PRODUKAI BIOGAS DARI CAMPURAN KOTORAN SAPI DENGAN KOTORAN AYAM
(Skripsi)
DENTA SANJAYA
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG
ABSTRACT
PRODUCTION BIOGAS COMMIXTURE FROM COW MANURE WITH CHICKEN MANURE
Oleh
DENTA SANJAYA
Biogas technology with zero waste concept is expected to be the alternative energy and to reduce environmental problems. The purpose of this study is to know the magnitude of the volume of biogas by kilogram of each chicken and cow dung comparison. The study was conducted in six treatments with the addition of chicken manure that is 0, 100, 300, 500.700 and 1000 grams. The fermentation process is done using a batch system with measurement of gas each day. The parameters observed in organic matter, the degree of acidity (pH),
temperature, volume of biogas, biogas productivity, flame and C / N ratio of each treatment. The results showed that the overall pH of the beginning and end of the study tend to be close to neutral. The best results generated biogas production in the composition with the addition of chicken manure 50% in the amount of 35.690 ml, and the highest value of the biogas productivity of 0,33 liters /g volatile solidwith the same composition.
ABSTRAK
PRODUKSI BIOGAS DARI CAMPURAN KOTORAN SAPI DENGAN KOTORAN AYAM
Oleh
DENTA SANJAYA
Teknologi biogas dengan konsep zero waste diharapkan bisa menjadi energi alternatif dan dapat mengurangi permasalahan lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengatahui besarnya volume biogas per kilogram dari masing-masing perbandingan kotoran ayam dan sapi. Penelitian dilakukan pada enam perlakuan yakni dengan panambahan kotoran ayam 0, 100, 300, 500,700 dan 1000 gram. Proses fermentasi dilakukan menggunakan sistem batch
dengan pengukuran gas setiap hari. Parameter yang diamati meliputi bahan organik, derajat keasaman (pH), temperatur, volume biogas, produktivitas biogas, nyala api dan C/N rasio tiap perlakuan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara keseluruhan pH awal dan akhir pada penelitian cenderung mendekati netral. Hasil produksi biogas terbaik dihasilkan pada
komposisi dengan penambahan kotoran ayam 50% yaitu sebesar 35690 ml, dan nilai
produktivitas biogas tertinggi sebesar 0,33 liter/g volatile solid dengan komposisi yang sama.
PRODUKSI BIOGAS
DARI
CAMPURAN
KOTORAN
SAPI
DENGAN
KOTORANAYAM
Oleh
DENTA SANJAYA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada
Jurusan Teknik Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Lampung
EAKUUTAS
PERTANIAN
UNIVERSITAS
LAMPUNG
BANDAR
LAMPUNG
fripsi
filahasisu,a
Pokok lvlahasiswa
PRODT]KSI BIOGAS DARI CAMPI]RAN KOTORAN SAPI DENGAI\I KOTORAN AYAM
].,
Denta Sanjaya
1014071061
Teknik Pertanian
Pertanian
';trttas
}
--
l.
i
Mu,,,r
I)r.Ir.
fuus
NIP
19650s27 19931WT#IBT?#;iB
1.ffi21231198703I
0302. K$nJunrsan Teknik Pertanian
fN6")W
Dr.
Ir.
Agusll6ryanto,
M.P. NrP 19650527 19931 0028,',.
,S,, 6'1 .
Tim Penguji
Ketua
Sekretaris
Penguji
BukanPembimbing
MENGESAIIKAN
: Dr.
Ir.
Agus Haryanto, M.P.: Dr.
Ir.
Tamrin, M.S.: Dr.
Ir.
Sugeng Triyono, M.Sc.tufrw
,trL^^,-\\
"--
-Y2^
[. Wan Abbas Zaka;tu, M.S. tg87o2
t
o0{-
PERI{YATAAN KEASLIAN IIASIL KARYA
Saya addlah Dcnta Saniaya
lrPM
ru4rnffiI
Dengan
ini
menyatakan tahwa apa yang tertulis dalam'karya ilmia1ini
ailalathasil karya saya yang dibimbing oleh Komisi Pembimbing, 1)
Dr.
Ir.
AgusHlryento, 1TIP alan2)
Ih.If."Tamrin,
M.S: berdasarkan pada pengetahuan daninformasi yang telah saya dapatkan. Karya itniah ini berisi material yang dibuat
sendiri alan hasil rujukan beberapa
,,r.Uftuio
Ouku, jumal, dn) yang telahdipublikaSikan sebClumnya atau dengan kata lain'bdkanlah hasil dari plagiat karya
orang lain.
Dedikianhhpernyataanini sayabuat dan d6pat dipertanggrmgiawabkan. Apabila
dikemudian hari terdapat kecurangan dalam pe'mbuatan hasil karya ini, maka saya
sebagai pentrlis utama siap untuk mempertanggungiawabkannya.
Bandar Lamprmg,T fehruari 2015
:xi:Hl;?)iifit',*!n9
membuat pernyataant')enta Sanjaya)
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjung Karang pada tanggal 09 Januari
1992, sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari Bapak Saidi Jaya dan Ibu Maniroh. Penulis menyelesaikan
Pendidikan Taman Kanak-kanak (TK) Ekadyasa Natar, Lampung Selatan tahun 1998, Sekolah Dasar (SD) diselesaikan di SD Negeri 1 Perumanas Way Halim tahun 2004, Sekolah
Menengah Pertama (SMP) di SMP Negeri 20 Bandar Lampung diselesaikan tahun 2007, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA Al-Azhar 3 Bandar Lampung
diselesaikan pada tahun 2010.
Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung melalui jalur UML pada tahun 2010. Selama menjadi
mahasiswa, penulis pernah mendapatkan (PKM) pada tahun 2011. Penulis juga pernah mendapatkan Beasiswa dari Bank Indonesia (BI) dan BNI pada tahun 2012 dan 2013. Selain itu, Penulis juga aktif di organisasi (BEM U 2010/2011)
sebagai staff Bidang Hukum dan Advokasi, juga di (FOSI FP) sebagai anggota Bidang Kadernisasi dan di Persatuan Mahasiswa Teknik Pertanian (PERMATEP)
sebagai Ketua Umum periode 2012/2013. Pada tahun 2013 penulis melaksanakan PraktekUmum (PU) di PT Great Giant Pineapple, Terbanggi Besar, Lampung
pada lokasi &71C dan 82A Di Plantatation Group 1 PT Great Giant Pineapple
(GGP)”.
Penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) tahun 2014 di Desa Pugung
“
Kupersembahkan karya kecil ini untuk Bapak, Ibu, dan keluargaku
yang aku sayangi dan aku cintai karena Allah, yang selalu
melimpahkan doa
dalam Sujudnya serta dukungan terbaiknya kepadaku untuk
mencapai Sukses sebagai Pemberi Aroma dalam
Kebahagiaan Keluarga
”
Serta
“Kepada Almamater Tercinta”
Teknik Pertanian Universitas Lampung
Bukankah dia (Allah) yang menciptakan langit dan bumi dan yang menurunkan
air dari langit untukmu
lalu kami tumbuhkan dengan air itu kebun
–
kebun yang berpemandangan
indah? Kamu tidak akan mampu menumbuhkan pohon- pohonnya apakah
disamping Allah ada tuhan yang lain? Sebenarnya mereka adalah orang - orang
yang menyimpang dari kebenaran
(QS. An-Naml : 60)
“
Sesuatu yang belum dikerjakan , seringkali tampak mustahil. Kita
baru yakin kalau kita telah berhasil melakukannya dengan baik”
(Evelin Underhill)
“Musuh yang paling berbahaya di atas dunia ini adalah penakut dan
bimbang. Teman yang paling setia, hanyalah keberanian dan
SANWACANA
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah serta nikmat yang tiada terukur sehingga berkat petunjuk-Nya penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir perkuliahan dalam penyusunan skripsi ini. Sholawat teriring salam semoga selalu tercurah kepada syuri tauladan Nabi Muhammad SAW dan keluarga serta para sahabatnya Aamiin.
Skripsi yang berjudul “Produksi Biogas dari Campuran Kotoran Sapi dengan Kotoran Ayam” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian (S.TP) di Universitas Lampung.
Penulis memahami dalam penyusunan skripsi ini begitu banyak cobaan, suka dan
duka yang dihadapi, namun berkat ketulusan do’a, semangat, bimbingan,
motivasi, dan dukungan orang tua serta berbagai pihak sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Maka pada kesempatan kali ini penulis
mengucapkan terimakasih kepada :
1. Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P. selaku pembimbing pertama, yang telah memberikan bimbingan dan saran serta kesabaran sehingga terselesaikanya
akademik yang telah memberikan berbagai masukan dan bimbingannya dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. selaku pembahas yang telah memberikan saran dan masukan sebagai perbaikan selama penyusunan skripsi ini.
4. Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P. selaku ketua jurusan Teknik Pertanian yang
telah membantu dalam administrasi penyelesaian skripsi ini.
5. Prof. Dr. Ir. Wan Abbas Zakaria, M.S. selaku dekan Fakultas Pertanian yang
telah membantu dalam administrasi skripsi ini.
6. Orang tua ku tercinta, Bapak dan Ibu serta adikku yang tidak
henti-hentinya memberikan dukungan semangat, material, kasih sayang dan do’a nya sehingga menjadi sumber penyemangat dalam menyusun skripsi ini. 7. Keluarga besar Persatuan Mahasiswa Teknik Pertanian (PERMATEP)
Unila. Terimakasih atas kebahagiaan, semangat dan rasa kekeluargaan yang telah diberikan.
8. Teman-teman TETA’10 yang sangat saya cintai dan saya banggakan, terima kasih karena selalu memberikan keceriaan dan doanya selama ini.
9. Keluarga besar BEM Unila 2010/2011 dan Keluarga besar Fosi FP,
terimakasih atas cerita, semangat dan pengalamannya.
Bandar Lampung, 7 Februari 2015 Penulis,
i
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang dan Masalah ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 3
1.3 Manfaat Penelitian ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Sejarah Biogas ... 4
2.2 Proses Pembentukan Biogas ... 9
2.4 Pemeliharaan Instalasi Biogas ... 12
2.4 Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Biogas ... 13
2.4.1 Bahan Baku ... 13
2.4.2 Derajat Keasaman (pH) ... 14
2.4.3 Temperatur Pencernaan... 15
2.4.4 Pengenceran Bahan Baku... 15
2.4.5 Pengadukan Bahan Baku ... 16
2.5 Rasio Karbon/ Nitrogen (C/N) ... 17
2.6 Hydraulic Retention Time (HRT) ... 18
2.7 Kotoran Ternak ... 19
2.7.1 Kotoran Ayam ... 19
2.7.2 Kotoran Sapi ... 19
2.8 Keuntungan Penggunaan Biogas di Bidang Pertanian ... 21
ii
3.2 Alat dan Bahan ... 23
3.3 Prosedur Penelitian ... 24
3.4 Persiapan Bahan ... 25
3.4.1 Penyediaan Kotoran Ayam ... 25
3.4.2 Penyediaan Kotoran Sapi ... 25
3.5 Persiapan Alat ... 25
3.6 Pelaksanaan Penelitian ... 26
3.7 Analisis Data ... 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32
4.1 Kondisi Awal dan Akhir Bahan Isian ... 32
4.1.1 C/N Rasio ... 33
4.2 Volatile Solid (VS) Removed ... 34
4.3 Derajat Keasaman (pH) ... 36
4.4 Temperatur ... 37
4.5 Volume Biogas yang Dihasilkan... 38
4.6 Produktivitas Biogas ... 42
4.7 Uji Nyala Api ... 43
V. KESIMPULAN ... 45
i
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang dan Masalah ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 3
1.3 Manfaat Penelitian ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Sejarah Biogas ... 4
2.2 Proses Pembentukan Biogas ... 9
2.4 Pemeliharaan Instalasi Biogas ... 12
2.4 Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Biogas ... 13
2.4.1 Bahan Baku ... 13
2.4.2 Derajat Keasaman (pH) ... 14
2.4.3 Temperatur Pencernaan... 15
2.4.4 Pengenceran Bahan Baku... 15
2.4.5 Pengadukan Bahan Baku ... 16
2.5 Rasio Karbon/ Nitrogen (C/N) ... 17
2.6 Hydraulic Retention Time (HRT) ... 18
2.7 Kotoran Ternak ... 19
2.7.1 Kotoran Ayam ... 19
2.7.2 Kotoran Sapi ... 19
2.8 Keuntungan Penggunaan Biogas di Bidang Pertanian ... 21
ii
3.2 Alat dan Bahan ... 23
3.3 Prosedur Penelitian ... 24
3.4 Persiapan Bahan ... 25
3.4.1 Penyediaan Kotoran Ayam ... 25
3.4.2 Penyediaan Kotoran Sapi ... 25
3.5 Persiapan Alat ... 25
3.6 Pelaksanaan Penelitian ... 26
3.7 Analisis Data ... 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32
4.1 Kondisi Awal dan Akhir Bahan Isian ... 32
4.1.1 C/N Rasio ... 33
4.2 Volatile Solid (VS) Removed ... 34
4.3 Derajat Keasaman (pH) ... 36
4.4 Temperatur ... 37
4.5 Volume Biogas yang Dihasilkan... 38
4.6 Produktivitas Biogas ... 42
4.7 Uji Nyala Api ... 43
V. KESIMPULAN ... 45
iii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Produksi Biogas dari Berbagai Bahan Organik ... 8
2. C/N rasio dari Beberapa Kotoran Hewan... 18
3. Kandungan kadar Hara Kotoran Ternak ... 20
4. Komposisi Pada Penelitian ... 27
5. Karakteristik Bahan Tiap Perlakuan ... 32
6. C/N Rasio Bahan ... 34
7. Nilai C/N RasioTiap Perlakuan ... 34
8. Kandungan Volatile Solid (VS) Removed Bahan ... 35
9. Produksi Biogas Harian (ml) ... 40
10. Data yang didapat Selama Penelitian ... 42
Lampiran 11. Produksi Biogas Kumulatif (ml) ... 56
12. Data Sebelum Penelitian (Sample) ... 57
13. Contoh Perhitungan Data Keseluruhan (Bahan) ... 57
14. Data Setelah Penelitian (Sample) ... 57
15. Contoh Perhitungan Data Keseluruhan (Bahan) ... 57
16. Perhitungan Karakteristik Bahan Awal Penelitian ... 58
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Proses Pembentukan Biogas (Wahyuni, 2011) ... 6
2. Instalasi Biogas Di Indonesia (Biru,2010) ... 10
3. Diagram Alir Penelitian ... 24
4. Skema Biogas Sistem Batch... 26
5. Grafik VS AwalBahan ... 35
6. pH Awal dan ph Akhir Penelitian ... 36
7. Suhu Rata-rata Proses Pembentukan Biogas ... 37
8. Produksi Biogas Kumulatif ... 38
9. Total Produksi Biogas ... 41
10. Produktivitas Biogas yang dihasilkan ... 42
11. Nyala Api Biogas Tiap Perlakuan ... 44
Lampiran 12. Peternakan Ayam ... 49
13. Pengambilan Sample Kotoran Ayam ... 49
14. Kotoran Ayam Segar ... 49
15. Penimbangan Sample ... 50
16. Pengukuran Volume Biogas ... 50
17. Thermometer untuk Mengukur Suhu pada digester dan Lingkungan ... 51
18. Proses Pengukuran pH pada Sample ... 51
v
20. Proses Memasukkan Sample dalam Tanur ... 52
21. Sample Setelah ditanur ... 52
22. Reaktor dan Gas yang Dihasilkan ... 53
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Masalah
Pemanfaatan energi yang tidak dapat diperbaharui secara berlebihan dapat
menimbulkan masalah krisis energi. Salah satu gejala krisis energi yang terjadi akhir-akhir ini yaitu kelangkaan bahan bakar minyak (BBM), seperti minyak tanah, bensin, dan solar. Kelangkaan terjadi karena tingkat kebutuhan BBM
sangat tinggi dan selalu meningkat setiap tahunnya, sementara itu minyak bumi sebagai bahan baku pembuatan BBM sangatlah terbatas dan membutuhkan waktu
berjuta-juta tahun untuk proses pembentukannya (Wahyuni, 2011).
Meskipun Indonesia adalah salah satu negara penghasil minyak dan gas, namun berkurangnya cadangan minyak dan penghapusan subsidi yang diterapkan oleh
pemerintah menyebabkan harga minyak labil. Dalam situasi seperti ini pencarian, pengembangan, dan penyebaran teknologi energi Non BBM yang ramah
lingkungan menjadi amat penting, terutama ditujukan kepada keluarga miskin
sebagai golongan yang banyak terkena dampak kenaikan BBM. Salah satu teknologi yang sesuai dengan keadaan tersebut ialah teknologi biogas. Biogas
2
pengembangannya karena bahannya dapat diperoleh dari sekitar tempat tinggal
masyarakat (Wahyono dan Sudarno, 2012).
Teknologi biogas dengan konsep zero waste (tidak dihasilkan limbah) diharapkan dapat membantu memperlambat laju pemanasan global. Selain bisa menjadi
energi alternatif, biogas juga dapat mengurangi permasalahan lingkungan, seperti polusi udara, polusi tanah, dan pemanasan global (Wahyuni, 2011).
Biogas dalam skala rumah tangga dengan jumlah ternak 2 – 4 ekor atau suplai kotoran sebanyak kurang lebih 25 kg/hari cukup menggunakan tabung reaktor berkapasitas 2500 – 5000 liter yang dapat menghasilkan biogas setara dengan 2 liter minyak tanah/hari dan mampu memenuhi kebutuhan energi memasak satu rumah tangga pedesaan dengan 6 orang anggota keluarga (Kaharudin dan
Sukmawati, 2010).
Seiring dengan berkembangnya teknologi dan pengetahuan, biogas sudah
dikembangkan sebagai energi alternatif yang bisa memanfaatkan berbagai kotoran
hewan. Selain kotoran sapi, biogas juga bisa dihasilkan dari kotoran ayam. Limbah kotoran ayam umumnya hanya digunakan sebagai pupuk secara langsung oleh peternak, pemanfaatan lain yang bisa dilakukan adalah dengan
memprosesnya menjadi sumber energi dalam bentuk biogas. Pengolahan kedua limbah tersebut bisa dilakukan secara bersamaan, sehingga dapat menghasilkan
produk yang bernilai ekonomis.
Menurut (Wahyono dan Sudarno, 2012) biogas bahan organik dari kotoran sapi dengan 1 kg dapat menghasilkan biogas sebanyak 40 lt, sedangkan kotoran ayam
dari kotoran ayam memiliki produksi gas lebih baik dari kotoran sapi. Sampai
saat ini belum banyak penelitian mengenai penambahan kotoran ayam terhadap campuran kotoran sapi untuk menghasilkan biogas. Oleh karena itu, perlu
dilakukannya penelitian lebih lanjut, sehingga dapat menghasilkan biogas yang maksimal dan dapat mengurangi pencemaran lingkungan sekitar.
1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan :
1. Untuk mengatahui besarnya volume biogas per kilogram yang dihasilkan
dari masing-masing perbandingan kotoran ayam dan sapi.
2. Untuk mengetahui perbandingan komposisi kotoran ayam dan kotoran sapi yang terbaik dalam menghasilkan biogas.
1.3 Manfaat Penelitian
Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
1. Dapat menjadi alternatif dalam pemakaian minyak dan gas bumi yang jumlahnya terbatas dan harganya yang cukup mahal.
2. Dalam jangka panjang, diharapkan mampu mengurangi penggunaan kayu sebagai bahan bakar sehingga kelestarian hutan menjadi lebih
terjaga.
3. Memanfaatkan kotoran ternak yang tidak digunakan dan terbuang sia-sia.
4. Sebagai acuan untuk penelitian berikutnya yang terkait dengan masalah
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah Biogas
Biogas merupakan gas yang mudah terbakar (flamable) yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob yang berasal dari limbah kotoran hewan. Menurut beberapa literatur, sejarah keberadaan biogas sendiri sebenarnya sudah ada sejak kebudayaan mesir, china, dan romawi
kuno. Masyarakat pada waktu itu diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yag mengaitkan
gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro Volta tahun 1776, sedangkan Willam Henry pada tahun 1806 mengidentifikasi gas yang
dapat terbakar tersebut sebagai metan. Becham tahun 1868, murid Louis Pasteur dan Tappeiner tahun 1882 memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan metan (Wahyono dan Sudarno, 2013).
2.2 Proses Pembentukan Biogas
Pembentukan biogas terjadi pada proses anaerob yaitu kedap udara.
a) Tahap Hidrolisis
Pada tahap hidrolisis terjadi pemecahan polimer menjadi polimer yang lebih sederhana oleh enzim dan dibantu dengan air. Enzim tersebut dihasilkan oleh bakteri yang terdapat dari bahan-bahan organik. Bahan organik bentuk primer
dirubah menjadi bentuk monomer. Contohnya lignin oleh enzim lipase menjadi asam lemak. Protein oleh enzim protase menjadi peptide dan asam amino.
Amilosa oleh enzim amilase dirubah menjadi gula (monosakarida)
(Wahyuni, 2011). Tahapan pembentukan biogas terlihat seperti Gambar 1.
b) Tahap Pengasaman (Asidifikasi)
Pada tahap pengasaman, bakteri merubah polimer sederhana hasil hidrolisis menjadi asam asetat, hidrogen (H2) dan karbondioksida (CO2). Untuk merubah
menjadi asam asetat, bakteri membutuhkan oksigen dan karbon yang diperoleh dari oksigen terlarut yang terdapat dalam larutan. Asam asetat sangat penting dalam proses selanjutnya, digunakan oleh mikroorganisme untuk pembentukan
metan (Wahyuni, 2011).
c) Tahap Pembentukan Gas Metan
Pada tahap ini senyawa dengan berat molekul rendah didekomposisi oleh bakteri metanogenik menjadi senyawa dengan berat molekul tinggi. Contoh bakteri ini
menggunakan asam asetat, hidrogen (H2) dan karbon dioksida (CO2) untuk
membentuk metana dan karbon dioksida (CO2). Bakteri penghasil metan
6
Asam yang dihasilkan oleh bakteri pembentuk asam digunakan kembali oleh
bakteri pembentuk gas metan. Tanpa adanya proses simbiotik tersebut, maka akan menimbulkan racun bagi mikroorganisme penghasil asam (Wahyuni, 2011).
Selain itu, ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan
biogas:
1. Kelompok bakteri fermentatif, yaitu : Steptococci, Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae.
2. Kelompok bakteri asetogenik, yaitu Desulfovibrio.
3. Kelompok bakteri Metana, yaitu Mathanobacterium, Mathanobacillus,
Methanosacaria, dan Methanococcus Wahyono dan Sudarno (2012).
Sedangkan terkait dengan temperatur, secara umum ada 3 rentang temperatur
yang disenangi oleh bakteri, yaitu:
1. Psicrophilic (suhu 4–20 oC), biasanya untuk negara-negara subtropics atau beriklim dingin,
2. Mesophilic (suhu 20–40 oC),
3. Thermophilic (suhu 40–60 oC), hanya untuk men-digesti material, bukan untuk menghasilkan biogas Wahyono (2012).
Dengan demikian, untuk negara tropis seperti Indonesia menggunakan unheated
digester (digester tanpa pemanasan) pada kondisi temperatur tanah 20–30 oC. Prinsip utama proses pembentukan biogas adalah pengumpulan kotoran ternak
8
Gas yang dihasilkan akan tertampung pada bagian atas digester. Terjadinya penumpukan produksi gas akan menimbulkan tekanan sehingga dari tekanan tersebut gas dapat disalurkan melalui pipa yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar atau pembangkit listrik.
Gas tersebut sangat baik untuk pembakaran karena menghasilkan panas yang
tinggi, tidak berbau, tidak berasap, dan api yang dihasilkan berwarna biru. Selain itu, pupuk kandang yang dihasilkan dari pembuangan bahan biogas ini
akan menaikkan kandungan bahan organik sehingga menjadi pupuk kandang yang sangat baik dan siap pakai.
Kesetaraan biogas dengan sumber energi lain yaitu : 1 m3 biogas setara dengan : Elpiji 0,46 kg, Minyak Tanah 0,62 liter, Solar 0,52 liter, Bensin 0,80 liter, Gas Kota 1,50 m3 dan Kayu Bakar 3,50 kg Wahyono dan Sudarno (2012).
Sedangkan produksi biogas berbagai bahan organik dapat dilihat pada tabel
berikut ini :
Tabel 1. Produksi Biogas dari Berbagai Bahan Organik
No. Bahan Organik Jumlah (Kg) Biogas (lt)
1 Kotoran Sapi 1 40
2 Kotoran Kerbau 1 30
3 Kotoran Babi 1 60
4 Kotoran Ayam 1 70
Sumber : Dirjen Peternakan dalam Wahyono dan Sudarno (2012)
Biogas dari pencernaan anaerobik limbah, pengolahan makanan, hewan dan limbah lainnya biasanya mengandung sekitar 55% sampai 70% CH4 dan 30%
sampai 45% CO2. Hasil penelitian Wibowo, dkk.(2013) menunjukkan bahwa
Kandungan CO2 yang tinggi dalam pembentukan biogas, sangat mempengaruhi gas metana yang dihasilkan. Tingginya kadar CO2, maka akan memperkecil
kadar metana.
Produksi biogas dari substrat organik melibatkan reaksi redoks internal yang mengubah molekul organik untuk CH4 dan CO2. Untuk kasus yang paling
sederhana, konversi karbohidrat, seperti gula (misalnya, glukosa, C6H12O6) dan
pati atau selulosa (CnHn-2On-1), dapat diproduksi dengan jumlah perbandingan
yang sama antara CH4 dan CO2 yakni (50:50 rasio),
berikut reaksinya (Krich dkk, 2005) :
CnHn-2On-1 + nH2O ½ nCH4+ ½nCO2 ...(1)
Dalam kasus limbah yang mengandung protein atau lemak, dapat menghasilkan jumlah metana yang lebih besar. Berikut adalah proses terjadinya reaksi pada
protein :
C10H20O6N2 + 3H2O 5.5 CH4 + 4.5 CO2 + 2NH3...(2) Sedangkan untuk lemak dan minyak nabati (Trigliserida), sebuah CH4 berbanding
dengan CO2 rasionya adalah 70:30, Reaksinya sebagai berikut :
C54H106O6 + 26 H2O 40 CH4 + 17 CO2...(3)
Contoh-contoh sederhana reaksi yang dapat berubah sesuai dengan efek dari
10
a) Produk yang dihasilkan dalam limbah digester (misalnya: asetat, asam lemak
propionat, metabolit dan lainnya).
b) Bakteri menggunakan reaksi ini untuk membuat lebih banyak bakteri lagi.
Dengan demikian, terdapat beberapa biomassa yang dihasilkan sebagai bagian dari proses-proses metabolisme bakteri tersebut.
Dua faktor diatas dapat mengurangi CH4 lebih banyak dibandingkan dengan
produksi CO2. Namunkemungkinan terjadinya hal semacam ini relatif kecil,
karena sebagian besar substrat terdegradasi memang diubah menjadi CH4 dan
CO2, ini dikarenakan hasil biomassa bakteri pada fermentasi anaerob cukup
rendah, biasanya kurang dari 5%. Pencernaan yang tidak sempurna juga tidak
mempengaruhi komposisi gas secara signifikan. Oleh karena itu, faktor di atas
dapat diabaikan. Dengan demikian, isi maksimum CH4 dalam biogas yang
dihasilkan dari pencernaan anaerobik hanya dapat sekitar 70% ketika pencernaan minyak disertakan (Krich dkk, 2005).
[image:31.595.176.457.554.728.2]Komponen pada digester biogas terdiri dari komponen- komponen sebagai berikut (Wahyono, 2012) :
1. Inlet (Tempat Pencampur)
Tempat ini digunakan untuk mencampurkan campuran kotoran ternak dan air ke dalam digester.
2. Pipa inlet
Pipa ini berfungsi untuk menyalurkan campuran kotoran ternak dengan air
ke dalam digester (reaktor).
3. Digester
Digester atau bisa disebut juga reaktor berfungsi sebagai tempat mengolah
kotoran ternak melalui proses difermentasi oleh bakteri-bakteri untuk menghasilkan gas.
4. Manhole
Manhole adalah lubang untuk keluaran kotoran ternak ke outlet dan
berfungsi sebagai lubang keluar masuk manusia ketika mengontrol keadaan didalam bangunan digester.
5. Outlet
Saluran ini digunakan untuk mengeluarkan kotoran yang telah di
fermentasi oleh bakteri. Saluran ini bekerja berdasarkan prinsip kesetimbangan tekanan hidrostatik.
6. Pipa Gas Utama
Pipa gas utama adalah pipa yang menyalurkan gas dari kubah digester ke
12
7. Saluran Pipa
Saluran gas ini disarankan terbuat dari bahan polimer untuk menghindari korosi. Untuk pembakaran gas pada tungku, dan ujung saluran pipa bisa
disambung dengan pipa baja anti karat.
8. Katup Gas Utama
Katup ini digunakan sebagai pengatur tekanan gas dalam digester. Katup
pengaman ini menggunakan prinsip pipa T. Bila tekanan gas dalam
saluran gas lebih tinggi dari kolom air, maka gas akan keluar melalui pipa T, sehingga tekanan didalam digester akan turun.
2.4 Pemeliharaan Instalasi Biogas
Agar instalasi biogas dapat memproduksi gas secara terus menerus, perlu
dilakukan pemeliharaan terhadap instalasi biogas. Berikut merupakan beberapa hal yang harus dilakukan :
1. Mengisi bahan baku berupa kotoran ternak segar dalam digester
sesuai dengan kapasitas harian agar produksi biogas kontinyu.
2. Mencegah bahan penghambat (pestisida, disinfektan, air deterjen atau
sabun) masuk kedalam digester.
3. Mem.bersihkan peralatan seperti kompor dan generator secara teratur.
4. Mengolah limbah biogas secara teratur
5. Mengaplikasikan hasil olahan sisa bahan baku pembuatan biogas agar
6. Segera perbaiki jika terjadi kebocoran pada instalasi peralatan biogas
(Wahyuni, 2013).
2.4 Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Biogas
Bakteri pembentuk biogas memerlukan kondisi anaerob sehingga alat yang dibutuhkan harus kedap udara. Sedikit saja terjadi kebocoran pada alat dapat
menyebabkan kegagalan terbentuknya biogas. Selain itu, ada faktor lain yang dapat mempengaruhi produksi atau terbentuknya biogas yaitu, bahan baku, derajat keasaman, temperatur pencernaan, pengenceran bahan baku, dan
pengadukan bahan baku. Faktor- faktor tersebut diuraikan secara ringkas berikut ini :
2.4.1 Bahan Baku
Biogas akan terbentuk bila bahan bakunya berupa padatan terbentuknya bubur halus atau butiran kecil. Agar pembentukan biogas berlangsung dengan
sempurna, bahan baku yang berupa padatan yang sulit dicerna sebaliknya digiling atau dirajang terlebih dahulu. Namun bila bahan baku berbentuk padatan agar mudah dicerna, maka bahan baku tersebut dapat dicampur dengan air secara
merata.
Bahan baku dalam bentuk selolusa lebih mudah dicerna oleh bakteri anaerobik. Sebaliknya, pencernaan akan lebih sukar dilakukan oleh bahan baku anaerob jika
14
semacam itu akan terapung dipermukaan cairan dan membentuk kerak. Kerak
tersebut akan menghalangi laju produksi biogas. Bahan yang mudah dicerna tidak akan terapung, melainkan akan turun mengendap didasar alat pembuat biogas.
Kotoran sapi dan kerbau sangat baik dijadikan bahan baku karena banyak mengandung selulosa (Paimin, 1995).
2.4.2 Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman suatu cairan ditentukan dengan mengukur nilai pH-nya. Alat yang sering digunakan dalam pengukuran ini ialah pH meter dan kertas pH atau
lakmus. Kertas lakmus hanya dapat dipakai untuk mengukur nilai pH secara kasar. Caranya dengan mencelupkan kertas lakmus kecairan dan membandingkan warna kertas dengan parameternya.
Pada awal pencernaan, pH cairan akan turun menjadi 6 atau mungkin lebih
rendah. Dua-tiga minggu kemudian barulah nilai pH-nya mulai naik yang disertai dengan berkembangbiaknya bakteri pembentuk metana (Paimin, 1995). Hasil
penelitian Yonathan, dkk.(2013) Biogas mulai terproduksi pada pH 5 dan produksinya terus mengalami kenaikan pada pH 6, dan mengalami kenaikan yang sangat signifikan pada pH 7. Hasil penelitian Fachry, dkk.(2004)
menunjukkan bahwa semakin Netral pH maka semakin tinggi pula kadar CH4,
Sebaliknya kadar CO2 akan menjadi semakin rendah. Sedangkan pH optimum
dicapai pada nilai 7,5.
Bakteri akan giat bekerja pada kisaran pH antara 6,8-8. Kisaran pH ini akan
Biasanya kisaran derajat keasaman cairan tidak selalu bersifat netral atau dalam
kisaran yang diperbolehkan. Dapat saja terjadi cairan menjadi bersifat asam. Untuk mencegah hal ini sebaiknya dalam cairan ditambahkan bahan yang bersifat
basa, seperti kapur dan abu (Paimin, 1995).
2.4.3 Temperatur Pencernaan
Perkembangan bakteri sangat dipengaruhi oleh kondisi temperatur. Temperatur yang tinggi akan memberikan hasil biogas yang baik. Namun, suhu tersebut sebaiknya tidak boleh melebihi suhu kamar. Hal ini disebabkan pada umumnya
bakteri metana merupakan bakteri golongan mesofil. Bakteri ini hanya dapat hidup subur bila suhu disekitarnya berada pada suhu kamar. Untuk itulah, suhu
pembentukan biogas harus disesuaikan dengan suhu kebutuhan bakteri metana, Suhu yang baik untuk proses pembentukan biogas berkisar antara 20- 40oC dan dengan suhu optimum antara 28- 30oC. Dengan demikian harus dijaga agar suhu pembuatan biogas berada pada suhu optimum (Paimin, 1995).
2.4.4 Pengenceran Bahan Baku
Isian dalam pembuatan biogas harus berupa bubur. Bentuk bubur ini dapat
diperoleh bila bahan bakunya mempunyai kandungan air yang tinggi. Bahan baku dengan kadar air yang rendah dapat dijadikan berkadar air tinggi dengan
menambahkan air kedalamnya menggunakan perbandingan tertentu sesuai dengan
kadar bahan kering bahan tersebut. Jika terlalu banyak atau terlalu sedikit menambahkan air maka akan berakibat biogas yang terbentuk tidak optimal
16
bakunya, bila memiliki kadar air yang tinggi maka hasil biogas menjadi rendah.
Dengan demikian hasil produksi biogas dipengaruhi oleh bahan baku dan banyaknya air yang ditambahkan untuk proses pengenceran (Berglund dan
Borjesson, 2006).
Isian bahan baku yang paling baik mengandung 7-9% bahan kering. Pada keadaan ini proses pencernaan anaerobik akan berjalan baik. Setiap kotoran atau
bahan baku akan berbeda sifat pengencerannya. Kotoran sapi segar misalnya, mempunyai kadar bahan kering sebesar 18%. Agar diperoleh kandungan bahan isian sebesar 7-9% bahan kering, bahan baku ini perlu diencerkan dengan air
dengan perbandingan 1:1. Adonan bahan baku tersebut lalu diaduk sampai tercampur rata. Adonan tersebut merupakan bahan isian yang akan dimasukkan
kedalam unit alat pembuat biogas, sedangkan kotoran ayam dengan perbandingan 1:2 (Paimin, 1995).
2.4.5 Pengadukan Bahan Baku
Bahan baku yang sukar dicerna akan membentuk lapisan kerak dipermukaan
cairan. Lapisan ini dapat dipecah dengan alat pengaduk. Pemasangan alat pengaduk harus dilakukan dengan hati-hati agar jangan sampai terjadi kebocoran
pada tangki pencerna (Paimin, 1995). Ada beberapa hal harus diperhatikan dalam memproduksi biogas, diantaranya ialah laju produksi, banyaknya bahan isian dan
rutin harus tersedia. Sekali saja bahan isian tidak tersedia maka kegiatan produksi
akan berhenti.
Laju produksi tergantung pada pengenceran bahan isian. Bahan isian yang terlalu padat akan mempercepat produksi karena waktu yang dibutuhkan relatif sedikit
dibandingkan bila terlalu encer. Jumlah produksinya pun lebih banyak bila dibandingkan yang encer. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa dengan
pengenceran 1:1 akan lebih baik dari pada pengenceran 1:2
Setiap keluarga biasanya membutuhkan antara 2.500- 2.800 liter biogas untuk keperluan rumah tangganya, seperti memasak dan penerangan. Untuk
mendapatkan biogas sebanyak itu, tentu saja harus sebanding dengan banyaknya kotoran hewan yang tersedia. Dalam hal ini, yang menjadi permasalahan ialah banyaknya ternak yang harus dipelihara untuk memasok sejumlah bahan isian
untuk satu unit alat (Paimin, 1995).
2.5 Rasio Karbon/ Nitrogen (C/N)
Hubungan antara jumlah karbon dan nitrogen dinyatakan dengan rasio
Karbon/Nitrogen (C/N), rasio optimum untuk digester anaerobik berkisar 20 - 30.
Jika C/Nterlalu tinggi, nitrogen akan dikonsumsi dengan cepat oleh bakteri
metanogen untuk memenuhi kebutuhan pertumbuhannya dan hanya sedikit yang bereaksi dengan karbon, akibatnya gas yang dihasilkannya menjadi rendah.
18
Hasil penelitian Wibowo, dkk. (2013) Menunjukkan rendahnya kandungan C/N,
maka akan menyebabkan nitrogen akan bebas dan berakumulasi dalam bentuk
amoniak sehingga akan menghasilkan bau busuk. Jika pH lebih tinggi dari 8,5 akan menunjukkan pengaruh negatif pada populasi bakteri metanogen. Kotoran ternak sapi mempunyai rasio C/Nsekitar 24. Hijauan seperti jerami atau serbuk
gergaji mengandung persentase karbon yang jauh lebih tinggi, dan bahan dapat dicampur untuk mendapatkan rasio C/N yang diinginkan. Rasio C/N beberapa
bahan yang umum digunakan sebagai bahan baku biogas disajikan pada tabel berikut
Tabel 2. C/N rasio dari Beberapa Kotoran Hewan Jenis Kotoran Perbandingan C/N Rasio Kerbau 18
Kuda 25
Sapi 18
Ayam 15
Babi 25
Kambing/Domba 30
Sumber: Harahap, 1978 dalam Paimin, 1996
2.6 Hydraulic Retention Time (HRT)
Jumlah hari bahan tetap di dalam tangki disebut Hydraulic Retention Time atau HRT sama dengan volume tangki dibagi dengan aliran harian ( HRT = V / Q ).
Waktu retensi hidrolik sangat penting karena untuk menetapkan jumlah waktu yang tersedia pada pertumbuhan bakteri dan konversi berikutnya dari bahan
organik ke gas (Dennis, 2011).
Hasil Penelitian Ihsan, dkk.(2013) menunjukkan Seiring dengan bertambahnya waktu maka jumlah bahan organik tersebut akan berkurang sehingga bahan
[image:39.595.113.351.358.459.2]2.7 Kotoran Ternak
Pupuk kotoran ayam dapat digunakan untuk mengganti bahan-bahan kimia dan mencukupi unsur hara makro yang penggunaannya relatif banyak sehingga biaya kultur alga menjadi lebih murah. Unsur hara yang terkandung dalam kotoran
ayam antara lain 0.5% N, 0.5% P dan 0.5% K serta beberapa unsur lain seperti Ca, Mg, S, Fe, Co dan Zn (Buckman dan Brady, 1982).
Kotoran ternak merupakan limbah dari peternakan yang dapat dimanfaatkan kembali bisa sebagai pupuk kandang atau biogas. Kotoran ternak yang biasa dimanfaatkan ialah :
2.7.1 Kotoran ayam
Kotoran Ayam (Gallus gallus domesticus) memiliki kandungan nutrien lebih tinggi bila dibandingkan dengan unggas lainnya. Senyawa yang terkandung pada kotoran ayam meliputi: protein, karbohidrat, lemak, dan senyawa organik lainnya. Protein pada kotoran ayam merupakan sumber nitrogen, walaupun terdapat juga
nitrogen anorganik lainnya.
2.7.2 Kotoran Sapi
Kotoran sapi (Bos taurus) merupakan limbah peternakan yang dihasilkan dari suatu kegiatan usaha peternakan yang berupa limbah padat, cair, dan gas. Kotoran
sapi tersebut mengandung mikroba yang diantaranya berupa jenis bakteri seperti
20
Flavobacterium, Pseudomonas fluorescens, dan Providencia alcalifasciens.
Selain itu, kotoran sapi juga mengandung N, K, kandungan Nutrien dan memiliki material serat. Kotoran hewan ternak juga mengandung berbagai patogen seperti
protozoa, bakteri dan virus (Buckman dan Brady, 1982).
[image:41.595.117.399.251.431.2]Berikut adalah kandungan kadar hara dari berbagai kotoran ternak: Tabel 3. Kandungan Kadar Hara Kotoran Ternak
Jenis Ternak Kadar Hara (%)
Nitrogen Fosfor Kalium
Kuda 0,55 0,30 0,40
Sapi 0,40 0,20 0,10
Kerbau 0,60 0,30 0,34
Kambing 0,60 0,30 0,17
Domba 0,75 0,50 0,45
Babi 0,95 0,35 0,40
Ayam 1,00 0,80 0,40
Sumber : Lingga, P dan Marsono 2008
Pada Tabel 3. kotoran sapi memiliki Nitrogen(N) sebesar 0,40%, Sedangkan untuk kandungan Nitrogen (N) kotoran ayam memiliki kandungan tertinggi
dibandingkan dengan ternak lain yakni sebesar 1,00%.
Kadar hara pada kotoran ternak memiliki nilai yang berbeda-beda karena
masing-masing ternak mempunyai sifat khas tersendiri. Makanan masing-masing-masing-masing ternak berbeda, padahal makanan sangat menentukan kadar hara. Jika makanan yang diberikan kaya hara N, P dan K maka kotorannya pun akan kaya zat tersebut.
muda memerlukan sangat banyak zat hara N dan beberapa macam mineral dalam
pembentukan jaringan-jaringan tubuhnya (Lingga, P dan Marsono 2008).
2.8 Keuntungan Penggunan Biogas di bidang Peternakan
Kegiatan peternakan juga turut memicu terciptanya gas rumah kaca. Berdasarkan
laporan FAO pada tahun 2008, salah satu penghasil emisi gas rumah kaca terbesar berasal dari sektor peternakan, yaitu sebesar 18%. Gas yang dihasilkan terdiri
dari karbondioksida (9%), metana(37%), dinitrogen oksida (65%), dan amonia (64%). Gas-gas tersebut merupkan hasil dari limbah ternak , diantara gas yang
dihasilkan metana (CH4) memiliki potensi panas yang lebih tinggi dibandingkan
dengan karbondioksida. Padahal disatu sisi energi panas yang dihasilkan dari metana tersebut merupakan potensi yang bisa dimanfaatka sebagai sumber energi
yang terbarukan. Namun, karena belum dapat diolah dengan baik maka potensi tersebut menjadi terbuang sia-sia.
Selain keunggulan dari segi teknik pemanfaatan kotoran ternak menjadi biogas juga dapat menyelesaikan beberapa masalah yang sifatnya sosial, ekonomi dan ekologi.
Berikut keunggulan penggunaan biogas di bidang peternakan :
1. Mendorong pola pemeliharaan ternak yang intensif atau semi intensif sehingga pengelolaan lebih optimal. Hal ini dapat mendorong
peningkatan kualitas ternak pada setiap periode pemeliharaan.
22
3. Menghemat pengeluaran petani, dengan memanfaatkan biogas sebagai
pengganti bahan bakar kayu atau minyak tanah untuk keperluan rumah tangga seperti memasak dan penerangan. Hal ini secara tidak
langsung juga menekan permintaan terhadap kayu bakar sehingga laju deforestasi akibat penebangan hutan dapat dikurangi.
4. Meningkatkan pendapatan dan menekan pengeluaran petani, dengan
dihasilkannya pupuk organik yang berkualitas dan siap pakai sebagai produk sampingan industri biogas.
5. Membuka lapangan kerja di daerah sekitar tempat pengelolaan bahan baku dengan dukungan sumber energi alternatif.
6. Membantu memperlambat laju pemanasan global dengan menurunkan
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Agustus hingga bulan Oktober 2014 dan bertempat di Laboratorium Daya dan Alat Mesin Pertanian, Jurusan Teknik
Pertanian dan di Greenhouse Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan yaitu 18 botol plastik 3 L, 18 balon udara, ember plastik, selang plastik, dop ban, gelas ukur, 6 buah termometer alkohol, pH meter, oven,
cawan, timbangan analitik, tanur/muffle. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu kotoran sapi, kotoran ayam, dan air.
24
[image:45.595.91.549.131.679.2]3.3 Prosedur Penelitian
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian MULAI
Persiapan Bahan dan Alat
Penentuan Komposisi Substrat
Pembuatan Biogas
Pengumpulan Data
Data Lama Waktu Pembentukan Gas
Data Volume Gas yang Dihasilkan & Produktivitas
Data Pengukuran pH, Suhu dan C/N rasio
Pembuatan Draft Laporan Analisis Data
3.4 Persiapan bahan
3.4.1 Penyediaan Kotoran Ayam
Limbah peternakan yang digunakan dalam penelitian ini salah satunya ialah kotoran ayam. Bahan tersebut didapat dari tempat peternakan ayam petelur yang berada di desa Karangsari Kecamatan Tanjung raya Lampung Selatan. Kotoran
ayam yang diambil dari peternakan ialah kotoran yang baru. Setelah bahan didapat, kemudian bahan dari limbah peternakan tersebut diencerkan
menggunakan air sesuai komposisi yang telah ditentukan dalam penelitian. Hal ini bertujuan untuk mempermudah proses pencampuran kotoran sapi dan kotoran
ayam menjadi satu.
3.4.2 Penyediaan Kotoran Sapi
Bahan selanjutnya yang diperlukan yaitu kotoran sapi yang diambil langsung dari
peternakan maupun rumah warga yang mempunyai ternak sapi di wilayah Bandar Lampung dan di Jurusan Peternakan Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Kotoran sapi yang ma sih baru diambil kemudian dicampur dengan kotoran ayam
dengan komposisi perbandingan yang telah ditentukan.
3.5 Persiapan Alat
Pada reaktor anaerobik alat yang digunakan ialah reaktor dengan kapasitas 3 L. Reaktor tersebut berupa botol plastik 3 L yang ditutup dengan karet bekas ban
26
dihubungkan dengan selang plastik ke balon udara. Balon udara berfungsi
sebagai penampung gas yang dihasilkan dari proses fermentasi biogas. Setelah gas tertampung, volume biogas dapat diukur dengan cara mencelupkan balon
[image:47.595.113.530.219.402.2]udara yang telah terisi gas kedalam bak yang berisi air. Berikut gambar rangkaian reaktor biogas sistem batch :
Gambar 2. Skema Biogas Sistem Batch
3.6 Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian dilakukan dengan perlakuan perbandingan komposisi Kotoran Sapi : Kotoran Ayam dengan jumlah keseluruhan 1 kg, menggunakan
perbandingan seperti ditampilkan pada Tabel 4 :
Tutup Karet
Campuran Botol Mineral
3 liter
Bak Air Selang Karet
Tabel 4. Komposisi Pada Penelitian
NO Kotoran Ayam (%) Kotoran Sapi (%)
1. 0 100
2. 10 90
3. 30 70
4. 50 50
5. 70 30
6. 100 0
Hal ini bertujuan untuk mengetahui komposisi Kotoran Sapi dan Kotoran Ayam yang menghasilkan biogas paling optimum. Campuran kotoran sapi dan kotoran
ayam tersebut diaduk sehingga terbentuk campuran yang homogen dan merata. Komposisi yang menghasilkan biogas paling optimum akan digunakan untuk
penelitian tahap selanjutnya.
3.7 Analisis Data
Penelitian ini menggunakan 6 perlakuan dengan parameter pengamatan meliputi :
A. Lama Waktu Pembentukan Biogas
Lama waktu pembentukan biogas dapat diketahui setelah volume biogas mulai terlihat, kemudian dicatat berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk proses
28
B. Volume Biogas yang Dihasilkan
Volume yang terbentuk tiap harinya dicatat dan dibuat grafik. Dari grafik tersebut dapat dilihat volume biogas yang dihasilkan oleh tiap reaktor. Pengukuran
dilakukan dengan cara volume gas yang terbentuk tiap harinya akan diukur
dengan menghitung volume gas yang ditampung pada balon udara, setelah itu balon udara tersebut dimasukkan ke dalam bak penuh air. Jumlah air yang keluar
dari bak tersebut diukur volumenya dengan asumsi bahwa volume air yang keluar sama dengan volume gas yang ada pada balon udara tersebut. Setelah diperoleh data volume maka dalam satu hari volume biogas dapat dihitung dengan
perhitungan sebagai berikut :
...(4)
Hasil lalu dicatat dan dibuat grafik, Apabila grafik sudah menunjukkan tidak adanya penambahan volume biogas berarti proses pembentukan biogas telah selesai.
C. Produktivitas Biogas
Produktivitas gas yang dihasilkan di ukur pada setiap perlakuan penelitian, dengan cara total produksi biogas dibagi dengan VS removed. VS removed
didapat dari setiap komposisi bahan organik yakni dengan menghitung VS awal dan VS akhir pada masing-masing perlakuan.
... (5)
D. Pengukuran C/N Rasio
C/N Rasio diukur di Laboraturium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas
lampung dengan menggunakan Metode Walkey and Black untuk mengukur kandungan C-organik nya, sedangkan untuk mengukur N-total menggunakan
Metode Semi-Mikro Kjeldhal. Setelah diketahui kandungan karbon dan
nitrogennya, maka setiap perbandingan dihitung untuk mencari nilai C/N Rasio nya.
E. Kandungan Bahan Organik
Substrat awal dan akhir pada proses biogas diuji karakteristiknya. Karakteristik
substrat yang diuji meliputi Total Solid (TS) dan Volatile Solids (VS). Nilai Total Solid (TS) diperoleh dengan melakukan pengukuran langsung di laboraturium. Metode pengujian TS dan VS adalah sebagai berikut :
1. Siapkan cawan petri yang sudah bersih kemudian ditimbang (W0).
2. Masukkan sampel limbah ke dalam cawan petri, lalu timbang.
3. Masukkan ke dalam oven pada suhu 105oC selama 24 jam. 4. Setelah 24 jam, ambil cawan petri + residu kemudian masukkan
kedalam desikator, setelah dingin lalu timbang.
30
6. Keluarkan cawan petri + abu dari tanur lalu masukkan kedalam
desikator, diamkan hingga suhu normal lalu timbang.
TS dan VS dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
Total Solid (%) = 100
–
Kadar Air (%) ... (6)Total Solid Sample (g) =
... (7)
Volatile Solid Sample (g) =
... (8)
Keterangan :
W0 = Berat cawan
W1 = Berat Sample
W2 = Berat Kering (TS)
W3 = Berat Abu
F. Pengukuran Derajat Keasaman (pH)
Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan metode Potensiometrik, yakni
dengan menggunakan alat pH meter. Alat ini cukup mudah digunakan dan memiliki akurasi mencapai dua desimal. Pengukuran dilakukan sebelum dan
sesudah penelitian. Metode pengukuran pH sebagai berikut :
1. Lakukan kalibrasi alat pH meter dengan menggunakan larutan penyangga.
4. Celupkan elektroda kedalam sampel sampai pH meter menunjukkan
pembacaan yang tetap.
5. Catat angka pada tampilan pH meter
G. Pengukuran Temperatur
Pengukuran temperatur dilakukan dengan menggunakan alat thermometer air raksa selama proses biogas berlangsung. Suhu yang diukur yakni suhu dalam
reaktor dan suhu lingkungan, pengukuran dilakukan pada setiap perlakuan penelitian meliputi waktu pagi, siang dan sore hari.
H. Uji Nyala
Uji nyala dilakukan menggunakan burner yang terbuat dari bekas tempat permen berbentuk bulat, pada tiap sisinya diberi lubang sebagai tempat api keluar. Uji
V. KESIMPULAN
1. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa
total volume biogas yang dihasilkan dipengaruhi oleh komposisi subtrat. Pada komposisi (100% KS) menghasilkan biogas sebesar 11369 ml,
komposisi (10%KA : 90%KS) menghasilkan 26140 ml, komposisi (30%KA:
70%KS) menghasilkan 31400 ml, komposisi (50% : 50%) menghasilkan 35690 ml, komposisi (70%KA : 30% KS) menghasilkan 23170 ml dan komposisi (100% KA) menghasilkan volume sebesar 10714 ml.
2. Komposisi 50% KA:50 % KS merupakan komposisi terbaik yang dapat
DAFTAR PUSTAKA
Biru. 2010. Model Instalasi Biogas Indonesia, Kementrian Energi : Jakarta. Berglund, M., and P, Borjesson. 2006. Assessment of Energy Performance in the
Life Cycle of Biogas Production. Journal Biomass and Bioenergy. 254-266.
Buckman, H. O. dan N. C. Brady. 1982. Ilmu Tanah. Bharata Karya Aksara : jakarta. 788 Hlm.
Dennis, A.B.P.E. 2011. Opsions For Recovering Beneficials Product From Dairy Manure. Environmental Energy Company. 57 Hlm.
Fachry, H.A. Rasyidi., Rinenda, dan Gustiawan. 2004. Penentuan Nilai Kalorifik yang Dihasilkan dari Proses Pembentukan Biogas. Jurnal Teknik Kimia. 2(5) : 7-12.
Ihsan, A., Bahri, S., dan Musafira. 2013. Produksi Biogas Menggunakan cairan Isi Rumen Sapi dengan limbah Cair Tempe. Journal Of Natural Science.
2(2) : 27-35.
Ismayana, A., N, Indrasti., Suprihatin., dan A, Maddu. 2012. Faktor Rasio C/N Awal dan Laju Aerasi pada Proses CO-Composting Bagasse dan Blotong. Jurnal Teknologi Industri Pertanian. 22(3) : 173-179.
Kaharudin dan F, Sukmawati. 2010. Petunjuk Praktis Manajemen Umum Limbah Ternak untuk Kompos dan Biogas. Balai Pengkajian Teknologi
Pertanian. 23 Hlm.
Krich, K., D, Augenstein., JP, Batmale., J, Benemann., B, Rutledge., dan D, Salour. 2005. Biomethane From Dairy Waste : A Sourcebook for the Production and Use Of Renewable Natural Gas in California. 282 Hlm. Lingga, P dan Marsono. 2008. Petunjuk Penggunaan Pupuk. Penebar Swadaya :
Depok. 135 Hlm.
47
Paimin, F. B. 1995. Alat Pembuat Biogas dari Drum, Penebar Swadaya : Jakarta. 49 Hlm.
Paimin, F.B. 1996. Alat Pembuat Biogas dari Batubata, Penebar Swadaya : Jakarta. 50 Hlm.
Sjafruddin, R. 2011. Produksi Biogas dari Substrat Campuran Sampah Buah Menggunakan Starter Kotoran Sapi. Jurnal Riset dan Teknologi. 11(2):62-67.
Wahyono, E. H., dan N, Sudarno. 2012. Biogas : Energi Ramah Lingkungan.Yapeka : Bogor. 50 Hlm.
Wahyuni, S. 2011. Menghasilkan Biogas dari Aneka Limbah. Edisi Pertama. PT Agro Media Pustaka : Jakarta. 96 Hlm.
Wahyuni, S. 2013. Biogas Energi Alternatif Pengganti BBM, Gas dan Listrik.
Edisi Pertama. PT Agro Media Pustaka : Jakarta. 110 Hlm.
Wibowo, T.S., A, Dharma, dan Refilda. 2013. Fermentasi Anaerob dari Campuran Kotoran Ayam dan Kotoran Sapi dalam Proses Pembuatan Biogas.
Jurnal Kimia Unand. 2 (1): 113-118.
