BIOCATRIK (BioCassava Elektrik): Produksi Biolistrik Limbah Cair Singkong dan Bio-baterai Onggok Singkong sebagai Inovasi Pendidikan Berbasis Riset

BIOCATRIK (Bio Cassava Elektrik): Produksi Biolistrik Limbah Cair Singkong dan Bio-baterai Onggok Singkong sebagai Inovasi Pendidikan Berbasis Riset 

Pendahuluan 

Listrik merupakan sumber energi yang penting bagi kehidupan manusia baik untuk kegiatan industri, komersil maupun kehidupan sehari-hari. Faktanya di Indonesia sendiri diperkirakan akan terus menerus meningkat hingga mencapai 4,6% setiap singkongnnya. Dengan adanya kebutuhan listrik yang terus menerus meningkat di setiap singkongnnya, kondisi ini akan semakin parah dengan semakin terbatasnya cadangan energi yang tidak dapat diperbaruhi. Sumber energi yang tak terbarui ini akan menyebabkan timbulnya krisis energi. Krisis energi ini dapat dicegah dengan mengimbangi produksi listrik dari sumber energi yang dapat terbarukan sebagai energi alternatif yang berasal dari limbah cair singkong. Semakin menipisnya sumber daya energi mengakibatkan energi menjadi barang langka dan mahal. Hal tersebut menjadikan kegiatan terkait dengan energi baru terbarukan menjadi sesuatu yang mendesak untuk segera dilakukan. Usaha menghasilkan energi listrik dapat dilakukan melalui teknologi Microbial Fuel Cell (MFC). Limbah cair telah direkomendasikan sebagai sumber terbarukan untuk menghasilkan energi listrik, bahan bakar dan kimia. Sampai abad terakhir, proses lumpur aktif merupakan proses pengolahan limbah cair yang banyak digunakan. Begitu pula dengan limbah padatnya atau biasa disebut onggok singkong, dapat dimanfaatkan untuk berbagai hal seperti pupuk organik, pakan ikan, pasta bio-baterai, dan lainnya.

Di kota pati terdapat beberapa industri tapioka, terutama di kawasan desa Ngemplak Kidul Margoyoso, Pati. Pemasukan ketela kurang lebih sekitar 6-7 ton. Limbah ampas ketela sendiri ialah limbah yang dapat mengakibtakan pencemaran,sehingga harus ada pengolahan limbah tersebut agar tidak menyebabkan permasalahn baru. Industri tapioka merupakan salah satu industri yang menghasilkan limbah padat dan cair dalam jumlah yang melimpah cukup bermasalah dalam pengelolaan limbah(padat dan cair). Limbah cair tapioka merupakan limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan,baik dari pencucian bahan baku,sampai pada proses pemisahan pati dari airnya atau proses pengendapan industr. Hasil limbah dari 2/3 pengolahan tepung tapioka sebesar 75%, limbah ini berupa padat dan cair (Nafisah, 2022). 

Industri tapioka dan limbah yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 1. 3

Kandungan limbah cair ketela tersebut diantaranya padatan tersuspensi kasar dan halus serta senyawa pemekatan dan pencucian pati dengan sentrifus menghasilkan limbah cukup banyak juga dengan kandungan padatan tersuspensi halus yang cukup tinggi tersuspensi (Padatan tersuspensi di dalam air cukup tinggi berkisar 1500-5000 mg/l). Kehadiran zat zat-tersebut dalam limbah cair juga menimbulkan gangguan seperti menyebabkan rasa dan bau tidak sedap dan menurunkan kualitas air sumur di sekitar pabrik tapioka. Oleh karena itu, limbah-limbah tersebut perlu dicari alternatif pengolahan laiinya. 

Melihat terjadinya peningkatan kebutuhan listrik setiap singkongnnya dan timbulnya krisis energi di Indonesia, serta limbah padat dan cair yang dihasilkan dari industri tapioka di Desa Ngemplak sehingga penulis mencoba mengembangkan inovasi "BIOCATRIK (Bio Cassava Elektrik): Produksi Biolistrik Limbah Cair dan Biobaterai Onggok Singkong". Dengan menggunakan BIICATRIK ini, kita dapat mengembangkan dan memanfaatkan bahan alam terbarukan yaitu sel bahan bakar berbasis mikroba (Microbial Fuel Cell). MFC adalah suatu sel bahan bakar yang memanfaatkan mikroorganisme dalam menghasilkan energi listrik dari senyawa organik melalui biolektrokimia. Disini, penulis bertujuan memproduksi biolistrik tersebut yang bersumber dari limbah cair singkong. Selain itu, onggok singkong diolah sebagai pasta bio-baterai. Bio-baterai digunakan sebagai pengganti pasta batu baterai menggunakan prinsip sel Volta. Inovasi ini diharapkan akan menjadi terobosan baru di bidang energi terbarukan dan menyelesaikan masslah lingkungan. Selain itu, inovasi ini akan mendukung tercapainya Sustainable Development Goals (SDGs), yaitu tujuan ke-6 "Air Bersih dan Sanitasi Layak" dan tujuan ke-7 "Energi Bersih dan Terbarukan". 

Isi

Dalam penelitian Ermawati (2011) menyatakan bahwa energi baru terbarukan yang akan dioptimalkan adalah konversi limbah cair dan padat singkong menjadi energi alternatif, yang merupakan sumber energi yang paling menjanjikan sebagai subtitusi listrik tenaga nuklir, yang bersifat ramah lingkungan. Sehingga listrik alternatif ini dapat menjadi solusi untuk mengatasi kebutuhan listrik di Indonesia. Hal ini dapat dijadikan solusi untuk 4 mengatasi pencemeran air akibat limbah ketela dan meningkatkan nilai ekonomi dari ampas atau onggok singkong. Limbah cair dan onggok singkong yang digunakan peneliti berasal dari Desa Ngemplak, Kabupaten Pati. Rencana alur penelitian oleh penulis dapat dilihat pada bagan Gambar 2. 

Gambar 2. Alur penelitian/dok. pri