Peneliti UMI ubah limbah pertanian jadi asap cair dan charcoal

Limbah Pertanian Berubah Jadi Energi dan Biopestisida: Inovasi Pirolisis UMI Makassar

Indocrowdfunding.com – Di tengah tumpukan tempurung jagung, kulit kelapa, dan sisa tanaman yang selama ini dibakar atau dibiarkan membusuk di lahan pertanian, sebuah tim peneliti Universitas Muslim Indonesia (UMI) Makassar menemukan jalan keluar yang jauh lebih bernilai. Melalui teknologi pirolisis, bahan-bahan biomassa tersebut kini dapat diolah menjadi dua produk sekaligus dalam satu siklus: charcoal bernilai kalor tinggi dan asap cair yang berpotensi menjadi biopestisida ramah lingkungan. Inovasi ini didanai oleh Direktorat Penelitian Hilirisasi dan Kemitraan (DHK) di bawah Kemendiktisaintek.

Prof. Andi Aladin, Guru Besar Fakultas Teknologi Industri (FTI) UMI yang juga pakar energi dan lingkungan, menjelaskan bahwa pirolisis pada dasarnya adalah penguraian termal biomassa dalam kondisi oksigen terbatas. Berbeda dengan pembakaran terbuka yang hanya menghasilkan abu dan asap, proses ini memungkinkan karbon yang tersimpan di dalam limbah pertanian dikonversi menjadi produk padat dan cair yang memiliki nilai ekonomi nyata.

“Gagasan utamanya bagaimana satu proses pengolahan dapat menghasilkan lebih dari satu produk yang bermanfaat.”

Reaktor Tiga Lapis: Jantung dari Proses Simultan

Untuk mewujudkan konversi ganda tersebut, tim riset mengembangkan reaktor pirolisis simultan berdinding tiga (three-layer) yang fabrikasi dari stainless steel. Desainnya bersifat sistem tertutup, artinya seluruh uap yang terbentuk selama pemanasan biomassa tidak dilepaskan ke atmosfer melainkan tertangkap dan dikondensasikan menjadi asap cair. Charcoal, sebagai residu padat, keluar dari sisi lain reaktor.

Secara teknis, reaktor beroperasi pada rentang suhu sekitar 300 hingga 500 derajat Celsius dengan durasi pirolisis rata-rata sekitar 2,5 jam per siklus. Sistem kondensasi yang terintegrasi kemudian menangkap uap hasil dekomposisi untuk menghasilkan asap cair dalam bentuk terkondensasi.

Charcoal: Dari Bahan Bakar hingga Penyaring Pangan

Charcoal yang keluar dari reaktor memiliki nilai kalor sekitar 6.000–7.000 kkal per kilogram, angka yang menempatkannya di kategori bahan bakar padat berdaya tinggi. Karakteristik ini membuka beberapa jalur pemanfaatan sekaligus. Pertama, charcoal dapat langsung dibakar sebagai sumber energi rumah tangga atau industri kecil. Kedua, ia menjadi bahan baku pembuatan briket yang lebih padat dan efisien. Ketiga, dalam konteks pengolahan lingkungan, charcoal berpeluang berfungsi sebagai bioadsorben untuk menangkap kontaminan dalam limbah cair.

Yang menarik, tim riset juga mengeksplorasi pemanfaatan charcoal sebagai bahan penyaring dan penjernih produk pangan, termasuk virgin coconut oil (VCO). Dalam industri pengolahan kelapa, tahap pemurnian minyak sering bergantung pada karbon aktif impor; ketersediaan charcoal lokal hasil pirolisis dapat mengurangi ketergantungan tersebut.

Asap Cair: Potensi Biopestisida Ramah Lingkungan

Sementara charcoal merupakan residu padat, asap cair adalah hasil kondensasi uap pirolisis. Produk cair ini mengandung senyawa fenolik dan asam organik yang secara alami bersifat antimikroba. Tim peneliti melihat peluang pengembangannya sebagai biopestisida alternatif yang lebih ramah lingkungan dibanding pestisida sintetis, sekaligus sebagai pendukung sektor pertanian dalam pengendalian hama pasca-panen.

Menjaga Efisiensi Energi: Peran Isolator Termal

Salah satu tantangan utama pirolisis adalah kebutuhan suhu tinggi yang membuat konsumsi energi menjadi faktor kritis. Untuk mengatasi persoalan ini, dinding reaktor berlapis tiga dilengkapi isolator termal yang dapat dilepas. Lapisan isolator tersebut dirancang untuk meminimalkan kehilangan panas ke lingkungan, sehingga energi termal yang tersisa tetap tertahan di dalam zona reaksi dan dimanfaatkan secara lebih efektif.

“Menariknya, ruang isolator tersebut juga dirancang agar dapat dimanfaatkan untuk membantu proses pengeringan awal biomassa sebelum memasuki tahapan pirolisis.”

Dengan demikian, satu komponen struktural menjalankan dua fungsi: menjaga efisiensi termal sekaligus mempercepat pengeringan bahan baku, mengurangi beban energi pada tahap awal siklus.

Hasil Prototype dan Jalan ke Depan

Dari data pengembangan prototype, rasio hasil yang tercatat mencapai sekitar 37 persen charcoal dan 42 persen asap cair dari total biomassa yang diproses. Sisanya merupakan gas ringan dan kehilangan massa akibat volatilisasi. Angka-angka ini menjadi dasar evaluasi kinerja awal prototype.

Prof. Andi Aladin menegaskan bahwa keberhasilan satu kali percobaan belum cukup untuk menyatakan teknologi siap pakai. Prototype masih harus menjalani pengujian menyeluruh yang mencakup kestabilan suhu pada berbagai kondisi operasi, efisiensi energi dalam jangka panjang, keselamatan operator, serta konsistensi mutu charcoal dan asap cair dari siklus ke siklus.

“Teknologi baru tidak cukup hanya berhasil dalam satu kali percobaan. Yang penting adalah bagaimana teknologi itu dapat bekerja secara stabil, aman dan konsisten ketika digunakan berulang kali.”

Bagi sektor pertanian dan perkebunan di Sulawesi Selatan serta wilayah sekitarnya, keberhasilan komersial teknologi ini berarti limbah biomassa yang selama ini menjadi masalah pengelolaan dapat berubah menjadi sumber pendapatan tambahan bagi petani dan pelaku usaha kecil. Pada skala yang lebih luas, pengurangan pembakaran terbuka limbah pertanian juga berkontribusi pada penurunan emisi partikulat dan gas rumah kaca di tingkat lokal.