Jurnal Agroekoteknologi dan Agribisnis, Vol 8 No 1 (Juni 2024): 33-49 P-ISSN 2599-039X E-ISSN 2599-0381

## FORMULASI BIOPELET DENGAN CAMPURAN LIMBAH TONGKOL JAGUNG DAN KAYU SENGON SEBAGAI BAHAN BAKAR PADAT TERBARUKAN
Biopellet Formulation with a Mixture of Corn Cob Waste and Sengon Wood as Renewable Solid Fuel
Lilis Sucahyo*, Shania Zavira Putri Agung, Dyah Wulandani Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor, Jawa Barat *Korespondensi penulis, E-mail : lilissucahyo@apps.ipb.ac.id Diterima: Maret 2024 Direvisi akhir: Juni 2024 Disetujui: terbit: Juni 2024

## ABSTRACT
Corncob waste and sengon wood waste from agricultural and plantation processing have the potential to be used as a source of renewable energy in the form of solid fuels. Fossil energy reserves are decreasing,  making  biomass  an  alternative  sustainable  energy  source.  This  research  aims  to characterize and determine the biopellet formulation of corn cob waste, sengon wood waste, and their combination mixture as renewable solid fuel. The mixed treatments (corncob: sengon wood) carried out were A1 (100% corncob), A2 (100% sengon wood), A3 (80% : 20%), A4 (70% : 30%), A5 (60% : 40%), A6 (50% : 50%). The research results showed that treatment A2 with 100% sengon wood and treatment A3 with a mixture of 80% corncob and 20% sengon wood were the treatments with the best composition based on the SNI 8675-2018 quality standard. In treatment A2, the density value was 0,47 g/cm 3 , water content 7,25%, durability 93,35%, ash content 1,83% and calorific value 17,17 MJ/ kg, while treatment A3 obtained a density value of 0,59 g/cm 3 , water content of 8,87%, durability  of  97,99%,  ash  content  of  3,5  and  calorific  value  of  17,13  MJ/  kg.  Corncob  waste  and sengon wood waste can be developed as solid fuels in the form of biopellets.
Keywords:, biomass, biopellets, corn cobs, energy, sengon

## ABSTRAK
Limbah tongkol jagung dan kayu sengon merupakan hasil pengolahan pertanian dan perkebunan yang memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan dalam bentuk bahan bakar padat. Cadangan energi fosil yang semakin berkurang dan ini menjadikan biomassa sebagai alternatif sumber energi yang berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan karakterisasi dan  menentukan  formulasi  biopelet  limbah  tongkol  jagung,  limbah  kayu  sengon,  dan  kombinasi campurannya  sebagai  bahan  bakar  padat  terbarukan.  Terdapat  beberapa  perlakuan  antara  lain perlakuan campuran (tongkol jagung : kayu sengon) yang dilakukan yaitu A1 (100% tongkol jagung), A2 (100% kayu sengon), A3 (80% : 20%), A4 (70% : 30%), A5 (60% : 40%), A6 (50% : 50%). Hasil penelitian  menunjukkan  pada  perlakuan  A2  dengan  bahan  100%  kayu  sengon  dan  perlakuan  A3 dengan campuran komposisi 80% tongkol jagung dan 20% kayu sengon menjadi perlakuan dengan komposisi  terbaik  berdasarkan  standar  mutu  SNI  8675-2018.  Pada  perlakuan  A2  diperoleh  nilai kerapatan sebesar 0,47 g/cm 3 , kadar air 7,25%, ketahanan ( durability ) 93,35%, kadar abu 1,83%, dan nilai kalor 17,17 MJ/kg, sedangkan perlakuan A3 diperoleh nilai kerapatan sebesar 0,59 g/cm 3 , kadar air 8,87%, ketahanan ( durability ) 97,99%, kadar abu 3,5%, dan nilai kalor 17,13 MJ/kg. Limbah tongkol  jagung  dan  limbah  kayu  sengon  dapat  dikembangkan  sebagai  bahan  bakar  padat  dalam bentuk biopelet.
Kata kunci: biomassa, biopelet, energi, tongkol jagung, sengon

## PENDAHULUAN
Penggunaan bahan bakar fosil terus meningkat  setiap  tahunnya  seiring dengan  kebutuhan  energi  masyarakat  di segala  sektor  yang  meliputi  transportasi, industri,  dan  rumah  tangga.  Cadangan batu  bara  dan  minyak  bumi  sebagai bahan bakar fosil akan habis dalam kurun waktu  tertentu  jika  secara  intensif digunakan. Pemanfaatan biomassa dapat mengurangi  penggunaan  bahan  bakar fosil  sehingga  dapat  mendukung  target bauran  EBT  pada  tahun  2025  yaitu berkisar 23% dengan BBN sebesar 2-3%, PLT  bioenergi  sebesar  2-5%,  serta  PLT EBT sebesar 13-15% (ESDM 2021).
Salah  satu  jenis  limbah  pertanian yang  memiliki  potensi  sebagai  bahan sumber  energi  biomassa  yaitu  tongkol jagung.  Tongkol  jagung  terdiri  atas selulosa  sebesar  40%,  hemiselulosa 36%, dan lignin 16%, serta mengandung unsur  hidrogen  6,32%,  karbon  43,42%, dan  nilai  kalor  antara  14,7–18,9  MJ/kg (Amin et  al .  2016).  Saat  ini,  tanaman jagung  memiliki  pola  produksi  yang meningkat setiap tahunnya dan menduduki rendemen limbah paling besar di antara komoditas padi, kelapa, dan ubi kayu  karena  pemanfaatan  terbatas  pada biji  jagung  (Rusdianto  2013).  Limbah biomassa lainnya yang dapat
dimanfaatkan  yaitu  hasil  penggergajian kayu  sengon  pada  industri  kerajinan mebel. Serbuk kayu sengon memiliki nilai kalor  sebesar  17  MJ/kg  yang  dapat dimanfaatkan  sebagai  bahan  bakar terbarukan  (Tambunan et  al .  2017).
Kedua  limbah  tersebut  merupakan biomassa  yang  sangat  memiliki  potensi untuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar  padat  alternatif  dalam  bentuk biopelet.
Bahan bakar
hasil pengempaan/densifikasi  biomassa  yang memiliki  kerapatan,  kandungan  energi, kadar  air,  keseragaman  ukuran,  dan bertekstur  padat  dengan  ukuran  tertentu disebut  dengan  biopelet  (Gifani et  al. 2019).  Biopelet  memiliki  bentuk  silinder dengan  dengan  panjang  6–25  mm  dan diameter  3–12  mm  (Rusdianto et  al. 2014).  Pembuatan  biopelet  dilakukan melalui proses pengempaan dengan suhu serta  tekanan  tinggi  sehingga  terbentuk produk biopelet yang seragam (Yang et al. 2005).  Mesin  penempa  menggunakan beberapa metode, seperti metode hidrolik,  metode fixed – dies (Renjani  dan Wulandani 2019), dan mold ring (Gao et al .  2016).  Biopelet  dari  bahan  limbah pertanian  non  kayu  pada  umumnya memiliki  nilai  kalor  dan  kerapatan  yang rendah  dibandingkan  dengan  bahan  dari kayu  maupun  limbah  kayu  Salah  satu
upaya  yang  dapat  dilakukan  adalah mencampur  biomassa  kayu  dan  non- kayu.  Penggunaan  berbagai  campuran bahan baku biomassa
dapat meningkatkan kualitas biopelet (Picchio et al. 2020).
Penelitian terkait karakteristik biopelet  serbuk  kayu  sengon  terdahulu telah  diteliti  oleh  Winata  (2013)  tentang karakteristik  biopelet  dari  campuran serbuk kayu sengon dengan arang sekam padi  sebagai  bahan  bakar  alternatif terbarukan,  hasil  penelitian  terkait  uji fisikokimia  pada  biopelet  serbuk  kayu sengon  memiliki  nilai  kadar  air  sebesar 8,5%,  kadar  zat  terbang  sebesar  79%, kadar  abu  sebesar  3,45%,  kadar  karbon terikat  sebesar  9,38%,  dan  nilai  kalor sebesar 19,7 MJ/kg, sedangkan penelitian  terkait  karakteristik  biopelet tongkol jagung telah diteliti terdahulu oleh
Rusdianto  (2013)  tentang  kajian  potensi
penggunaan limbah pertanian di Kabupaten  Jember  sebagai  bahan  baku pembuatan  biopelet  untuk  bahan  bakar alternatif,  hasil  penelitian  terkait  uji fisikokimia  pada  biopelet  tongkol  jagung memiliki  nilai  kadar  air  sebesar  12,8%, kadar  zat  terbang  sebesar  69%,  kadar abu sebesar 1,58%, kadar karbon terikat sebesar  16,9%,  dan  nilai  kalor  sebesar 16,31  MJ/kg.  Penelitian  ini  dilakukan sebagai  upaya  pemanfaatan  limbah
tongkol  jagung  yang  melimpah  pada sentra  penghasil  jagung,  Ketika  sumber biomassa  lainnya  tidak  tersedia  seperti sekam,  batok  kelapa,  dan  lainnya. Sehingga  diperlukan  formulasi  biopelet sebagai  diferensiasi  sumber  bahan  baku biomassa.  Penelitian  ini  secara  khusus bertujuan untuk melakukan formulasi dan karakterisasi  biopelet  dari  campuran limbah  tongkol  jagung  dengan  kayu sengon  serta  menentukan  komposisi biopelet terbaik, sehingga dapat dimanfaatkan  secara  optimal  sebagai bahan bakar padat terbarukan. Pengujian biopelet  dilakukan  dengan  beberapa parameter  yakni  meliputi  kerapatan  atau kerapatan,  ketahanan  ( durability ),  kadar air,  kadar  zat  terbang,  kadar  abu,  kadar karbon terikat, dan nilai kalor berdasarkan standar mutu SNI 8675–2018.

## METODE

## Alat dan Bahan
Bahan  yang  digunakan  adalah limbah tongkol jagung dan kayu sengon. Limbah  tongkol  jagung  diperoleh  melalui pabrik pipilan jagung berlokasi di Babakan Madang Bogor dan limbah berupa serbuk kayu  sengon  didapati  melalui  industri penggergajian kayu berlokasi di Leuwisadeng, Bogor, Jawa Barat.
Peralatan  yang  digunakan  adalah  mesin
pencacah biomassa, drying oven , moisture meter , mesin pencetak biopelet atau pelletizer tipe rotaty  flat  dies rancangan (Wulandani et al . 2021), mesin pengering (tipe ERK), tanur, tungku anglo, penyaring,  tray,  ayakan sieve  mesh , timbangan  duduk  dan toolkit .  Alat  ukur laboratorium  yang  digunakan  meliputi timbangan  digital, thermo  recorder , sensor  termokopel, blower  fan ,  cawan aluminium  dan  porselen,  desikator, stop watch ,  anemometer  dan  gas torch .
Penelitian  bertempat  di  Laboratorium
Energi
Terbarukan, Laboratorium
Siswadhi Soepardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Kampus IPB Dramaga Bogor.

## Tahapan Penelitian
Pengecilan  ukuran  dilakukan  pada tongkol  jagung  dengan  penghancuran menggunakan
mesin
pencacah biomassa,  kemudian  dibantu  dengan proses  pengayakan  dan  penyaringan pada  ukuran  15  mesh,  sehingga didapatkan tongkol jagung dengan ukuran yang  seragam.  Limbah  serbuk  kayu sengon  dilakukan  pemisahan  dengan bahan pengotor yang tercampur menggunakan stainless  sieve ukuran  15 mesh. Pengukuran kadar air awal bahan menggunakan moisture  tester diperoleh rata-rata sebesar 40%. Pelletizer memiliki
kecepatan  putar dies 24,6  rpm,  tekanan yang  digunakan  antara roller dan dies pelletizer sebesar  97-121  MPa  dan menggunakan  daya  listrik  750  watt. Proses  pencetakan  biopelet  dilakukan dengan  6  jenis  formulasi  komposisi perlakuan.  Notasi  komposisi  campuran biopelet  tongkol  jagung  dengan  serbuk kayu sengon sebagai berikut:
A1  :  Bahan  baku  tongkol  jagung 100%
A2  :  Bahan baku kayu sengon 100%
A3  :  Campuran tongkol jagung: kayu sengon = 80% : 20%
A4  :  Campuran tongkol jagung: kayu sengon = 70% : 30%
A5  :  Campuran tongkol jagung: kayu sengon = 60% : 40%
A6  :  Campuran tongkol jagung: kayu
sengon = 50% : 50% Bahan dicetak dengan memasukkan campuran ke dalam hopper pelletizer . Jumlah biomassa yang digunakan  mengikuti  kapasitas  mesin yaitu 15–20 kg per batch . Tidak dilakukan pengulangan  karena  produk  biopelelet yang dihasilkan umumnya konsisten dan secara  jumlah  telah  memenuhi  untuk analisis  mutu.  Biopelet  yang  telah terbentuk dari cetakan mesin, kandungan airnya  dihilangkan  melalui  pengeringan menggunakan  mesin  pengering  ERK (efek  rumah  kaca)  tipe  rak  hingga
mencapai kadar air 5–10 %. Suhu ruang alat  pengering  berkisar  antara  32,42– 56,52  °C.  Selanjutnya,  biopelet  yang dihasilkan  diambil  secara  acak  untuk pengambilan  sampel  pengujian  mutu sesuai dengan kebutuhan.

## Pengujian Mutu Biopelet
Pengujian  biopelet  menggunakan beberapa  parameter  meliputi  sifat  fisik biopelet,  uji  analisis  proksimat,  dan performa  pembakaran.  Hasil  pengujian akan  menentukan  persentase  komposisi produk  biopelet  yang  terbaik  dan  tepat sebagai  bahan  bakar  padat  terbarukan sesuai  standar  kualitas  SNI  8675–2018. Beberapa parameter mutu yang dipersyaratkan  di  antaranya  kadar  air, kerapatan,  nilai  kalor,  kadar  abu,  kadar zat  terbang,  dan  ketahanan.  Selain  itu, akan  dilakukan  juga  penilaian  uji pembakaran.  Hasil  pengumpulan  data diolah  dan  disajikan  secara  analisis deskriptif.
Pengukuran  dimensi  panjang  dan diameter  biopelet  menggunakan  jangka sorong  dalam  satuan  mm.  Sampel biopelet  diambil  sebanyak  7  butir  secara acak.  Kerapatan  bahan  ialah  massa biopelet  dibagi  dengan  volume  biopelet. Kerapatan  curah  ialah  massa  biopelet dibagi dengan volume yang ditempati oleh biopelet  (per  satuan  volume).  Peralatan
yang  digunakan  yaitu  timbangan  digital, jangka  sorong,  wadah,  dan  gelas  ukur.
Penghitungan kerapatan dapat menggunakan Persamaan 1 dan 2.
Kerapatan (𝜌) = ! " (1)
Kerapatan curah (𝜌)   = !
Vwadah (2) Keterangan: ρ : kerapatan (g/cm 3 ), m : massa (g), v : volume (cm 3 ), r : jari-jari (cm), t : tinggi biopelet (cm). Ketahanan biopelet diukur
menggunakan  alat durability  test  meter . Sampel  yang  digunakan  adalah  100  g biopelet  pada  mesin  dengan  kecepatan 30  rpm  selama  10  menit.  Setelah  itu disaring  menggunakan  penyaring  40 mesh.  Penghitungan  ketahanan  biopelet menggunakan Persamaan 3.
Ketahanan (%) = # $ × 100% (3)
Keterangan:
a : berat yang tidak lolos saringan mesh 40 (g)
b : berat awal sebelum diuji (g)
Uji analisis proksimat meliputi kadar air,  kadar  zat  terbang,  kadar  karbon terikat,  kadar  abu  dan  nilai  kalor. Pengukuran  kadar  air  menggunakan sampel  minimal  2  gram,  lalu  sampel
diukur  terlebih  dahulu  bobotnya  dengan timbangan  digital  analitis.  Setelah  itu, diletakkan dalam cawan aluminium untuk dikeringkan dalam oven. Pada perlakuan dikeringkan  pada  suhu  105  °C  selama kurang lebih 24 jam hingga bobot konstan. Penghitungan kadar air dapat
menggunakan Persamaan 4.
Kadar air = % ! % " × 100% (4)
Keterangan:
B1 : bobot awal (g)
B2     :  bobot  awal  (g)  –  bobot  akhir kering oven (g) Kadar  zat  terbang  diukur  dengan memanaskan  tanpa  adanya  pengaruh udara lingkungan dari luar serta dilakukan koreksi dari jumlah kadar air per sampel. Sebanyak 3 g sampel ditimbang. Setelah itu,  diletakkan  dalam  cawan  porselen tertutup.  Masukkan  sampel  ke  dalam tanur pada suhu 950 °C selama 7 menit, lalu  kondisi  sampel  distabilkan  dalam desikator setelah itu dapat ditimbang dan perhitungan dengan Persamaan 5.
Kadar zat terbang (%) = * & " '& ! & " × 100%+ − 𝐾𝐴 (5)
Keterangan:
W 1 : berat sampel awal (g),
W 2 : berat sampel setelah dipanaskan dalam tanur (g)
KA     : kadar air sampel (%). Pengukuran kadar
abu menggunakan  sebanyak  1  g  sampel, selanjutnya  diletakkan  dalam  cawan porselen.  Sampel  dimasukkan  ke  dalam tanur  pada  suhu  800  °C  sampai  dengan 900 °C selama 2 jam. Lalu kondisi sampel distabilkan  dalam  desikator  setelah  itu dapat  ditimbang.  Perhitungan  kadar  abu dapat menggunakan Persamaan 6.
Kadar abu = % ! % " × 100% (6)
Keterangan:
B 1
: bobot sampel awal (g)
B 2
: bobot sampel akhir sisa pijar (g)
Pengukuran  nilai  kalor  dilakukan dengan  menggunakan Oxygen  Bomb Calorimeter .  Sampel  uji  sebanyak  2  g, ditempatkan  ke  dalam  cawan  lalu  diikat dengan kawat jenis nikel, lalu pada tabung dimasukkan contoh uji dan ditutup dengan rapat. Selanjutnya dilakukan pembakaran di  dalam  reaktor  kalorimeter  dan  diamati perubahan suhu yang terjadi. Penghitungan
nilai kalor dapat menggunakan Persamaan 7.
nilai kalor = ∆) ×& ,- − 𝐵 ………………… (7)
Keterangan:
MB : massa bahan (g) ∆t : perbedaan suhu rata- rata ( o C), B
:  koreksi  panas  pada  kawat  besi
(kal/g)
W : nilai air kalorimeter (kal/ o C). Uji  perfroma  pembakaran  diamati
untuk  mengidentifikasi  laju  dan  suhu pembakaran biopelet. Hal tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan
Persamaan 8. Laju Pembakaran  = . # '. $ ) (8)
Keterangan: m a : massa biopelet awal (g)
m b : massa sisa abu biopelet (g)
t
: waktu pembakaran (menit)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Bentuk  biopelet  dipengaruhi  oleh tekanan serta suhu panas yang dihasilkan oleh gesekan roller , bahan, dan alas dies .
Nilai rata-rata suhu panas gesekan roller sebesar  40,64  °C,  suhu  tersebut  lebih
rendah  dari  suhu  yang  ditetapkan  untuk mendapatkan  proses  densifikasi  yang sempurna  yaitu  80–90°C  (Jackson et  al. 2016).  Panas  yang  dihasilkan  dapat melarutkan  kandungan  zat  lignin  serta merekatkan struktur bahan. Biopelet yang dihasilkan  dari  proses  panas  tersebut akan membentuk dinding yang halus dan tampak mengkilap serta isian atau bagian dalam  biopelet  yang  tetap  berbentuk serbuk.  Gambar  1  menunjukkan  hasil biopelet komposisi bahan tongkol jagung dengan serbuk kayu sengon. Sedangkan penilaian  karakteristik  fisik  biopelet  yang diperlihatkan  pada  Tabel  1.  Karakteristik fisik  biopelet  ditentukan  berdasarkan kepadatan,  keberadaan  rongga,  dan tingkat kekerasan.
(a) (b) (c) (d) (e)
(f)
Gambar 1  Visualisasi biopelet tongkol jagung dengan serbuk kayu sengon dengan komposisi perlakuan, (a) A1, (b) A2, (c) A3, (d) A4, (e) A5, dan (f) A6
Kualitas  biopelet  pada  umumnya tergantung  dari  asal  kandungan  bahan bakunya.  Dengan  bahan  baku  yang berbeda  maka  akan  menghasilkan  sifat fisik dan kimia yang berbeda pula. Proses pencampuran bahan baku biopelet dapat mempengaruhi  kualitas  biopelet  yang dihasilkan. Tabel 2 menunjukkan karakteristik  biopelet  tongkol  jagung  dan serbuk kayu sengon berdasarkan standar
mutu  SNI  8675–2018.  Tampak  bahwa biopelet  yang  dihasilkan  belum  dapat memenuhi  persyaratan  untuk  bahan bakar,  terutama  untuk  kerapatan  dan ketahanan.  Namun  demikian  nilai  kalor, kadar  air  dan  kadar  abu,  dari  biopelet yang  dihasilkan  telah  memenuhi  syarat sebagai bahan bakar baik rumah tangga dan industri kecil.
Tabel 1  Visualisasi tekstur, bentuk, karakteristik pada setiap perlakuan biopelet
Perlakuan biopelet Tekstur Bentuk pelet Karakteristik fisik Halu s Sedikit kasar Tidak berongga Sedikit berongga Berongga Padat keras Padat sedikit keras Sedikit rapuh A1 ü ü ü A2 ü ü ü A3 ü ü ü A4 ü ü ü A5 ü P ü A6 ü ü ü
Tabel 2  Hasil Karakteristik pada beberapa paramater terhadap tiap perlakuan biopelet
Parameter Satuan, min/maks SNI 8675-2018 Perlakuan biopelet Rumah tangga Industri A1 A2 A3 A4 A5 A6 Kerapatan g/cm 3 , min. 0,6 0,8 0,46 0,47 0,59 0,55 0,44 0,43 Kadar air %, maks, 10 12 8,56 7,25 8,87 8 8,52 9,1 Ketahanan ( durability ) %, min. 96,5 96,5 99,74 93,35 98,00 95,15 96,22 94,45 Kadar zat terbang %, maks. 75 80 87,61 89,50 86,63 86,75 88,23 81,47 Kadar abu %, maks. 5 5 3,67 1,83 2,92 2,58 3,0 2,51 Nilai kalor MJ/kg, min. 16,5 16,5 17,06 17,17 17,14 17,13 16,93 16,35 Laju pembakaran (kg/jam) 3,37 4,35 6,13 5,59 5,87 5,94

## Kerapatan Biopelet
Kerapatan biopelet dipengaruhi oleh tekanan  mesin  pelet,  kecepatan  putar
mesin  pelet,  diameter  lubang dies ,  tebal dies ,  tipe  dan  ukuran  bahan  bakunya (Renjani  dan  Wulandani  2019).  Untuk
menghasilkan  biopelet  yang  lebih  padat, maka  perlu  menambah  tekanan  kerja mesin  hingga  lebih  dari  120  MPa.  Nilai kerapatan yang tinggi akan
mempermudah distribusi produk sehingga lebih  ekonomis  dalam  pembiayaan (Adapa et  al. 2009).  Kerapatan  biopelet juga ditentukan oleh kadar air bahan baku biomassa.  Pada  mesin  yang  digunakan, kadar air campuran bahan baku berkisar 35–50%  basis  basah  dan  diumpankan secara  kontinu.  Kadar  air  yang  terlalu rendah  menghasilkan  biopelet  yang
rapuh,  sedangkan  kadar  air  yang  terlalu tinggi  menyebabkan  bahan  umpan  tidak dapat  tercetak  pada  mesin  pelet.  Pada Gambar  2  menunjukkan  nilai  kerapatan hasil  percobaan.  Biopelet  campuran bahan  tongkol  jagung  dan  serbuk  kayu sengon  memiliki  nilai  kerapatan  berkisar dari  0,43–0,59  g/cm 3 .  Hasil  kerapatan tertinggi ada pada perlakuan A3 sebesar 0,59 g/cm 3 dan hasil kerapatan terendah ada  pada  perlakuan  A6  sebesar  0,43 g/cm 3 .
Gambar 2 Grafik nilai kerapatan pada tiap perlakuan biopelet

## Ketahanan Biopelet
Uji  ketahanan  atau durability dilakukan  untuk  mengetahui  ketahanan lama  produk  dapat  digunakan  dan disimpan.  Pada  standar  Eropa  DIN  EN 14961–2  memiliki  nilai  mutu  minimal sebesar  96,5%,  namun  Indonesia  tidak memiliki  standar  yang  mempersyaratkan
pengujian ketahanan. Gambar 3 menunjukkan ketahanan setiap perlakuan berkisar  94,45–99,74%.  Perlakuan  yang memiliki  ketahanan  tertinggi  terdapat pada  perlakuan  A1  sebesar  99,74%  lalu diikuti  A3  sebesar  98%,  dan  A5  sebesar 96,22%,  menunjukkan  bahwa  semakin tinggi  komposisi  tongkol  jagung  ada
0,46
0,47
0,59 0,55 0,44 0,43 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 A1 A2 A3 A4 A5 A6 Ke ra pa ta n ba ha n (g /c m 3 ) Perlakuan
kecenderungan ketahanan biopelet semakin  tinggi.  Walaupun  serbuk  kayu sengon  memiliki  kandungan  lignin  yang memperkuat  biopelet,  tetapi  kandungan pati dalam tongkol jagung lebih berpengaruh besar memperkuat
ketahanan  biopelet.  Kandungan  pati dapat  bertindak  sebagai  bahan  perekat alami  pada  biopelet  agar  ikatan  antar partikel biomassa menjadi lebih kuat dan solid .
Gambar 3 Grafik nilai ketahanan pada tiap perlakuan biopelet

## Kadar Air Biopelet
Kadar air biopelet dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu air bebas dan air terikat pada bahannya. Air bebas merupakan air yang  terikat/melekat  secara  mekanis  di permukaan  bahan  dan  bisa  berasal  dari pencampuran  atau  pertambahan  air  dari luar,  sedangkan  air  terikat  secara  fisik tertambat  secara  kimiawi  dalam  rongga pada  pori-pori  bahan.  Kadar  air  yang tinggi  dapat  mempengaruhi  nilai  kalor biopelet  serta  menyebabkan  energi pembakaran  menjadi  kurang  efisien (Hansen et  al. 2009).  Biopelet  akan
membutuhkan  energi  lebih  besar  diawal pembakaran  untuk  menguapkan  air dalam  bahan  sebelum  panas  digunakan untuk  membakar  (Nukman et  al .  2010).
Pada  Gambar  4  menunjukkan  kadar  air terendah  ditujukan  pada  perlakuan  A2, yaitu  sebesar  7,25%  dan  kadar  air tertinggi  ditujukan  pada  perlakukan  A6, yaitu  sebesar  9,10%.  Kadar  air  pada biopelet dapat diatur melalui pengeringan awal  bahan  baku,  saat  pencampuran bahan  dan  pengeringan  akhir  biopelet menggunakan  mesin  pengering  yang tepat.
99,74 93,35 98 95,15 96,22 94,45 90 92 94 96 98 100 102 A1 A2 A3 A4 A5 A6 Ke ta ha na n (% ) Perlakuan
Gambar 4 Grafik nilai kadar air pada tiap perlakuan biopelet
Kadar Zat Terbang Biopelet
Kadar  zat  terbang  berperan  untuk
mempercepat proses pembakaran biopelet dan menstabilkan nyala api pada bahan  bakar  padat.  Nilai  kadar  zat terbang bergantung pada proses karbonisasi/  pirolisis.  Menurut  Ismayana dan  Afriyanto  (2011)  kandungan  karbon bahan  akan  semakin  rendah  karena tingginya  kadar  zat  menguap  di  dalam bahan,  selain  itu  akan  mengakibatkan banyaknya  asap  yang  timbul  saat pembakaran.  Nilai  zat  terbang  dapat menentukan  kecepatan  pembakaran, waktu pembakaran, dan banyaknya asap yang dihasilkan pada proses pembakaran (Hansen et  al. 2009).  Kadar  zat  terbang pada  penelitian  ini  ditunjukkah  oleh Gambar 5 berkisar antara 81,47–89,50%.
Pada penelitian sebelumnya oleh Rusdianto et al. (2014) kadar zat terbang
100%  tongkol  jagung  ialah  sebesar 68,65%  dan  pada  penelitian  Winata
(2013)  kadar  zat  terbang  100%  serbuk kayu sengon ialah sebesar 79%. Menurut Saputro  dan  Widayat  (2016)  kayu umumnya  masih  memiliki  kadar  zat terbang  yang  tinggi  karena  saat  zat teruapkan  masih  memiliki  beberapa kandungan volatile yang mudah terbakar.
Tingginya kandungan zat terbang memiliki  beberapa  keuntungan  yaitu penyalaan  dan  pembakaran  yang  lebih mudah,  namun  kelemahannya  ada  pada kadar  karbon  terikat  yang  rendah  dan membuat kualitas bahan bakar berkurang. 8,56 7,25 8,87 8 8,52 9,1 0 2 4 6 8 10 A1 A2 A3 A4 A5 A6 Ka da r ai r (% ) Perlakuan

## Gambar 5 Grafik nilai Kadar Zat Terbang pada tiap perlakuan biopelet

## Kadar Abu Biopelet
Material  organik  hasil  pembakaran yang sudah tidak memiliki nilai kalor dan unsur karbon lagi disebut kadar abu. Jenis bahan  biomassa  mempengaruhi  jumlah abu,  karena  salah  satu  unsur  penyusun abu adalah silika. Semakin banyak kadar silika  pada  bahan,  maka  semakin  tinggi jumlah  abu  yang  dihasilkan  setelah
pembakaran. Kadar abu yang tinggi dapat menghasilkan  banyak  endapan  yang akan  terbentuk  di  tungku,  maka  tungku menjadi  lebih  rentan  terhadap  korosi (Mustamu et  al .  2018).  Hasil  pengujian pada  Gambar  6  menunjukkan  bahwa setiap perlakuan telah memenuhi standar SNI  yang  mempersyaratkan  kadar  abu maksimal 5%.
Gambar 6 Grafik nilai kadar abu pada tiap perlakuan biopelet
87,61 89,5
86,63 86,75 88,23 81,47 76 78 80 82 84 86 88 90 92 A1 A2 A3 A4 A5 A6 Ka da r Z at T er ba ng ( % ) Perlakuan 3,67 1,83 2,92 2,58 3 2,51 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 A1 A2 A3 A4 A5 A6 Ka da r ab u (% ) Perlakuan

## Nilai Kalor Biopelet
Nilai kalor merupakan faktor utama dalam  keberhasilan  pembuatan  biopelet sebagai  bahan  bakar  alternatif.  Semakin tinggi  nilai  kalor  suatu  biopelet  maka semakin  baik  efisiensi  pembakarannya. Dengan  melakukan  konversi  menjadi biopelet melalui proses densifikasi, maka dapat  meningkatkan  padatan  energi massa per satuan volumenya. Gambar 7 menunjukkan  beberapa  perlakuan  telah memenuhi  syarat  standar  mutu  minimal sebesar  16,5  MJ/kg.  Nilai  kalor  tertinggi
terdapat  pada  perlakuan  A2  dengan komposisi  100%  bahan  serbuk  kayu sengon,  yaitu  sebesar  17,17  MJ/kg  dan nilai  kalor  terendah  ada  pada  perlakuan A6 dengan komposisi 50% bahan tongkol jagung  dan  50%  bahan  serbuk  kayu sengon  sebesar  16,35  MJ/kg.  Pada pengujian  yang  dilakukan  (Widarti et  al . 2016)  nilai  kalor  bahan  baku  tongkol jagung ialah sebesar 15,7 MJ/kg dan nilai kalor  bahan  baku  serbuk  kayu  sengon sebanyak 17,7 MJ/kg.
Gambar 7 Grafik nilai kalor pada tiap perlakuan biopelet
Laju dan Suhu Pembakaran Biopelet Laju
pembakaran menguji kecepatan biopelet habis terbakar sampai menjadi  abu,  melibatkan  massa  bahan terbakar  dibandingkan  dengan  lama waktu  nyala  api  sampai  padam. Dilakukannya  pengujian  agar  diketahui efisiensi  pembakaran  biopelet  agar  saat digunakan  dapat  berjalan  dengan  baik. Dengan demikian, semakin besar nilai laju
pembakaran maka semakin cepat biopelet  habis  terbakar.  Nilai  kalor  yang tinggi  akan  berpengaruh  baik  pada  laju pembakaran karena nilai kalor mempunyai  peranan  terhadap  laju kenaikan  nilai  entalpi  reaksi  kalor.  Pada Gambar 8 menunjukkan laju pembakaran berlangsung  cepat  dengan  nilai  berkisar antara 3,37–6,13 kg/jam.
17,06 17,17 17,14 17,13 16,93 16,35 15,80 16,00 16,20 16,40 16,60 16,80 17,00 17,20 17,40 A1 A2 A3 A4 A5 A6 Ni la i k al or ( M J/ kg ) Perlakuan
Gambar 8 Grafik nilai laju pembakaran pada tiap perlakuan biopelet Faktor laju pembakaran pada setiap perlakuan tergolong cepat karena tingginya  kadar  zat  terbang  yang  belum menguap,  selain  itu  faktor  kerapatan biopelet  yang  cenderung  rendah.  Laju pembakaran  perlakuan  A1  yang  paling rendah  yaitu  sebesar  3,37  kg/jam sedangkan  yang  tertinggi  ada  pada perlakukan A3 sebesar 6,13 kg/jam. Laju pembakaran  dapat  dipengaruhi  oleh
kerapatan biopelet serta aliran udara yang digunakan. Kecepatan aliran udara diukur menggunakan  kipas  berjarak  1,5  m  dari tungku  pembakaran,  kecepatan  udara diukur  berkisar  4,14–5,12  m/s.  Hasil pengujian  laju  pembakaran  hampir  tidak terlihat  asap  pembakaran  dari  semua perlakuan  yang  diuji,  warna  nyala  api pembakaran berwarna jingga yang dapat dilihat pada Gambar 9.
(a) (b)
Gambar 9 Proses pembakaran dan abu biopelet tongkol jagung dan kayu sengon; (a) nyala api biopelet, (b) abu pembakaran biopelet
3.37 4,35
6,13
5,59 5,87 5,94 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 A1 A2 A3 A4 A5 A6 Laj u pem bakar an (k g/j am ) Perlakuan
Suhu tertinggi yang dihasilkan pada proses  pembakaran  terdapat  pada perlakuan  A3  yaitu  sebesar  939,9  °C, sedangkan suhu terendah terdapat pada perlakuan  A5  dan  A4  sebesar  817  °C.
Suhu  pembakaran  dipengaruhi  oleh  nilai kalor dan kadar zat terbang biopelet. Hasil suhu pembakaran setiap perlakuan dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Grafik nilai suhu yang dihasilkan pada tiap proses pembakaran biopelet

## SIMPULAN DAN SARAN

## Simpulan
Hasil  penelitian  didapatkan  bahwa formulasi  komposisi  biopelet  limbah tongkol  jagung  dengan  campuran  kayu sengon, diperoleh perlakuan terbaik untuk bahan tunggal pada perlakuan A2 dengan komposisi 100% serbuk kayu sengon dan untuk  bahan  campuran  pada  perlakuan A3  dengan  campuran  komposisi  80% tongkol  jagung  dan  20%  serbuk  kayu sengon berdasarkan pertimbangan parameter  mutu  nilai  kalor,  kadar  abu, kadar  air  dan  laju  pembakaran  biopelet. Hasil uji pada perlakuan A2 diperoleh nilai kerapatan  sebesar  0,47  g/cm 3 ,  kadar  air sebesar  7,25%,  nilai  ketahanan  sebesar
93,35%,  kadar  abu  sebesar  1,83%,  nilai kalor  sebesar  17,17  MJ/kg,  dan  memiliki laju  pembakaran  sebesar  4,35  kg/jam dengan suhu pembakaran sebesar 858,2 °C.  Sedangkan  parameter  uji  perlakuan A3 diperoleh nilai kerapatan sebesar 0,59 g/cm 3 ,  kadar  air  sebesar  8,87%,  nilai ketahanan  sebesar  97,99%,  kadar  abu sebesar  3,5%,  nilai  kalor  sebesar  17,13 MJ/kg,  serta  laju  pembakaran  sebesar 6,13  kg/jam  dengan  suhu  pembakaran sebesar 939,9 °C.

## Saran
Saran  dari  penelitian  ini  adalah bahan baku limbah tongkol jagung dapat diarangkan  atau  dilakukan  pirolisis
817,5 858,2 939,9 866,2 817,4 859,3 750 800 850 900 950 A1 A2 A3 A4 A5 A6 suhu pem bakar an (° C) Perlakuan
terlebih  dahulu  untuk  meningkatkan  nilai kalor serta mengurangi kadar zat terbang.

## DAFTAR PUSTAKA
Adapa  P,  Tabil  L,  Schoena  G.  2009.
Compression  characteristics  of selected ground
agricultural biomass.  Agricultural  Engineering
International:  the  CIGR  Ejournal. Manuscript. 11(1347).
Amin  A,  Sitorus  S,  Yusuf  B.  2016. Pemanfaatan limbah tongkol jagung ( Zea  mays )  sebagai  arang  aktif dalam  menurunkan  kadar  amonia, nitrit  dan  nitrat  pada  limbah  cair industri  tahu  menggunakan  teknik celup. J  Kim  Mulawarman .  13  (2):
78–84.
Badan  Standarisasi  Nasional.  2018.  SNI 8675-2018:  Pelet  Biomassa  Untuk Energi.
Gao W, Tabil LG, Zhao RF, Liu DJ. 2016.
Optimized  design  and  experiment on ring mold pelletizer for producing biomass fuel pellets. Int J Agric Biol Eng . 9 (3): 57–66.
doi:10.3965/j.ijabe.20160903.2074.
Gifani  M,  Qadry  A,  Saputro  DD,  Widodo RD.  2019.  Karekteristik  dan  uji pembakaran  biopelet  campuran cangkang  kelapa  sawit  dan  serbuk kayu sebagai bahan bakar alternatif terbarukan. Sainteknol: Jurnal Sains
dan  Teknologi. 16  (2):  177–188. doi:10.15294/sainteknol.v16i2.1617 6.
Hansen MT, Jein AR, Hayes S, Bateman P. 2009. English handbook for wood pellet  combustion.  Germany  (ED):
National Energy
Foundaton.

## Intelligent Energy for Europe.
Ismayana  A,  Afriyanto  MR.  2011.  The Effects  of  adhesive  type  and concentration  in  the  manufacturing of  filter  cake  briquettes  as  an alternative  fuel. Jurnal  Teknologi Industri Pertanian . 21 (3): 186–193. Jackson J, Turner A, Mark T, Montross M.
2016.  Densification  of  biomass using  a  pilot  scale  flat  ring  roller pellet mill. Fuel
Processing Technology . 148 (1): 43–49.
Kementerian ESDM RI. 2021. Handbook of  Energy  &  Economy  Statistics  of Indonesia  2020. Book .  Diakses pada 23 Mei 2024:
https://www.esdm.go.id/en/publicati on/handbook-of-energy-economic- statistics-of-indonesia-heesi .
Mustamu  S,  Hermawan,  GP.  2018.
Karakteristik  biopelet  dari  limbah padat  kayu  putih  dan  gondorukem.
Jurnal  Penelitian  Hasil  Hutan. 36 (3): 191–204.
Nukman  Y,  Ahmed  S,  Wazed  A.  2010.
Commonality in manufacturing resources planning-issues and models:  A  Review. European  J.
Industrial  Engineering .  4  (2):  167– 180.
Picchio  R,  Latterini  F,  Venanzi  R,
Stefanoni W, Suardi A. 2020. Pellet production  from  woody  and  non- woody  feedstocks :  A  Review  on Biomass Quality Evaluation. Energies . 13 (11): 2937. https://doi.org/10.3390/en13112937
Rusdianto  AS.  2013.  Kajian  potensi penggunaan by  product industri pertanian  di  Kabupaten  Jember sebagai  bahan  baku  pembuatan
biopellet untuk bahan bakar alternatif. Agrointek: Jurnal Teknologi  Industri  Pertanian .  8  (1):
8–12. Rusdianto  AS,  Choiron  M,  Novijanto  N.
2014.  Karakterisasi  limbah  industri tape sebagai bahan baku
pembuatan  biopellet. J  Ind .  3  (1):
27–32.
Renjani  AR,  Wulandani  D.  2019.  Pellet mill fixed dies type for production of solid  fuel  pellets  from Acacia mangium bark. IOP Conf Ser Mater Sci  Eng .  557(1).  doi:10.1088/1757- 899X/557/1/012057. Saputro DD, Widayat W. 2016.
Karakterisasi  limbah  pengolahan kayu  sengon  sebagai  bahan  bakar alternatif. Sainteknol.  Jurnal  Sains dan Teknologi. 14 (1): 21–29.
Tambunan BH, Syamsiro M, Saptoadi H. 2017.  CO  Emissions  from  burning briquettes of candlenuts shell mixed with  charcoal. Journal  Mech  Eng Appl Sci . 1 (1): 3–7.
Widarti BN, Sihotang P, Sarwono E. 2016.
Penggunaan  tongkol  jagung  akan meningkatkan  nilai  kalor  pada briket. J Integrasi Proses . 6 (1): 16– 21.
Winata A. 2013. Karakteristik biopelet dari campuran  serbuk  kayu  sengon dengan  arang  sekam  padi  sebagai bahan  bakar  alternatif  terbarukan [skripsi].  Bogor:  Institut  Pertanian Bogor.
Wulandani  D,  Nelwan  LO,  Agustina  SR. 2021.  Analisis  kelayakan  teknis briket/pelet  dari  limbah  teh  di industri  pengolahan  teh-Orang  Tua Grup.  Bogor  (ID):  IPB  University (CREATA).
Yang  YB,  Ryu  C,  Khor  A,  Yates  NE,
Sharifi  VN,  Swithenbank  J.  2005. Effect of fuel properties on biomass combustion:  modelling  approach identification  of  the  controlling factors. Fuel .  84  (16):  2116–2130. doi:10.1016/j.fuel.2005.04.023.