapi domestik sering kali lebih besar dari pemenuhan dalam negeri sehingga Indonesia masih membutuhkan impor sapi dari negara lain. Oleh karena itu, untuk mengurangi impor sapi dari negara lain, produksi sapi dalam negeri dapat dikembangkan dengan memanfaatkan daun sorgum untuk pakan sapi.

Peternakan sapi yang letaknya di dekat dengan pertanian sorgum akan tercukupi kebutuhan pakannya sehingga dapat meningkatkan kualitas dan kuantitasnya dalam jumlah yang cukup besar. Setiap 1 hektar lahan pertanian sorgum cukup untuk penggemukan sapi sebanyak 6 ekor.

c. Inovasi produk turunan.

Tanaman sorgum memiliki manfaat yang banyak, mulai dari batang, daun, maupun bijinya. Potensi pengembangan yang dapat dilakukan adalah produksi berbagai macam produk turunan sorgum, antara lain bioetanol, gula cair, tepung sorgum, makanan olahan berbahan sorgum seperti kue, kerupuk, cendol, dan sebagainya

PERAN AKADEMISI, PENGUSAHA, PEMERINTAH, DAN MASYARAKAT.

Sorgum atau jagung rote sudah dikenal oleh masyarakat Nusa Tenggara Timur sebagai bahan

pangan dan pakan. Perkembangan teknologi telah mendudukkan sorgum sebagai tanaman multiguna untuk pangan (food), pakan (feed), energi (fuel), dan serat (fibers). Pengembangan sorgum di Nusa Tenggara Timur harus melibatkan pemerintah (government=G), pelaku bisnis (bussiness=B), akademisi (academicians=A) dan masyarakat (Community=C) agar usaha tersebut bermanfaat dan berkelanjutan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Hubungan antarkomponen tersebut tertuang dalam segitiga ABG untuk C. Masing masing pihak harus memiliki peran dan komitmen seperti terlihat pada Tabel 1.

Gambar 3. Segitiga Hubungan ABG untuk C.

G

B A

C


Tabel 1. Peran dan komitmen pemerintah (G), bisnis (B), akademisi (A), dan masyarakat untuk pengembangan sorgum di Nusa Tenggara Timur

Lembaga Peran Komitmen

Pemerintah Membuat kebijakan yang mampu memfasilitasi investasi skala kecil, menengah dan besar.

Memastikan keamanan dan kenyamanan berinvestasi.

Memfasilitasi kreativitas dan inovasi teknologi alternatif.

Membangun rumah-rumah kreativitas dan inovasi teknologi alternatif

Lembaga Peran Komitmen

Pemerintah Mendorong terjadinya kelompok ekonomi kreatif.

Melakukan kebijakan fiskal untuk para pengusaha yang melakukan penelitian dan pengembangan teknologi alternatif berupa pengurangan pajak.

Menjamin keamanan dan kenyamanan berinvestasi.

Mendorong pemberdayaan masyarakat dan perbaikan kesejahteraan masyarakat.

Bisnis Membuka lapangan kerja dan meningkatkan pendapatan daerah.

Membangun usaha kemitraan dengan unit usaha kecil dan menengah dalam suplai bahan baku atau setengah jadi.

Menjadi bapak/ibu asuh usaha kecil dan menengah dari suatu rantai industri.

Mendorong pengembangan ekonomi berbasis kreativitas dan inovasi teknologi alternatif melalui program CSR atau Bina Lingkungan.

Akademisi Melakukan penelitian dan pengembangan untuk menghasilkan teknologi tepat guna (mudah, murah, efisien, dan produktif).

Memastikan teknologi tepat guna untuk mendukung perkembangan industri masyarakat dan dunia bisnis.

Melakukan pengabdian pada masyarakat dalam rangka transfer teknologi tepat guna ke masyarakat (dari kampus ke kampung).

Mencetak tenaga profesional (skilled) dengan manajemen yang bersih (proper management).

Masyarakat Penyertaan modal kerja berupa lahan usaha dengan dasar saling menguntungkan.

Menciptakan iklim usaha yang nyaman, aman, dan kondusif.

Membantu pengembangan usaha dan penerapan teknologi alternatif.

Bersedia menjadi mitra usaha yang baik dan saling menguntungkan.

Merealisasi peran dan komitmen untuk masing-masing lembaga tersebut, maka harus dipelajari juga kekuatan (strength), kelemahan (weakness), peluang (opportunity), dan kendala (treath) dari masing-masing lembaga tersebut.

BUDI DAYA SORGUM

Budidaya sorgum baik untuk pangan, pakan, energi, dan serat atau tujuan lain dikerjakan mengikuti prosedur persiapan lahan, penanaman, pemeliharaan, pemanenan, teknologi paska panen, pengemasan, dan penggudangan.


53

Gambar 4. Panen perdana sorgum di Nusa Tenggara Timur

Persiapan Lahan

Persiapan lahan penanaman sorgum disesuaikan dengan kondisi lapangan. Jika calon lahan terdapat pepohonan maka harus ditebang karena sorgum tidak tahan terhadap naungan, jika lahannya didominasi oleh semak belukar maka semak belukar tersebut harus dibabat atau disemprot dengan herbisida. Gulma, ranting, dan semak belukar dapat dibakar atau dibuat kompos. Penambahan arang atau biocharcoal akan meningkatkan pertumbuhan sorgum karena biocharcoal dapat berfungsi sebagai pembenah tanah.

Lahan yang telah bebas dari semak belukar kemudian dibajak atau dicangkul sedalam 20 cm dan dibuat guludan penanaman selebar 40 cm. Ditambahkan kompos sebanyak 2 ton/ha sampai 4 ton/ha tergantung tingkat kesuburan lahan.

Penanaman

Jarak tanam sorgum adalah 20 cm x 60 cm. Jarak tanam antara jalur 60 cm, dan jarak tanam dalam jalur 20 cm. Penanaman sorgum dilakukan dengan cara membuat lubang tanam sedalam 5 cm, kemudian memasukkan 3 benih sampai 4 benih ke dalam lubang tanam. Penambahan pestisida Furadan agar akar sorgum tidak dimakan uret ketika berkecambah. Benih yang digunakan adalah benih sorgum yang telah diuji tahan terhadap kekeringan, mengingat Nusa Tenggara Timur secara keseluruhan memiliki iklim kering, suhu tinggi, dan curah hujan rendah. Kemajuan teknologi pemuliaan di bidang sorgum telah menghasilkan beberapa galur atau varietas unggul.

Pemeliharaan

Pemeliharaan tanaman sorgum yang penting adalah pemupukan, pemberantasan gulma, hama, dan penyakit. Pupuk yang digunakan dapat berupa pupuk lengkap (NPK) atau adonan sendiri dengan komposisi Urea:TSP:KCl dengan perbandingan 4:3:2 (g/g/g) (Supriyanto, 2013).


Gambar 5. Pemeliharaan tanaman sorgum.

Pemupukan dilakukan setelah pembersihan gulma dan penyulaman yang dilakukan pada umur

15 hari setelah tanam. Pemupukan kedua dilakukan pada umur 40 hari untuk memacu pembungaan dan pengisian bulir sorgum. Jika pertumbuhan gulma cukup cepat maka penyiangan tahap kedua harus dilakukan secara intensif.

Hama yang menyerang tanaman sorgum adalah uret (menyerang akar), jamur karat (menyerang daun), bakteri, ulat menyerang daun, batang bahkan biji sorgum yang telah tua. Hama burung terjadi ketika bulir sorgum mulai berisi (umur 60 hari sampai 80 hari). Pada awalnya burung pipit memakan biji yang mulai tua hingga tua. Serangan hama burung hingga saat sekarang belum dapat diatasi dengan baik. Masalah serangan hama burung terjadi di seluruh dunia. Biasanya burung menyerang tanaman sorgum yang memiliki protein tinggi atau kandungan taninnya rendah.

Pemanenan

Bulir sorgum berisi dari bagian atas, tengah, dan bawah. Sorgum dapat dipanen ketika biji pada malai bagian bawah telah berisi penuh dan telah keras jika dipecah. Biasanya sorgum dapat dipanen pada umur 90 hari untuk penghasil biji untuk dijadikan beras atau tepung sorgum. Jika batang dan daun sorgum akan dijadikan khusus pakan ternak maka hijauan sorgum dapat dipanen pada umur 60 hari karena memiliki kadar protein dan biomassa tertinggi (Supriyanto, 2013).

Jika tanaman sorgum akan digunakan untuk penghasil gula cair atau etanol, maka waktu panen yang terbaik adalah pada umur 70 hari sampai 80 hari. Jadi, waktu panen yang tepat tergantung produk akhir yang akan dikembangkan, namun kombinasi hasil yang akan diperoleh dapat dilakukan dengan sedikit mengorbankan hasil yang lain. Contohnya, untuk produksi etanol harus dipanen pada umur 80 hari, tetapi produksi bijinya tidak optimal. Pemanenan sorgum untuk pangan dilakukan dengan cara memotong malainya, kemudian dijemur untuk mendapatkan kadar air benih 13% agar biji sorgum tidak diserang cendawan gudang.

MANFAAT SORGUM

Sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) merupakan tanaman asli Afrika dan telah tersebar ke seluruh dunia. Nusa Tenggara Timur juga terdapat sorgum asli dengan nama Sorghum timorensis, yang dikenal dengan nama jagung rote. Beberapa nama daerah sorgum yaitu lattu di Nusa Tenggara Barat, jagung cantel di Jawa Timur, cantel di Jawa Tengah, dan gandrum di Jawa Barat. Sejak dahulu, sorgum atau jagung rote telah dikonsumsi oleh masyarakat Nusa Tenggara Timur sebagai salah satu makanan sumber karbohidrat yang penting.


55

Sorgum sebagai bahan pangan menempati urutan kelima setelah gandum, padi, jagung, dan barley. Terdapat 110 negara di dunia yang mengembangkan sorgum untuk pangan, pakan, energi, serat, pupuk organik cair, dan pangan fungsional. Hampir seluruh bagian tanaman dari sorgum dapat dimanfaatkan. Tanaman sorgum sebagai tanaman yang mampu tumbuh di lingkungan tropis memiliki banyak manfaat.

Sorgum sebagai Bahan Pangan

Sorgum sebagai bahan pangan memiliki nilai gizi yang lebih baik daripada beras dan singkong Tabel 2. Jika dilihat dari kandungan protein maka kandungan protein sorgum (11%) lebih tinggi daripada beras (6,8%) dan jagung (8,7%). Secara keseluruhan kandungan nutrisi pada sorgum sangat baik untuk memenuhi kebutuhan gizi tubuh manusia. Sorgum juga telah menjadi makanan pokok di berbagai negara seperti India, Nigeria, USA, Cina, dan sebagian besar negara di Afrika, terutama yang memiliki iklim kering.

Peluang pemanfaatan sorgum sebagai bahan pangan lain seperti aneka kue, nasi, pengganti tepung terigu telah banyak dikembangkan. Impor tepung terigu Indonesia mencapai 7,7 juta ton per tahun. Jika 10% dari impor tersebut digantikan oleh tepung sorgum, maka hal ini akan menjadi peluang usaha bagi para petani di lahan kering.

Tabel 2. Nilai nutrisi sorgum dibandingkan dengan beras, jagung, singkong, dan kedelai

Unsur Nutrisi Kandungan per 100 gram

Beras Sorgum Singkong Jagung Kedelai

Kalori (Cal) 360 332 146 361 286

Protein (g) 6,8 11 12 8,7 30,2

Lemak (g) 0,7 3,3 0,3 4,5 15,6

Karbohidrat (g) 78,9 73 34,7 72,4 30,1

Kalsium (mg) 6 28 33 9 196

Besi (mg) 0,8 4,4 0,7 4,6 6,9

Posfor (mg) 140 287 40 380 506

Vit.B1 (mg) 0,12 0,38 0,06 0,27 0,93

Sumber: Departemen Kesehatan RI (2004)

Sorgum sebagai bahan pangan memiliki nilai gizi yang lebih baik daripada beras dan singkong. Salah satunya biji sorgum dibuat menjadi bubur dan nasi instan. Nira sorgum hasil pengepresan juga dapat digunakan untuk membuat gula cair (jagery) dengan proses yang sangat sederhana. Gula cair ini lebih banyak mengandung fruktosa dari pada sukrosa.

Gula dari nira sorgum akan dapat mensubstitusi kebutuhan gula nasional karena waktu panennya yang lebih pendek (80 hari) dibandingkan dengan tebu (8 bulan sampai 9 bulan). Produksi gula cair sorgum dapat mencapai 20 ton/ha/3 bulan.

Sorgum sebagai Bahan Pakan

Biji, daun, dan batang sorgum juga dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak yang memiliki nilai nutrisi yang tidak kalah dibandingkan rumput gajah dan batang sorgum. Biji sorgum dimanfaatkan untuk peternakan unggas (burung puyuh dan ayam) untuk pengganti tepung jagung karena memiliki nilai protein yang cukup baik (11%). Daun dan batang sorgum dapat digunakan sebagai pakan ternak sapi, kerbau, dan domba dengan nilai nutrisi yang sangat baik.

Tampak pada Tabel 3 bahwa nilai nutrisi batang dan daun sorgum dapat dimanfaatkan sebagai pakan sapi, kerbau, dan kambing. Pemenuhan kebutuhan pakan sangat penting untuk di daerah Nusa Tenggara Timur ketika terjadi kekeringan karena sorgum masih dapat bertahan hidup dengan baik. Batang sorgum sangat renyah dan mengandung kadar gula yang cukup tinggi akan


meningkatkan palatabilitas (kesukaan) sapi terhadap sorgum. Peningkatan bobot hidup dari sapi sangat tergantung kepada jenis sapinya ketika diberi pakan tunggal (single feed) dari sorgum.

Sumber: Supriyanto (2013)

Hijauan sorgum juga dapat diawetkan dalam bentuk silase yang dikemas dalam drum atau kantong-kantong plastik besar. Produksi hijauan pakan dari batang sorgum berkisar antara 30 ton sampai 80 ton/ha tergantung jenis yang dikembangkan serta pemeliharaan tanaman setelah dipotong atau diratun.

Tabel 3. Nilai nutrisi batang sorgum umur 60 hari

Kode BK PK

g/100 g LK

g/100g EB

kkal/kg SK

g/100g Abu

g/100g Ca

g/100g P

g/100g Beta-N TNT

Sorgum segar umur 60 hari

90,43 10,34 1,24 3.923 35,63 11,19 0,47 0,43 32,03 54,23

Keterangan: BK: berat kering; PK: protein kasar; SK: serat kasar; LK: lemak kasar; beta-N: bahan extract tanpa nitrogen; Ca: kalsium; P: fosfor; NaCl: natrium klorida; EB: energi bruto Sumber: Supriyanto (2013)

Sorgum sebagai Bahan Serat

Sorgum memiliki kandungan serat (lignin, selulosa, hemiselulosa) yang berbeda-beda. Hal ini tergantung kepada jenis dan varietas sorgum yang dikembangkan. Penggunaan sorgum sangat beragam, tetapi secara garis besar dapat digolongkan menjadi tiga kelompok, yaitu sebagai bahan pangan, bahan pakan, dan bahan industri. Kebutuhan kertas dan papan partikel akan terus meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk dan industri.

Sorgum sebagai Bahan Pangan

Sorgum mempunyai potensi cukup besar sebagai bahan pangan, namun pemanfaatannya belum berkembang karena pengupasan biji sorgum cukup sulit dilaksanakan. Di Indonesia, biji sorgum digunakan sebagai bahan makanan substitusi beras, namun karena kandungan taninnya cukup tinggi (0,40% sampai 3,60%), hasil olahannya kurang enak. Masalah ini telah dapat diatasi dengan memperbaiki teknologi pengolahan. Kulit biji dan lapisan testa dikikis dengan menggunakan mesin penyosoh beras merek “Satake GrainTesting Mill” atau “Satake Polisher Rice Machine” yang dilengkapi dengan silinder gurinda batu dengan permukaan yang kasar.

Kandungan nutrisi sorgum juga cukup tinggi dibanding bahan pangan lainnya, sehingga cukup potensial sebagai bahan pangan substitusi beras. Begitu pula kandungan asam aminonya tidak kalah

Gambar 6. Sapi perah dan domba diberi pakan batang dan daun sorgum umur 60–65 hari


57

dengan bahan makanan lainnya. Beberapa jenis makanan dari sorgum berdasarkan cara pengolahannya, yaitu: (1) makanan sejenis roti tanpa ragi, misalnya chapati, tortilla; (2) makanan sejenis roti dengan ragi, misalnya injera, kisia, dosai; (3) makanan bentuk bubur kental, misalnya to, tuwu, ugali, bagobe, sankati; (4) makanan bentuk bubur cair, misalnya ogi, ugi, ambili, edi; (4) makanan camilan, misalnya pop sorgum, tape sorgum, emping sorgum; (5) sorgum rebus, misalnya urap sorgum, som; dan (6) makanan yang dikukus, misalnya couscous, wowoto, juadah-sorgum.

Penggunaan biji sorgum dalam ransum pakan ternak bersifat suplemen (substitusi) terhadap jagung, karena nilai nutrisinya tidak berbeda dengan jagung, namun karena kandungan tannin yang cukup tinggi (0,40% sampai 3,60%), biji sorgum hanya digunakan dalam jumlah terbatas karena dapat mempengaruhi fungsi asam amino dan protein. Kandungan tanin dalam ransum di atas 0,50% dapat menekan pertumbuhan ayam, dan apabila mencapai 2% akan menyebabkan kematian.

Biji sorgum dapat diberikan langsung berupa biji atau diolah terlebih dulu dan dicampur dengan bahan-bahan lain dengan komposisi sebagai berikut: biji sorgum 55-60%, bungkil kedelai/kacang tanah 20%, tepung ikan 2,50% sampai 20%, dan vitamin-mineral 2% sampai 8%. Penggunaan sorgum 30% sampai 60% dalam ransum tidak berpengaruh terhadap performa ayam. Sorgum dapat mengganti seluruh jagung dalam ransum pakan ayam, itik, kambing, babi, dan sapi tanpa menimbulkan efek samping.

Penggunaan biji sorgum dalam ransum dengan berbagai rasio tidak mempengaruhi produksi telur dan bobot ayam. Limbah sorgum (daun dan batang segar) dapat dimanfaatkan sebagai hijauan pakan ternak. Potensi daun sorgum manis sekitar 14–16% dari bobot segar batang atau sekitar 3 ton daun segar/ha dari total produksi 20 ton/ha. Setiap hektar tanaman sorgum dapat menghasilkan jerami 2,62 ton bahan kering. Konsumsi rata-rata setiap ekor sapi adalah 15 kg daun segar/hari.

Daun sorgum tidak dapat diberikan secara langsung kepada ternak, tetapi harus dilayukan dahulu sekitar 2 jam sampai 3 jam. Nutrisi daun sorgum setara dengan rumput gajah dan pucuk tebu. Komposisi kimia dari limbah sorgum yang didukung oleh nilai daya cerna dan komponen serat dari limbah tersebut tidak kalah dibanding jerami jagung dan pucuk tebu.

Sorgum sebagai Bahan Industri

Biji sorgum mengandung 65-71% pati yang dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana. Biji sorgum dapat dibuat gula atau glukosa cair atau sirup fruktosa sesuai dengan kandungan gula pada biji. Gula sederhana yang diperoleh dari biji sorgum selanjutnya dapat difermentasi untuk menghasilkan alkohol.

Setiap ton biji sorgum dapat menghasilkan 384 liter alkohol. Alkohol umumnya dibuat dari biji sorgum yang berkualitas rendah atau berjamur. Alkohol dapat juga dibuat dari nira sorgum yang terdapat dalam batang. Kualitas nira sorgum manis setara dengan nira tebu, kecuali kandungan amilum dan asam akonitat yang relatif tinggi. Kandungan amilum yang tinggi tersebut merupakan salah satu masalah dalam proses kristalisasi nira sorgum sehingga gula yang dihasilkan berbentuk cair. Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI) mengatasi masalah tersebut dengan merekayasa alat “amylum separator” yang mampu menurunkan kandungan amilum sampai 50% dari kadar awal.

Biji sorgum juga dapat dibuat pati (starch) yang berwarna putih. Pati sorgum digunakan dalam berbagai industri, seperti perekat, bahan pengental, dan aditif pada industri tekstil, sedangkan hasil samping dari pembuatan pati dapat digunakan sebagai makanan ternak. Pati merupakan bahan utama pada berbagai sistem pengolahan pangan, antara lain sebagai sumber energi utama, serta berperan sebagai penentu struktur, tekstur, konsistensi, dan penampakan bahan pangan.

Sorgum dapat digunakan sebagai pengganti dalam industri pati jagung karena adanya beberapa persamaan, namun ekstraksi pati sorgum masih menjadi masalah. Pengikatan pati pada sorgum berkisar antara 35% sampai 38%, sedangkan pada jagung 8% sampai 15%.

Produk industri penting dari biji sorgum adalah bir. Selama dekade terakhir, biji sorgum dapat menggantikan barley dalam pembuatan bir. Sifat kimia biji sorgum yang sangat penting dalam


pembuatan bir adalah aktivitas diastatik, alfa-amino nitrogen, dan total nitrogen yang dapat larut. Konsentrasi amilopektin yang tinggi dalam pati sorgum menyebabkan pati sangat sulit dihidrolisis. Aktivitas diastatik yang tinggi dapat meningkatkan fraksi albumin-globulin protein, di mana albumin dan alfa-amino protein digunakan untuk faktor rasa, stabilitas busa, dan kepekaan dingin dari bir.

SORGUM SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF

Bioetanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditemukan pada peninggalan keramik yang berumur 9.000 tahun dari Cina bagian utara menunjukkan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusia prasejarah dari masa Neolitik.

Campuran dari bioetanol yang mendekati kemurnian untuk pertama kali ditemukan oleh kimiawan muslim yang mengembangkan proses distilasi pada masa Kalifah Abbasia dengan peneliti yang terkenal waktu itu adalah Jabir ibn Hayyan (Geber), Al-Kindi (Alkindus) dan al-Razi (Rhazes). Catatan yang disusun oleh Jabir ibn Hayyan (721-815) menyebutkan bahwa uap dari wine yang mendidih mudah terbakar. Al-Kindi (801-873) dengan tegas menjelaskan tentang proses distilasi wine. Bioetanol absolut didapatkan pada tahun 1796 oleh Johann Tobias Lowitz, dengan menggunakan distilasi saringan arang.

Antoine Lavoisier menggambarkan bahwa bioetanol adalah senyawa yang terbentuk dari karbon, hidrogen, dan oksigen. P ada tahun 1808 Nicolas-Théodore de Saussure dapat menentukan rumus kimia etanol. Limapuluh tahun kemudian (1858), Archibald Scott Couper menerbitkan rumus bangun etanol. Dengan demikian, etanol adalah salah satu senyawa kimia yang pertama kali ditemukan rumus bangunnya. Etanol pertama kali dibuat secara sintetis pada tahun 1829 di Inggris oleh Henry Hennel dan S.G.Serullas di Perancis. Michael Faraday membuat etanol dengan menggunakan hidrasi katalis asam pada etilen pada tahun 1982 yang digunakan pada proses produksi etanol sintetis hingga saat ini.

Pada tahun 1840 etanol menjadi bahan bakar lampu di Amerika Serikat, pada tahun 1880-an Henry Ford membuat mobil quadrycycle dan sejak tahun 1908 mobil Ford model T telah dapat menggunakan bioetanol sebagai bahan bakarnya. Namun, pada tahun 1920-an bahan bakar dari petroleum yang harganya lebih murah telah menjadi dominan menyebabkan etanol kurang mendapatkan perhatian. Akhir-akhir ini, dengan meningkatnya harga minyak bumi, bioetanol kembali mendapatkan perhatian dan telah menjadi alternatif energi yang terus dikembangkan.

Manfaat Bioetanol

Kebutuhan dunia akan bioetanol pada tahun 2009 telah mencapai 73,6 juta liter dan diperkirakan akan menggantikan konsumsi bensin sebesar 12% sampai 14% pada tahun 2015 (Shi-Zhong Li, 2010). Bioetanol selain digunakan untuk bahan bakar juga digunakan untuk kebutuhan dunia kedokteran, farmasi atau obat-obatan dengan kadar etanol yang berbeda-beda. Untuk penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar kendaraan dan obat-obatan diperlukan fuel grade ethanol. Pemanfaatan untuk kedokteran dan farmasi diperlukan kadar etanol 70%, sedangkan untuk memasak diperlukan kadar etanol 60% sampai 70%.

Motor atau mobil yang menggunakan bahan bakar campuran bioetanol kerja mesinnya lebih bagus; bisa membuat kendaraan sanggup menempuh jarak lebih jauh. Syaratnya, bioetanol yang digunakan sebagai campuran harus murni 99,5%. Artinya, nyaris tak tercampur zat lain. Pernah dilakukan uji coba pada dua buah motor. Satu motor diisi 1 liter bensin campur bioetanol, motor yang satunya diisi 1 liter bensin murni.

Gas buang bioetanol lebih sedikit polusinya. Itu karena gas buang bioetanol melepas karbondioksida lebih banyak dari pada karbonmonoksida. Karbondioksida adalah zat yang diperlukan tumbuhan untuk memasak makanan. Sebaliknya, gas buang bensin banyak mengandung karbonmonoksida yang merugikan kesehatan makhluk hidup. Pembakarannya lebih sempurna. Asapnya pun lebih ramah lingkungan dan tanaman ini dikenal gampang hidup.


59

Gambar 7. Genset bioetanol

Sorgum sebagai Sumber Bahan Bioetanol

Kandungan gula yang dapat difermentasi dapat berupa pentosa, glukosa, sukrosa, dan pati, bahkan selulosa juga dapat dirubah menjadi etaanol melalui proses fermentasi dan gasifikasi.

Gambar 8. Biji sorgum yang ditanam di Nusa Tenggara Timur

Advance solid state fermentation telah dikembangkan oleh beberapa laboratorium di Cina untuk mempersingkat waktu fermentasi dan efisiensi proses mendapatkan etanol. Beberapa penelitian juga menunjukkan bahwa varietas sorgum manis menghasilkan kadar gula yang berbeda jika ditanam pada zona iklim yang berbeda. Hal ini terkait dengan curah hujan, suhu, dan jenis tanah.

Penanaman sorgum di Nusa Tenggara Timur menghasilkan total 30–45 ton batang tanaman sorgum pada saat panen. Dari hasil panen juga mampu menghasilkan 15–20 ton nira sorgum. Sebagai produk sorgum, nira biasa digunakan untuk keperluan rumah tangga dan peternakan. Selain itu, juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Dari jumlah nira yang dihasilkan tersebut, dapat diproduksi 1,2–1,6 ton bioetanol dengan tingkat kemurnian mencapai 61–95%. Derajat kemanisan nira sorgum yang digunakan adalah 12–21 brix.


Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi produktivitas bioetanol yang dihasilkan di Nusa Tenggara Timur. Faktor tersebut adalah tingkat derajat kemanisan, temperatur proses distilasi 79–85

0C yang akan menghasilkan bioetanol dengan tingkat kemurnian sebesar 95%, proses

kondensasi yang tersirkulasi dengan baik, dan nira yang digunakan berumur pendek. Maksud berumur pendek disini adalah jeda waktu antara pemerasan batang sorgum sampai dengan dilakukan fermentasi adalah pendek. Selain itu, kerapatan bejana saat proses fermentasi juga sangat berpengaruh terhadap hasil.

Fuel grade ethanol didapatkan melalui proses purifikasi. Panjang pendeknya proses fermentasi dan kadar bioetanol tergantung kepada kandungan gula yang dapat difermentasi (fermentable sugar), volume nira (volume juice), kualitas ragi (yeast quality), dan teknologi fermentasi. Kandungan gula dan volume nira tergantung kepada varietas sorgum, waktu panen, musim, dan lokasi penanaman.

Metode Pengolahan Bioetanol

Bahan dan alat

Bahan-bahan yang digunakan dalam pengolahan bioetanol adalah: (1) batang sorghum manis, (2) air nira, (3) fermipan (yeast), (4) pupuk urea, dan (5) pupuk NPK. Sementara, alat-alat yang digunakan adalah: (1) juice extractor, (2) ember, (3) plastik, (4) tali rafia, (5) pengaduk, (6) neraca, (7) sendok, (8) refraktometer, (9) alkohol meter, (10) corong, (11) corong, (12) gayung, (13) distilator, (14) erlenmeyer, dan (15) gelas ukur.

Cara kerja

Cara kerja pengolahan sorgum menjadi bioetanol adalah sebagai berikut:

1. Batang sorghum dibersihkan dari daun kemudian dipotong sepanjang ± 50 cm.

2. Batang sorgum dimasukkan ke dalam alat juice extractor, hingga keluar air hasil perasan dari batang sorgum atau disebut nira.

3. Nira sorgum ditampung dalam ember dan ditakar sebanyak 10 liter.

4. Kadar gula pada air hasil pengepresan diukur menggunakan refraktometer. Kadar gula yang bagus untuk pembuatan etanol adalah 11–19 briks.

5. Nira dicampur dengan fermipan sebanyak 5 gram, pupuk urea sebanyak 2,5 gram, dan pupuk NPK sebanyak 1,5 gram, kemudian diaduk secara merata.

6. Ember yang berisikan nira ditutup dengan plastik, kemudian diikat dengan tali rafia. Proses ini dinamakan proses fermentasi secara anaerob (tidak memerlukan oksigen).

7. Fermentasi dilakukan selama 48–72 jam.

8. Apabila plastik menggelembung pada proses fermentasi, maka plastik diberi lubang kecil untuk mengeluarkan gas yang berasal dari proses fermentasi.

9. Setelah difermentasi selama 48–72 jam maka nira terfermentasi sudah dapat disuling dengan alat distilator.

10. Nira sebanyak 10 liter dimasukkan ke dalam alat distilator menggunakan alat gayung dan corong.

11. Distilator dihidupkan, kemudian titik volatil etanol diatur pada suhu 61ºC.

12. Apabila titik didih air nira sudah mencapai 61ºC, maka etanol akan mulai menetes secara perlahan ke dalam erlenmeyer.

13. Hasil etanol diambil setiap 200 ml, kemudian diukur kadar alkoholnya dengan alat alkohol meter. Semakin bening larutan etanol yang diperoleh, maka semakin tinggi pula kadar alkohol yang diperoleh.

14. Penyulingan dihentikan dan alat distilator dimatikan apabila warna etanol mulai keruh.


61

Gambar 9. Bagan pengolahan bioetanol dari sorgum

Gambar 10. Peralatan distilator bioetanol berbahan dasar sorgum di NTT

KESIMPULAN

Sorgum dapat dijadikan salah satu energi alternatif yang mudah dan murah. Sedikit modifikasi genset diperlukan agar genset dapat menggunakan bioetanol sebagai bahan bakar dengan kadar 80% ke atas. Pembuatan bioetanol dengan kadar 80% cukup murah (tidak perlu sampai 99,5%/fuel grade). Penanaman sorgum dapat dilakukan pada lahan marginal. Pemberdayaan masyarakat dapat digerakkan untuk memenuhi kebutuhan ini meskipun di daerah terpencil karena baik teknologi penanaman sorgum ataupun pengoperasian genset sangat mudah.

Documents

PEMANFAATAN DAN OPTIMALISASI SORGUM SEBAGAI …pse.litbang.pertanian.go.id/ind/pdffiles/PROS_2014_MU_07_Nurkholis.pdf · Pengembangan tanaman sorgum sebagai bahan baku pengolahan