TUGAS AKHIR
Rancang Bangun Alat Konversi Biogas
Limbah Cair Tempe Dan Pengujian Dengan
Penambahan Variasi Campuran Sekam Padi
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
WAKHID ARIFIN
D 200 110 069
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Skripsi dengan judul :
“Rancang Bangun Alat Konversi Biogas Limbah Cair Tempe Dan
Pengujian Dengan Penambahan Variasi Campuran Sekam Padi”
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana
S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau
pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan dilingkungan
Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali
bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, 16 Februari 2016
Yang menyatakan,
v
vi
MOTTO
Sumur bening ora perlu golek timbo
(Sastra Jawa)
Pendidikan merupakan senjata paling ampuh yang bisa kamu
gunakan untuk merubah dunia
(Nelson Mandela)
vii
ABSTRAKSI
Biogas adalah hasil dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob gas yang dihasilkan sebagian besar gas metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2). Tujuan dari penelitian ini adalah merancang alat pembuatan biogas (digeseter) dalam skala kecil tipe
batch, menentukan campuran limbah cair tempe dan sekam padi yang
paling optimal pada biogas, serta mengetahui seberapa besar nilai kalor yang dihasilkan. Variasi campuran dari pengujian ini adalah penambahan 0%, 15%, 20%, dan 25% sekam padi.
Pengujian ini dimulai dengan merancang tabung digester, kemudian melakukan perakitan instalasi tabung digester dengan komponen lainnya. Selanjutnya dilakukan proses pengecekan terhadap semua komponen instalasi sebelum dilakukan pengujian. Kemudian dilakukan proses pengisian bahan baku berupa limbah cair tempe dan sekam padi sesuai dengan variasi yang telah ditentukan. Proses fermentasi dilakukan selama 27 hari, dilakukan pengadukan terhadap isian bahan baku selama 10 menit setiap 2 kali sehari.
Dari hasil pengujian didapatkan produksi biogas tertinggi adalah sebesar 0,0146 kg yang dihasilkan dari campuran penambahan 20% sekam padi, sedangkan produksi biogas terendah adalah sebesar 0,011 kg yang dihasilkan dari campuran penambahan 0% sekam padi. Nilai kalor biogas tertinggi dihasilkan dari campuran penambahan 20% sekam padi. Dengan nilai kalor sebesar 542,45 kJ. Sedangkan nilai kalor terkecil didapatkan pada campuran penambahan 0% sekam padi, yaitu sebesar 339,64 kJ. Dapat disimpulkan campuran yang paling optimal adalah 80% limbah cair tempe dan 20% sekam padi.
viii
ABSTRACTION
Biogas the result of fermentation proses of organic materials by anaerob bacterias, gas that has been produced the most of them are methane (CH4) and carbon dioxide (CO2). The goal of this researched is to creat biogas device (digester) in small scale type batch to determine the making organized of installation tube of digester with orther component. Than being investigated of all installation componen before be tested. Than will filling up process with materials that consist of tempe’s liquite residue and rice husk appropiate with variation that has been determined. Fermentation process will have been doing 27 days, to mixture of the materials to have been mixtureing of the materials 10 minutes everyday twice.
From the test result has been got the bigest biogas production is 0,0146 kg that has been produced from adding combination 20% rice husk, and the lowest biogas production is 0,011kg as the result of adding
combination 0% rice husk. The highest biogas heat’s value has been from adding combination 20% rice husk with value as 542,44 kJ. Mean while
the lowest heat’s value has been got from adding combination 0% rice husk, that is 339,64 kJ. From those result can be concluded tha themost
optimal combination is 80% tempe’s liquite residue and 20% rice husk.
ix
KATA PENGANTAR
Sesungguhnya, segala puji hanyalah milik Allah, atas segala
rahmat dan karunia- Nya yang telah terlimpahkan kepada penulis,
sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Sholawat dan salam
semoga senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW. Juga kepada
keluarga, para sahabat serta orang-orang yang setia mengikuti mereka
hingga hari akhir.
Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Alat Konversi Biogas Limbah Cair Tempe Dan Pengujian Dengan Penambahan Variasi
Campuran Sekam Padi” ini disusun untuk memenuhi persyaratan Sidang Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini, penulis dengan penuh
keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua tersayang, Kasnoto dan Khotijah, yang senantiasa
mendoakan yang terbaik untuk putra-putranya, sehingga kami bisa
sampai saat ini.
2. Kakak-kakak tercinta, Indra Winanto dan Risa Liyana, yang
senantiasa mengajarkan arti sebuah perjuangan hidup sehingga saya
mampu istiqomah sampai saat ini.
3. Nur Aklis, ST., M.Eng dan Nurmuntaha A.N, ST.,Pg.Dip, selaku dosen
pembimbing yang senantiasa memberikan arahan dan
masukan-masukan yang sangat bermanfaat bagi terselesaikannya tugas ini.
4. Tri Widodo Besar, Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
5. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
6. Teman-teman Angkatan 2011, Andi, Fahrizal, Toriq, Maret, Punto,
x
7. Teman 1 kelompok tugas akhir, Harjo yang telah sama-sama berjuang
menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Terima kasih untuk Tika Nur Septiani yang selalu setia mendukung
dan menemani.
9. Teman-teman Kos Bu Sri Juningsih yang selama ini telah menemani
hidup selama 4 tahun.
10. Serta seluruh pihak lain yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu,
yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
Akhir kata, saya mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika sekiranya
terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini,
yang disebabkan adanya keterbatasan-keterbatasan antara lain waktu,
dana, literatur yang ada, dan pengetahuan yang penulis miliki. Harapan
saya semoga laporan ini bermanfaa tuntuk pembaca.
Tugas Akhir ini semoga dapat bermanfaat khususnya bagi penulis
dan pihak lain yang membutuhkan, Amin yaRobbaallamin.
Surakarta, 16 Februari 2016
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Limbah padat tempe ... 12
Gambar 2.2 Limbah cair tempe ... 14
Gambar 2.3 Sekam padi ... 16
Gambar 2.4 Tahapan proses pembentukan biogas ... 18
Gambar 2.5 Digester tipe fixed dome ... 23
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara Waktu dengan Massa harian ... 47
Gambar 4.2 Massa Total yang telah dihasilkan pada berbagai varasi campuran ... 48
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komponen penyusun Biogas ... 10
Tabel 2.2.Karateristik limbah cair tempe ... 14
Tabel 2.3 Komposisi kimia sekam padi ... 16
Tabel 2.4 Nilai kalor pembalaran biogas dan natural gas ... 27
Tabel 3.1 Keterangan gambar ... 43
Tabel 4.1 Data perbedaan ketinggian air manometer ... 46
xv
DAFTAR SIMBOL
� Kalor (Joule)
� Massa air (kg)
� Volume (m3)
P Tekanan (N/ m2)
r jari-jari (m)
n Molar gas (mol)
g Gravitasi ( 9,81m/s)
T Suhu (Kelvin / °C)
R Konstanta Gas ( Nm/Kg°K)
