Pengelolaan Limbah Padat Industri Kecil Nata De Coco Melalui Teknologi Produksi Gas Bio dan Pemanfaatannya sebagai Pupuk Organik Cair

PENGELOLAAN LIMBAI-I PADAT INDUSTRI KECIL NATA

DE COCO

MELALUI TEK14OLOGI PRODUKSI GAS BIO DAN

PEMANFAATANNYA SEBAGAI PUPUK ORGANIK C A E

OLEH

:

ZAITUN

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Teknologi Produksi Gas Bio dan Pemanfaatannya &@ Pupuk Organik Cair. Dibimbing oleh

M.

SRI SAENI, KOOSWARDHONO MUDlKDJO

dan

H.

M. H. BINTOR0 DJ0ERR.E.

hdustri kecii & corn yang urnumnya terdapat di d a e d pemuldmm, menghasilkan limbah ymg belum dikelola den- baik, sehingga menimbulkan masalah pencemaran lingkungan. Penelitian tersebut bertujuan untuk mengetahui penanganan limbah padat mta de coco oleh industri kecil mta & cmo, untuk me- manfhatkm limbah padat w & cwo sebagai penghasil gas bio dm pupuk or-

ganik cair, unmk mengetahui banyaknya gas bio yang diperoleh dari proses pen- cernaan anaembik dari limbah padat m& de c m , unbk mempelajrui pengmh proses pencemaan anerobik dari limbah padat & & coco terhadap kandungan unsurvnsur

ham

dm bakteri coliform ddam limbah hail pencemaan anaerobik, mengetahui banyaknya pemberian pupuk orgmik cair hail pencemaan anaerobik yang dapat meningkath produksi tanamaa selada, melukukan andisis finansiai dari pemanfaatm limbah gas bio sebagai pupuk organik cair, dm andisis kela- yakan investasi pada pembuatan gas

bio

dm budidaya tanaman selada organik. Percobaan dilakukan di Laboratorium Kimia Fisik dm Linghngan,

P B

dan Desa Jabon Mekar, Parung dari bulan Agustus 2001 bingga November 2003.

Bedasarkan hasil survai di lapang diketahui bahwa pada umunlnya pro-

dusen industri kecil nata & coco belum

rnelakukan

penanganan limbah nufa de coco dengan baik. Limbah padat

de

cmo ymg diproses dalam pencema anaerobi

k

dapat menghasilh gas bio dm pup& organik a i r . Audisis finansial dan kelayakan investasi pembuatm gas bio dan budidaya tanamari selda o r p i k rnenunjukkan bahwa pafakuan

T3S1

(25% limbah padat

mu

de cmo + 75%

kotom s q i dengan seIang waktu penyiramm pupuk organik

cir

satu kali se-

rninggu) layak untuk diusahakan

.

Pemanfaatan limbah padat

mu

& coco oleh industri kecil nutu de coco sebegai penghasil gas bio dan pupuk organik cair berarti : (1) mengurangi pen-

cemaran lingkmgan; (2) industri kecii nata & ceco menerapkan proses produksi bersih dm mekanisme pembangunan bersih; ( 3 ) rnengurangi emisi gas metana penyebab pemmasan global; dm (4) dihasiikan pupuk organik cair yang dapat

ABSTRACT

Z AITUN. Solid Waste Management of Naiu De Coco Home Industry by Biogas Production Technology and The Use of Natu De Coco Waste

as

Liquid Organic Fertilizer. Under the direction of

M.

SRI SAENI, KOOSWARDHOVO MUDMDJO, and H.M.H. BINTORO DJOEFlUE.

Naa de coco home industries do not waste management application, so waste fiom mtu de cmo industries can cause environmental pollution.

The

objectives were to study waste management of nu& & coco home industries, to

recycle tmia de coco solid waste to biogas and liquid organic fertilizer, the use of

nata uk coco solid waste to biogas production, to study macronutrients, micronutrients and coliform in effluent from anaerobic digester process, to find the optimal interval time of liquid organic fertilizer application from mta

de

coco solid waste to increase lettuce production, liquid orgaic fertilizer financial analyze to lettuce production, and investment analyze of biogas and lettuce crop production. The experiment was conducted in Physical Chemistry and Envi- ronmental Laboratory of IPB and in Jabon Mekar Village, Parung, from August 2001 until November 2003,

Survey data showed that, commonly, naia de coco home industries do not

waste management application. The result showed that nnta de coco solid waste and cow manure in anaerobic digester can produce biogas and liquid organic fertilizer. The liquid organic fertilizer financial analyze to lettuce crop produc- tion, and investment analyze of biogas and lettuce crop production showed that T3S1 (liquld organic fertiIizer that

once

a week application) is the best treatment

to application.

Furthermore, the use of naia G% coco solid waste recycle to biogas and liquid organic fertilizer production by mia & corn home industries are : (1) environ- ment pollution reduction; (2) clean technology and clean development mechanism

Saya menya&a dengan sebenar-benamya bahwa disertasi saya yang ber- judul :

Pengelolaan Limbah Padat Industi Kecil Nata Re

Coco

MelaIui Teknoiogi Produksi Gas Bir, dan Pemanfaatannya rebagai Pup~rk Orgrulik Cair

PENGELOLAAN LIMRAH PADAT INDUSTRI KECIL NATA

DE

COCO

MELALUI

TEKNOLOGI PRODUKSI GAS

BIO

DAN

PEMANFAATANNYA SEBAGAI

PUPUK

ORGANK CAIR

OLEH

:

ZArTUN

Disertasi

sebagai salah satu syarat untuk mernperoleh gelar Doktor pada

Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan

SEKOLAH PASCASAIWANA

NSTITUT

PERTAMAN

BOGOR

Melalui Tehologi Produksi Gas Bio dan Pemmfaatanny a sebagai Pupuk Organik Cair

Nama : Zaitun

NRP

: 995098

Program Studi : Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Linghngan

Menyetujui :

1. Kornisi Pembimbing

Prof.

Dr.

Ir.

M a Sri Streni.

MS

Ketua

a

.

,

Prof.Dr.Ir. Kooswardhono

M..

MSc Anggota

2. Ketua Program Studi fen Sumberdaya Mam dm L

Dr.1r.H. Surimo

Had

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkafi di Jakarta pada tanggal 13 September 1972 seb@ anak kelima dari lima bersaudam dengan ayah M. Thaib Hiadjad d m ibu hioudjani.

Penulis menyelesaikan sekolah TK P e d a n Jakarta pad8 tahun 1979 dm melanjutkan ke

SD

Negeri 09 Pagi Bendungan Hilir Jakarta hingga lulus drun 1985. Pendidikan sekolah menengah perfma Penulis tempuh di

SMP

Negeri 40 Jakarta h i n g p lulus pada

tahun

1988, kemudian dilanjutkan ke SMA Negeri 35

Jakarta dan lulus pula tahun 199 1.

Pada tahun 1991 Penulis diterima di hstitut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan tahun 1992 dikrima sebagai maha- si swi Jurusan Budidaya Pertaniui dengan program studi Agronomi . Pada tahun

1996 Pmulis lulus menjadi Sarjane Pertanian dm pada tafiun 1997 melanjutkan pendidi kan Magister Sains pada program studi Pengelolm Sumberdaya Alam

dm Lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bagor. Pada tahun 1999 Penulis lulw menjadi Magister Sains dm pada tahun 1999 melanjutkan pendi-

dikan Doktor pada program studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascawjana hstitut Pertanim Bogor. Beasiswa pendidikan pascasarjma program Doktor diperoleh dai Yayasan Sumberdaya Manusia dalam ilmu Pengetahuan dan Teknologi

-

THE HABiSIE

CENTER.

Karya ilmiah berjudd "Kandungm

Hara

Makm Hasil Proses Penamlaan Anaembik Limbah Industri

N&

De C m dan Kotoran Sapi serta Pengaruhnya pada Tmaman Selada" dan "Pengaruh Pemberian Limbah Industri Nata

De

Coco dm Kotom Sapi Hasil Proses Pencemaan Anaerobik tehadap Siht Kjmia Tanah pada Tanaman Madam telah disajikan pada Seminar Nasiond VII Kimist ddam Pembangunan "Perkembangan Mutabir ddam Ilrnu

dm

Teknologi Kimia di hdonesia" yang

diselenggarakan

oleh Jaringan Kerjasama Kimia Indonesia (TASAKIAI) di Yogyakarta pada bulan Mei 2004. Sebuah artikel telah diter- bitkan dengan judul "Krmdungan Hara Malrro h i 1 Proses Pencemaan Anwrobik Limbah I n d u s ~

Natn

J e Cmo dm Kotoran Sapi sets Pengmhnya pada Tanaman Selada" p d a Jurnal Ilmiah Galruryoku X Nornor 2 Tahun. 2004.

Puji syuhr dipanjatkan kepada Allah SWT karena atas m h m a y a PenuEs dapat rnenyelesai kan penelitian ini

.

Tema yang dipilih adalah mengenai Penge- lolaan Limbah Padat Zndustri Kecil Nata De Coco Melalui Teknologi Produksi Gas Bio dan Pemanfaatannya sebagai Pupuk Organik Cair. PeneIitian tersebut diharapb a h dqat menghasilkan cara untuk mengurangi beban lingkungan yang disebabkan oleh pencemaran lirnbah padat mta de coco dm kotoran sapi. Disarnping itu, pemmfilatan limbah padat nafa de cwo dan kotoran sapi menjadi

gas bio &an menjadi sumber energi dtmatif dan pupuk y ang dihasiIkan h

dapat meninglcatkEul produksi pertanitin.

Penghargam dan ucapan terima kasih yang sebesar-besmya Penulis sam-

paikan kepada :

1 . Prof.

Dr.

Ir.

M. Sri Saeni,

MS,

Prof. Dr.

Ir.

Kooswardhono Mudikdjo, MSG, dan Prof. Dr. Ir. H.

M.

H.

Bintoro

Djmfiie, MAgr atas

saran

dan bimbingan yang telah diberikan.

2.

Prof.

Dr. Kamaruddin Abdullah,

MSA

dan Dr.

Ir.

Atih Sujati Herman, MSG

atas saran-- yang telah diberikan.

3. Yayasan Sumberdaya Manusia dalam flmu Pengetabuan dm Teknologi, THE HABIf3IE

CENTER

yang telah memberikan beasiswa

pendidikan

program Doktor.

4.

Abu,

Umi, Kak Fia, Abmg Agam, dan Kak Inong tercinta atas do'a

dm

do- rongm m o d yang diberikan.

5 . Ibu June Mellawati dm keluarga, Ibu LiIik Sulistyowati clan keluarga, Bapak Suparto (Pusat Penelitian dan Pe,~gembangan Tanah dan Agmklirnat, Bogor), ternan-teman di h t a n Keluarga Mahasiswa Paswrjana Aceh, dik-adik di

nEatrtn

Mahasiswa Tanah Rencong,

dm

berbagai pihak atas do'a, bantuan dan dukungan yang telah diberikan selarna ini

.

Semoga penelitian ini d q a t bermanfaat dm dapat dipergunakan sebagai- mana mestinya.

DAFTAR

IS1

...

DAFT AR TAB EL xi

... ...

DAFT AR GAMB AR ,. xiii

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang

...

1 ... ...

Perurnusan mas^&

...

2

Kemgka Pernibran

...

3

.

.

Tujuan Penellban

...

4

Hipotesis

...

.-

...

6

Manfaat Penelitian ... ., ... 6

...

TlElJAUAN

PUSTAKA

Definisi dm Batasan Industri Kecil

...

...

hbta De Coco

... ...

Kotoran Sapi

.-.

... Gas Bio

Proses Pembentukan Gas Bio ...

.

.

...

...

Gas Bio sebagai Energ Altematif

... Manfaat Gas Bio

...

Unsur

Ham

dalam Tanah dm Tanaman

...

Tanman Selada (Lacfirca wtiva

L.)

... Andi sis F h s i a l dm Kelayakm Investasi

... BAHAN DAN mTODE

W&u dan Tempat Percobaan ... ...

...

Bahm dm Alat

.

.

...

Lokasi Pengarnbilan Contoh

... Rancangan Percobaan

...

Produksi Gas Bio

Pemmfaatan Limbah Gas Bio untuk Pupuk Organi k ... ... Pelaksanaan Percotaan

...

Survd Industri Nata De Coco

... Pembuatan Gas Bio

...

f ersiapan Media Pemmrtian

... Persiapan Media Tanam

... Penanaman Tanaman Selada

... Peubah (Variabel) ymg Dianalisis

... Survai Lapang Pada Industri Kecil Nata De Coca

DAFTAR

TABEL

... 1 Sifat-sifat kimia air kelapa

... 2 Si fat-si fat fisika air kelapa

3 Rata-rata tahunan prduksi dm konsumsi limbah pedesasul di

...

desa Mandy akoppd

4 Si fat-siht kimia kotoran sapi

...

.

.

...

... 5 Komposisi gas b;o

...

6 Potensi limbah pertanian sebagai sumber energi

7 Konsentrasi maksimum yang diperbdehkan dari bahan-bahan

berbahaya pada p d u k s i gas bio

...

... 8 Nilai kalori gas bio dan b&an

bakar

utama lainnya

...

9 Kandunp zat gizi selada (ddam 100 g bahan kering)

...

1 I Peralatan produksi nata de cmo dan harganya

... 13 Jumlah bonus penjualan produk kernasan nafa & coco 61

...

14 Ehga jual produk nufu de coco 62 1 5

Suhu

Sahan b a h selma proses pembentukan gas bio ... 68 16 Derajat k e r n m a n (pH) bahan b a h selama proses pembentuh

...

...

gas bio

1

69

17 Produksi gas bia ... 71 ...

18 Komposisi gas bio 74

19 Coliform dalam bahan baku dan limbah gas bio ... 77 ...

22 Analisis tanah sebelum dm sesudah pedakum pada tanaman selade

.

23 Pengaruh pemberian limbah gas bio terhadap tinggi tanman

..,

. .

. . . .

. .

. .

24 P e n g a d pemberian limbah gas bio tehadap jumlah daun

...

25 Kandungan unsur hara makro d d m j wingan tanaman selada

. .

. . .

. .

. .

. . .

26 Kandungan unsur ham mikro dalam j aringan tanaman selada

. . .

.

. . .

.

.

27 Produksi tanaman selada

. . .

. .

. . . .

. . . .

.

. . .

. . . .

. . .

. .

. . .

. , , , , , .. ..

.

, . . .

. . . .

. .

. . .

. . .

. . .

.

-.

. . .

,

. -.

28 Andisis finansial budidaya tanaman selada organik dan selda

anorganik

...

. .

. . .

. . .

. . .

. . .

. . .

. .

,

. .

. . .

. .

. .

. . .

, . .

. . .

... .

.

, , . . .

. . . .

. .

. . .

...

. .

. . .

. . .. . ...

-..

29 Cashflow financial pembuatan gas bio dm produksi tanaman selada

DAFTAR GAMBAR

... 2 Proses p e m b u a ~ nulo de coco mentah 11

3 Potensi gas bio. kompos dan hara dari limbah yang diproduksi di desa Mandyakoppal ... 13 4 Pencerna anaembi k sistem kontinu ... 43

...

5 Proses pembuatan naia be coco 56

...

6 Pembuangan limbah p d a t naia h coco 64 7 Tanaman selada yank dipupuk dengm pupuk organi

k

dan pupuk

...

Hillaman

1 Kuisioner pada survai lapang industfi nafa de coco ... 123

2 Pedornan pengharkatan basil analisis tanah atau media

...

125

...

3 Perhitungan andisis finansial 125 ... 4 Sidik ragam analisis data suhu pada pembentdcan gas bio 127

...

5 Sidik ragam andisis data pH pada pembentukan gas bio 127 ... 6 Sidik ragam analisis data produksi gas bio 128

...

7 Sidik ragam analisis colifonn pada bahan b h 128

...

8 Sidik ragam analisis coliform pada limbah gas bio 128 ... 9 Uji-t aliform ddam bahan b a h dm limb& gas bio pada T1 128 ... 10 Uji-t colifom dalam bahan balcu dan limbah gas bir, pada T2 129

...

1 1 Uji-t coliform dalam bahan baku dan limbah gas bio pada

T3

129 12 Uji-t colifom dalam bahan baku dan limbah gas bio p d a T4 ... 129

...

1 3 Sidik ragam analisis data unsur ham nitrogen 130 14 Sidikragammalisisdataunsurharafosfor ...

.

.

...

130

15 Sidikragamandisisdataunsurharakalium

...

.

.

...

130

16 Sidikragamandisisdataunsurhara~sium ... 131

... 1 7 Sidi k ragam analisis data unsur h m magnesium

.

.

....

131

18 Sidikragamandisisdataunsurharabelerang ... 131

19 Sidikragamm~alisisdahunsurharaC~organik ... 132

20 Sidikragammdisisdatauns~rharabesi ... 132

xv

...

23 Sidi

k

ragam audisis data unsur hara seng 133 ... 24 Sidik ragam malisis data unsur ham boron 133

25 Sidikmpandisisdatlringgit~amsnselada

...

134

...

Latar Belakang

Pengembangan Intlustri Kecil Menengah (IKM) diorientash kepada visi

agar nrenjela& t.hun 2020 dapat t-jud Indurtri Kecil Manengah yang berbasis ekonorni kenkyatan yang maj y kompetitif, mandiri dm berperan secara bermti sebagai basis dan salah satu motor penggerak bagi pengembangan sektor industri

m akeseluruhan. klisi pengembangan industri kecil rnenengah addah memper- I U ~ S penciptaan lapangan kerja melabi penciptaan dan pengembangan lapangan

benrsaha, meningkatkan pendapatm masyankat luas secara lebih merata, menye barkm kegiatan pembangunan dengan seoFmal mungkin rnenday~i.mkm

sum-

berdaya dalam negeri (indigeneous remwces) secara efisien dalam ran& panda- laman struktur industri atas prinsip pembaagunan berkelmjutan dan berwawasan

lingkungan, meningkatkan ekspor, serta menjdikan industri kecil menengah se-

bagai wahana bagi pelestarian dan pengembangan seni budaya bangs @eparte-

men Perindustrim clan Perciagangan

RI,

2002).

Industri kecil mtu

de

coco sebagai salah satu dari kegiatan agroindustri

memiliki prospek yang baik dimasa yang a h datang. Pengembangan industri kecil, seperti industri kecil nuta de cow, selain meningkatkan produksi nutu &

coco juga dapat meningkatkan hsil sunping yang berupa limbah nula de coco. Hal tersebut sesuai dengan pemyataan Keating (19%) yang menyatakan bahwa

2

perencanam yang baik untuk mernpei-kecil produksi limbah dan menjamin

bahwa

limbah dipakai ulang, didaur ulang dm dikumpulkan serta diolah dengan amrm,

Industri kecil mta lie coco yang umumnya terdapat di daerah pemukiman, menghasilkan limbah yang belum dikelola dengan baik. Limbah yang dihasilkan terdiri atas limbah padat

dm

limbah cair. Jenis limbah yang dihilkan oleh in- dustri kecil rub & coco yang menjadi msdah bagi lingkungan adalsb limbah padat natu & coco. Belum dikelolanya limbah padat naf4 ak coco menimbulkan masalah bagi lingkungan di sekitarnya, seperti bau yang dapat menggmggu ling- kungan sekitarnya dan pencemaran air. Oleh h e m itu perlu diiakukan pengelo- laan dan pemanfaatan limbah padat tlutu de coco dengan baik untuk mengurarrgi pencemaran linglrungan, Salah satu upaya untuk penanggulangan m a d a h pence-

maran lingkungan oleh limbah padat mfa & coco adalah dengm memanfaat- kannya menjadi gas bio dan pupuk or&.

Pengolahan limbah poldat nula

de

coco dengan menggumh penceman anaerobik selain dihasilkan gas bio juga dihasilkan limbah gas bio yang dapat di- manfaatkan sebagai pupuk orgrmik. P a n a h t a n limbah padat nata de coco seba- gai gas bio diharapkan

akan

dapat menjadi energi altermtif terbaharukm yang ra- mah lingkungan dan pemdhatan limbah padolt nara de coco sebagai pupuk or- ganik diharapkan dapat dimanfaath sebagai altematif pengganti penggunaan pu-

puk organik pada lahan pertanian.

Perurnusan Masalah

umumnya terletak di daerah pemukiman telah menimbulkan protes dari masya- rakat sekitar lokasi industri tersebut. Hd tersebut disebabkan oleh masalah lim- bah padat nuta & coco yang tidak ditangani dengan baik, sehingga banyak indus-

tri kecil nda lie coco yang tutup atau pindah lokasi. Kondisi tersebut menun- jukkan bahwa masalah limbah padat tsata & coco perlu mendapat perhatian dan ditangani dengan baik.

Sementara itu unt* kebutuhan energi dan pertanian dapat memanfaatkan limbah padat natu de coco tersebut. Hal tersebut bermti terjadi proses daur ulang

untuk sumber energi alternatif (gas bio), menghasilkan pupuk organik untuk me-

ningkatkan perturnbuhan dan produksi tanman pertanian yang aman bagi m-

nusia dm lingkungan, Pemanfaatan limbah padat nata uk coco sebagai energi altemati f yang terbahrukan (gas bio) dan pupuk organik cair dihmpkan &an da- pat mengurangi pencemaran lingkungan.

Kerangka Pemikimn

Peningkatan jumlah penduduk dan kegiatan agroindustri (industri kecil nata

& coco) berarti juga meningkatkan limbah yang dihasilkan. Limbah padat mta

de cum tersebut apabila tidak dikelola atau dimanfaath~ dengan baik akan dapat menunrnkan halitas lingkungan, terutama lingkungan perairan, sumber bibit penyakit, dan dapat berdampak kepada kesehatan manusia. Uatuk mengurangi dampak negatif dari limbah padat na& de e m , maka d i l h k a n proses daur ule.ng

untuk memanfaatkan limbah padat nata & cmo. Cara yang digunakan untuk me-

nangani limbah padat nab de coco addah dengan mengolah limbah padat natu &

Untuk kelangsungan hidupnya, manusia membutuhkan energi dan pangan. Limbah padat nuta de coco dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan gas bio se-

bagai sumber energi atternatif dan limbah dari proses pe~nbuatan gas bio dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik untuk rneningkatkan produksi tanaman yang aman bagi manusia dan lingkungan (Gambar 1).

Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui penanganan limbah mfa & coco oleh industri kecil de coco.

2. Untuk memanfaatkan limbah padat nnla uk coco sebagai penghasil gas bio

dm pupuk organik cair.

3 . Untuk mengetahui banyaknya gas bio yang diperoleh dari proses pencernaan anaerobik dari limbah padat m a & coca

4. Untuk mempelajari pengmh proses pencemaan ernaerobik dari limbah padat

nala & coco terhadap kandungan unsur-unsur bra dan bakteri coliform da- lam limbah hasil pencemaan anaerobik.

5 . Mengetahui banyaknya pemberian pupuk cair h i 1 pencemaan anaerobik yang dapat meningkatkan produksi tanaman selada.

[image:20.569.80.479.84.700.2]

Gambar 1. Kerangka pemikiran pendekatan rnasalah.

+

Manusia

,

Industri kecil mfa dk cmo

1

Limbah Produk nata de coco - b

~~1

Padat

7

1

Dampak negatif :

-

bau

-

pencemaran lingkungan

-

sumber penyakit

-

kesehatan masyarakat

v

Pencemaan anaerobik

.

t

1

G a s bio Limbah

'I T

Energi Pup& organik cair

(memasak) -

Produksi tanaman selada

6

Hipotesis

1. Limbah padat nata de coco setelah melalui proses pencernaan anaerobik dapat menghasilkan gas bio yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan ba- han bakar, khususnya memasak.

2. Prrpuk cair hsil pencernaan anaerobik limbah padat nata

dk coco

baik dan aman untuk dimnfaatkan sebagai pupuk organik pada tanaman selada.

3. Pemnfaatan limbah padat nafa de coco sebagai penghasil gas bio dan pupuk organik a i r dapat memberikan manfaat seam ekonomis dm ekologis.

Manfaat Pentlitian

1. Menciptakan sanitasi tingkungan yang baik.

2. Mencegah terjadinya pencemaran lingkungan akibat limbah padat nab &

cow melalui pencemaan anaerobik yang menghasilkan energi yang berguna bagi kehidupan manusia.

Definisi dan Batasan lndustri Keca

Xndustri kecil tergolong dalam batasan usaha kecil menurut Undang-undang Nomor 9 Tahun 1995 tentang Usaha Kecil. Berdasarkan Undang-undang Nomor 9 Tahun 1995 industri kecil didefinisikan sebagai kegiatam ekonomi rakyrrt yang berskala kecil dan memenuhi kriteria kekayaan bersih atau hasil penjualan tahun-

an serta kepemilikan sebagairnana diatur dalam Undang-undang tersebut. Kriteria industri kecil berdasarkan Undang-undang Nomor 9 Tahun 1995 adalah @irek- torat Jenderal Pernbinmn Pengusaha Kecil, 1 998) :

1. Memiliki kekayaan bersih paling banyak Rp. 200 000 000,- (dua ratus juta ru- piah), tidak termasuk tanah dan bangunan tempat usaha; atau

2. Memiliki hasil penjualan tahunrrn paling banyak Rp. 1 000 000 003,- (satu

milyar rupiah);

3. MiIik warga negara Indonesia;

4. Berdiri sendiri, bukan merupakan an& perusahaan atau cabang perusahan yang dimiliki, dikuasai, a m berafiliasi baik tangsung maupun tidak langsung dengan usaha menengah atau usaha besar;

5 . Bdentuk usaha orang perseorangan, badan usah yang tidak berbadan hu- kum, atau badan usaha yang berbadan hukum, termasuk koperasi.

8

Nata De Cmo

Natu adalrth nama yang berasal dari Filipina untuk menyebut suatu per- tumbuhan menyerupai gel yang terapung pada permukaan medium yang mengan-

dung gula clan asam yang dihasilkan oleh n?ikroor@sme Acetobacter xylinurn

(Brown). Istilah mta tersebut diturunkan dari kata latin "natare" yang berarti terapung (Collado, 1986). Naia merupalcan seluiosa bakteri yang mengandung air sekitar 98 persen dengan tekstur agak kenyal dan konsistensi yang tegar (Teodula

1 976, diam &/am Widia, 1984).

Produk m a dapat dibuat dari bahan-bahan scperti air kelapa, sari nenas dan sari buah laimya. Adanya pertolongan bakteri A. xylimrm (Brown), maka kompo-

nen gula yang terdapat di dalam substrat diuboth menjadi suatu bahm ymg me- nyerupai gel dan terbentuk di permukaan medium.

Produk

mta dinamai menurut bahan baku yang digunakan, seperti nuia de corn yang terbuat c h i sari buah ke- lapa. Pemmfaatsn air kelapa untuk membuat naia akan menghasilkan 0,3 kg ria& mentah per liter air keIapa yang digunakan (Lapuz et a/., 1967). Sifat-sifat kimia dan fisika air kelapa dapat dilihat pada Tabel I dm 2. Bahan penunjang lainnya

yaitu gula, asam asetat glasial dan starter. Gula yang biasa digudcan d l a h gula pasir dari olahan tebu dengan kadar sukrosa lebih dari 95 persen. Penggunaan

gula pasir bermutu rendah yang berwarna agak gelap menyebabkan timbulnya warna kecoklatan yang tidak disukai (Collado, 1986).

Menuru t Alaban ( 1 962)

fakt

or- fakt or yang berpengaru h pada pembuaian mta meliputi : sumber gula, suhu fermentasi, tingkat keasaman medium, lama fer- mentasi dm aktivitas bakteri. Proses-proses utama yang terlibat

&am

pembuatan

(d) penghilangan asam (deasidifikasi), dan (e) pengawetan. Setelah periode fer-

mentasi, mia yang dipanen kemudian dicuci dm dipotong-potong. Sdanjutnya

nah direndam selarna tiga hari dengan mengganti air rendaman setiap hari sampai bebas dari citra rasa asam, kemudian direbus selama 30 menit, Sesudah ditiriskan,

nata dicampur dengan satu bagian &la,

dibiarkan

semalam agar meresap, dan ke- esokan harinya dibotolkan dan disterilisasi. Proses per,~buatan mta Ile coco men-

tab disajikan pada Gambar 2.

Nara de coco merupakan produk yang sangat bermanfaat, baik sebagai pro-

duk makanan mrulpun sebagai produk non-makanan. Nata de coco sebagai pro-

duk

makanan sangat bermanfaat h e m nata & coco merupakan produk makanan

yang tinggi kandungan seratny a, baik untuk sistem penaman, rendah hlori, dan tidak mengandung kolesterol (Trade dan Environment Database, 2004). Jonas

(2004) juga menarnbahkan bahwa kandungan serat dalam m a & coco dapat mtmbantu pencernaan dan rnengurangi resiko terkena kanker ~ s u s . Pemanfaatan

natu de coco sebagai produk non-makanan menurut Piluharto (20M) a d a h peng- gunaan mta uk cozo sebagai membran untuk proses ultrafiltrasi. Radiman dan

Suendo (2002) juga menyatakan bahwa membran naia & wco berperan penting dalarn teknologi pemisahan di industri, yaitu pada teknik pemisahan membran, seperti osmosis bdik dm ultrafiltrasi. Produk mta & coca dapat juga diman- faatkm sebagai bahan baku dalam pembuatan kertas. Oleh karena itu peman-

Tabel 1.

Sifat-sifat

kimia air kelapa

Sumber : a) Tulecke eta!. (1 96 1); b) Sison (1977); c) Simatupang (198 1); d) Thampan (1982); e) Direktorat Gizi Departemen Keseh~tan

RI

(1988); f ) Sihombing (1 995); g) Priatno (1999)

Sifat-sifat kimia -

PIT

N i h kalori (kal~ri/gram)~ Kadar air (O%)'

Kadar Iernak

(%y

Kadar k b h i d r a t

(%It

Kadar abu

(%y

Kadar protein (%))'

Kaaar &I

(%y

Kadar

(%Ic

Auksin (mgn)'

1-3 Difenil urea (rnfl)" Sohito1 (mgll)' Myoinositol (mp/l)' Sikloinmitol (mgli)'

Asam askorbat (mgl 100 mllb Asam plutamat (% asam amino)b

Arginin (% asam Leusin (% asam amino)b Lysin (% asam aminolb Prolin (% asam amino)b

, Asam aspartat (% asam a m W h Tyrosio (% asam ami00)~ Alanin (% asam amino)% Histidin (% asam aminolb Fenil alanin(% asam amino)b Serin(% asam amino)b Sistein(% asam amino)b Asam nikotinat ($ml)*

Asam pentonat (Cl/ml)* Biotin (p/rnl)('

Ribflavin (p/ml)d

Asam fala! (dmtId m u m (mgllOO mi)*

Klor (mg/100 ml)d Natrium (mg1100

dld

.

Fosfor (mg1100 ml)d

Magnesium (mgl l OO ml)* Kalsium (mgll00 ml)d Sulfur (rng/lOO ml)* Besi

(md

100 ml)d Tembaga (mglI 00 ml)d

Nilai 4,27 - 6,17

17,400 92,700 0,090 6,970 0,450 0,170 1,770

0,lO - 0,38 0,070 5,805 15,000 0,O 10

0,050

2,2

-

3,7 14,500 12,750

-

4,180 4.5 10 4,120 3,600 2,830 2,410 2,050 1,230 0,9 10 1,170 0,640 0,520 0,020 [image:25.582.84.497.92.686.2]

Sumber : a) Gustiawan (1988)

b)

Nuraeni ( 1 994)

Sifat-sifat fisik Jumlab padatan terlanrt

(%I6

Bobot jenis (glml)'

Bobot air kehpa &ram)" Persen bobot air

(%I)'

Bobot daging buab (gram)"

Persen bobot daging buah (%)'

Bobot tdal kelapa (kg)'

Viskositas

1 liter

Nilai

-

4,140 1,022 721,430

18,370 35,0110 0,890

3,927

1,lO - 1,03

Penuangan ke baki fermentasi

1

Pendinginan

Fermentasi

(8

-

10 hwi)

Nata cle coco mentah

[image:26.580.79.486.80.728.2]

[image:28.588.90.497.71.427.2]

DAN i

Gambar 3. Potensi biogas, kompos dan h a dari limbah ymg diproduksi di desa

Mandyakoppal (Gowda et al., 1995).

P d a pengomposan secara konvensional, limbah organik didekomposisi pa- da suhu 60

-

70°C dan sebagian utama nitrogen &an hilang rnelalui penguapan,

sementara pada pencernaan anaerobik, limbah didekomposisi dalam sebuah ruang

tertutup pada suhu antara 25

-

35'C clan tidak terjadi penguapan amonia. Oleh ka- rena itu, jika seluruh kotoran hewan dilakuksn pencernaan anerobik, maka gas bio dapat diproduksi untuk menysdiakan 82% kebutuhan energi domestik pedesaan dan juga dapat menyediakan 3 - 4 kali lebih banyak nitrogen untuk tanaman (Gowda el al., 1995).

SaIah satu kotoran ternak yang dapat dimanfaatkm sebagai penghasil gas

i It

bio adalah kotoran sapi, Sifat-sifat kimia kotoran sapi dapat dilihat pada Tabel 4.

E j

1

y

AZt8w)

1

Pencemaan

Anaembilr

3

61 240 m3

i Gasbirr

j

+

i

j

i

1

3 0 6 ~ 1o6ldral Energi Kotor

168.4 x lo6 kkal

14

Kotoran sapi (sapi perah) masih mengmdung b a h n organik xta-rata sebesar 30% (Gaddie

drtn

Douglas, 1975). Bahan organik tersebut dapat diddeomposisi oleh mikroorganisme s e p d bakteri, fungi dan aktinomicetes yang terdapat pada ko-

toran sapi tersebut (Ham 1990;

Harada

ef a/., 1993). Bakteri-bdcteri yang terda- pat ddm kotoran tern& sapi, diantaranya : Escherichia coli (Castellani dm Chal- mers), CifrobucIer freun 'dii (Werkman dan Grillen), Psetuhmonas aeruginosa ( M g ~ l a ) ~ Aerornomr hy&ophila (Stanier), P ~ ~ u d o r n o m putrefmcienr (Migula),

Enlerobacter cloacae (Hormaeche dm Edwards), Profeus m o r g . (Hauser),

Salmonella spp (Lignieres), Ejlrerohcfer aerogenes (Hormaeche clan Edwards),

Jambacterium (Bergey, Harrison, Breed, Hammer dan Huntoon), P s ~ m o m s ,+Iuorescens (M~gula), dan Providencia aicaIIfasciem (Ewing) (Bergey et al.,

1984; Bawono, 1988).

Tabel 4. Sifat-sifat kimia kotoran sapi

Sumber : a) Armadi (2001)

b)

W ael al. (1993)

Sifat-sifat kimia pH'

N - t d (%)" P

(%la

K

(%)"

, Ca (%)a

Mp;

(%)'

-

C-organik

(%I)"

Kadar air

,

c/Nb

Gu

Bio

Proses Pembentukan Gas Bio

Pencernaan amerobik merupakan proses biodegradasi dengan menggunakan konsorsium bakteri alam untuk mengubah padatan organik yang terdapat dalam

[image:29.582.86.505.395.726.2]

limbah menjadi gas bio (Dugba dan Zhang, 1999). Menurut McCarty (1982) pen- c e m w r o b i k merupakan proses biologi yang meliputi interaksi-interaksi me-

tabolik yang kompleks dm melibatkan tiga gmp bakteri. Pertanaa, bakteti fer- mentasi menghidrolisis polimer-polimer substrat, seperti karbohidrat, lemak, dan protein menjadi bentuk yang lebih sederhana. Langkah kedua, bakteri asetogenik obligat yang memproduksi

Hz

mengoksidasi propionat, butirat dan asam-asarn lemdc rantai panjang menjadi asetat, COz dan

Hz.

Akhirnya bakteri metanogen memanfaatkm asetat dm

Hz

untuk memproduksi metana.

Gas bio merupakan campuran berbagai macam gas, seperti metana, karbon- dioksida, hidrogen sulfida dan beberapa gas lainnya yang dihasilkan dari fermen-

tasi anrrerobi bahan organik seperti kotorm hewan dan tinja, daun, rumput, dan limbah industri (Tabel 5). Berbagai limbah pertanian yang dapat dimanfaatkan sebrrgai sumber energi dapat dilihat pada Tabel 6. Pencema-pencema konven-

sional yang digunakan untuk mengolah limbah ternak meliputi sistem kontinu dan sistem curah (Varel el al., 1977; Rorick et at., 1980; HiHs dan Mehlschan, 1984; Lo ei al., 1984, 1985; Wohlt el al., 1990).

Tabel 5 . Komposisi gas bio Komposisi

Metana

(YO)

Karbon dioksida (%) Karbon monoksida (%) Hidrogen (%)

Nitrogen (%) Oksigen (%)

, Lainnya (%)

Nilai

54,O

-

70,O 27,O

-

43,O

0,1

1,O

-

10,O

16

Tabel 6. Potensi limbah pertanian sebagai sumber energi

Sumber : a) Budiono (2003)

b) Direktorat Energi

Bam

Terbaharukan dan Konservasi Energi (2003)

Proses

ferrnentasi untuk pembuatan metana dari bahan selulosa dengan ban-

tuan mikroorganisme yang termasuk dalam genus Methanobacterium, Methano- bacillus, Methanococcus, dm Methanosolrcina (Price dan C heremisinoff, 198 1 ;

Poterksi kalor

(juta GJ/tahun)

496,O

-

1 1,0 10,6 179,O 1 S,7 16,O 78,O

67,O Jenis limbah

Perernajaan kebun kareta Sisa lopginga

Limbah industri penaergajian kayu a Sekam padia

Tempumnp; kelapaa

Limbah plywood dm kayu lapisb Limbah tebu

Limbah kelapa sawit (tandan buah kosong) b

Saeni, 1989), mempakan proses kimia dan biologi ymg kompleks yang meliputi dua tahap utama, yaitu (Mazumdar, 1982) :

1. Bakteri memecah kompleks bahan-bahan organik, seperti karbohidrat dan molekul-molekul rantai, protein dan lemak. Produk-produk hasil penguraian

Produksi

(juta todtahun) 3 1 $0

1,15 1,10 14,30 1,lO 1,50 10,OO 3,40

asam asetat, asam laktat,

asam

propionat,

asam

butanoat, metand, etano1 dan butmol berupa karbon dioksida, hidrogen, H2S dm bahan-bahan anorganik

lainnya. Pada tahap ini rnikroorganisme u t a m rnerupakan pemecah polimer, lemak, protei~ dan reaksi utama adalah polimer-polirner fementasi asam bu-

tanoat.

[image:31.582.88.503.93.301.2]

melalui reaksi dari

(C6HloOs)n + f i O

-

3

nC&

+

3 nC&

+

kalor bakteri metana

Proses fermentasi metam (Mazumdar, 1982; Paturay 1982) :

1. Penguraian asam menjadi metam

~ C ~ H T C O O H

+

2Hz0

-

5CH4

+

3CO2

2. Oksidasi etanol oleh COz menghasilkan metam dan asarn asetat

2CH3C&OH

+

C&

-

2CHlCOOH

+

C h

3. Reduksi dengan hidrogen dari karbon dioksida untuk menghasilkan metana

CH3COOH

+

2H20

-

2C02 + 4H2 COz + 4Ha

-

C& + 2H20

Faktor-Wtor yang mempengaruhi produksi gas bio adalah :

1. _{Tid& mernbutuhkan udara (proses} anaerobi)

Penguraian bahan- bahan organik secara aerobi

k

a l m menghasilkan C02 dan secara anaerobil. akan menghasilkan metana. Hal terse~ut menjadi penting

untuk memiliki lubang yang kedap udara dan kedap air (Mazumdar, 1982).

2. Suhu

Pertumbuhan bakteri anaerobik yang bekeja pa& fermentmi metana di-

pengaruhi oleh suhu sekitmya. Suhu yang baik -untuk bekerjany a bakteri anaerob berkisar antsra 5

-

55°C. Suhu optimum yang dibutuhkan oleh mi-

3. Derajat kemasaman (pH)

Mikroorganisme mernbutuhkan kondisi lingkungan yang netrai sampai basa.

Derajat kemasaman (pH) y ang ideal berkisar antam 6,O

-

8,O (Harahap ef u2-,

1978; Mazurndar, 1982; Basuki, 1989).

4. K~ndungan bahan kering

Kandungan bahan kering dari bahan sekitru 7

-

9% (Harahap el al., 1978; Mazumdar, 1982). Menurut Tjahjono (1 98 1) kmdungm berbagai macam ba-

han kering kotoran adaiah : tinja ll%, kotoran sapi 18%, kotoran babi ll%,

dan kotoran ayam 25%. Jadi untuk kotoran sapi agar mendapatkan kan-

dungan bahan kering 7

-

9%, rnaka perbsndingan antara kotoran hewan dar: air 1 : 1, sedangkan untuk kotoran ayam 1 : 2.

5. h s i o C/N

Perbandingan antara karbon dm nitrogen antara 25 hingga 30. Pertrandingan

CM berbeda untuk setiap bahan (Mazumdar, 1982).

6 . Kandungm air

Kandlrngan air sebesar 90% dari total bobot bahm. Apabila terlalu tinggi kandungan air bahan, maka laju produksi gas bio per volume unit akan tidak terjadi dan menghambat penggunaan yang optimum dari pencerna, sedangkan apabiia kandungan air terlalu kecil, maka asam asetat

akan

terakumulasi, menghambat proses ferrnentasi (Mammdar, 1982).

7. Kandungm bahan-bahan organik

Bahan-bahan yang banyak mengandung selulosa dm I~emisel~i~oua mempro-

Lignin tidak mernberikan kontribusi untuk menghasilkan gas (Mazumdar,

1982). Komponen gas tergantung pada jenir bahan m a s u b yaitu untuk substrat berkadar protein dan lemak relatif tinggi cenderung menghasil kan gas bakar berkadar metana tinggi pula (Gismailina

dsn

Hartoyo, 1988).

8. Nutrisi tambahan

Pada kotoran sapi yang mengandung semua nutrisi yans dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk menghasilkan metma, rnakrt tidak dibutuhkan nutrisi tambahan (Mazumdar, 1982).

9. Periode reaksi

Pada kondisi yang optimum dihasilkan gas sebanyak EO - 90% dalam periode 3- 4 nlinggu. Ukuran tangki fermentasi disesuaih dengan lamanya reaksi W m d a r , 1982).

10. Pengadukan

Pengadukan antara campuran bahan isian pencerna sangat diperlukan untuk menghomogenkan campuran bahan isian dengan mikroorganisme dan mence-

gah terjadinya bahan-bahan yang rnengapung di permukaan (Basuki, 1989).

1 1 . Bahan starter

Untuk memperrkpat proses fermentasi amerobik diperlukan bahan yang me- ngandung bakteri metana. Rahan starter tersebut dapat berupa lun~pur aktif,

12. Bahan-bahan berbahaya

Beberapa macam zat toksik yang tercampur dalam isian pencerna dapat me- matikan bakteri anaerob, misalnya antibiotik, air sabun dm pestisida (Basuki,

1 989). Mikroorganisme yang membantu menghrtsilkan gas bio dapat ter- ganggu hidupnya atau mati aleh bahan-bahan berbahaya yang terdapat dalam bahan

b h

untuk memproduksi gas bio (Tabel 7).

Tabel 7. Konsentrasi maksimum yang diperbolehkan dsvi bahan-bahan berbahaya pada produicsi gas bio

Sumber : a) Mazumdar (1 982)

b)

Price clan Cheremisinoff (1981)

Parameter sulfat ( ~ 0 4 ~ 3 "

NaCIa

Sianida (CN')" Amonia ( M I 3 1 B

Natriurn Kalium

(K)"

b l s i u m (Ca)a

Msgnesium

(MR)

I

Krom (Cr) Illb Tembaga Nkel (Ni)b Kadmium (cd16 Timah I P ~ ) ~

Seng (2nlb

G u Bio sebagai Energi Alternatif

Pembangunan sektor energi dalam Rencana Pembangunan Jangka Panj ang

T h p Kedua diarahkan untuk rnencapai kemandirian dalarn pemanfant an energi. Sementara itu tujuan utama dari penbangunan Indonesia adalah llntuk mening- katkan kesejahteram masyarakat. Oleh karena itu, tujuan tersebut dapat dicapai antara lain melalui jaminan ketersediaan energi untuk penggunaan domestik, per- baikan kualitas pelayanan, jaminan kelangsungan j angka panj ang dari per sediaan

Konsentrasi maksimum 5 pll

40 gA

< 25 mgll 1 500

-

3 000 mg/l

3 5 0 0 - 5 500mg4 - 2500-4 500mgA

2 500

-

4 500 myjl 1 000

-

1 500 mgtl

260 ma/l 70 mMl 30 mgli

> 20 mg/l > 340 mp/l

[image:35.578.84.501.269.583.2]

energi, serta pemelihaan dan konservasi kualitas lingkungan. Untuk itu, strategi

haruslah menfokushn pada pemelihataan sumber-sumber energi, diversi fikasi pengguman energi, pengembangan penggunaan energi yang lebih efisien clan ra- sional, seita pengembangan dm peningkatan penggunaan sumber-amber energi

yang terbaharukan. Pengembangan energi hsruslah seldu sejalan dengan strategi pemelihwaan Iingkungan (Kantor Menteri Negara Lingkungan Hidup, 1997).

Pertumbuhan konsumsi energi utama selama periode Pembangunan Jangka Panjang Tahap Pertama rata-rata 9,596 per tahun, dan diperkirakan akan terus berlangsung dalam Pembangunan Jangka Panjang Tahap Kedua (Verdote, 1993).

Oleh karena itu perlu dikembangkan suatu energi altematif yang terbahanrkan. Berbagai penelitian memperlihatkan bahwa limb& orgariik, terutama di pe- desaan atau di pemukiman, merupakan sumber bahan bakw ahernatif yang bersih dan dapat diperbabarui untuk menghasilkan energi, yang dapat menggantikm ke- tergantungan terhadap bahan bakar fosil di masa yang akan datang (ahattacharya,

1983). Biokonversi dari limbah organik, seperti sisa-sisa tanaman, sampah, kotor- an ternak dan tinja, dapat digunakan sebagai bahan bakar (Jain, 1993). Gronbeck ( 1 994) dar. Council of Great Lakes Governors (200 1) juga menyatakan bahwa ba- han organik seperti limbah kota, kotoran temak, tinja, sisa-sisa tanaman atau prod&-produk pertanian dapat diubah menjadi bahan bakar yang berharga untuk

sumber panas, list* industri, trmsportasi dan rumah tangga. Untuk mendukung ha1 tersebut, maka dilakukan studi terhadap limbah yang &pat dimanfaatkan un- tuk mernproduksi gas bio dan pupuk dari lumpur yang dihasilkan (Bhatnagar el

22

Gas bio menghasilkan energi untuk bahan bakar bagi keperluan mema* penerangan, industri m h n , pembakaran internal mesin, mesin pengolah ma- kanan, peralatan pengolahan daging, sistem pendingin, dan generator listrik @a- noesasmita el al., 1986; Obias, 1988). Niiai kalori yang dihasilkan oleh gas bio dm bahan bakar lainnya disajikan pada Tabel 8.

Tabel 8. Nilai kalori gas bio dm bahan bakar utma lainnya

Sumber : a) Mazumdar (1982)

b)

Wagenaar el al. (2000)

Gas bio rnerupakan bahan bakar yang dapat menggantikan minyak diesel, bensin, kayu bakar atau arang kayu. Sebagai perbandingan untuk 1 m3 gas bio setara dengan 0,4 kg minyak diesel, 0,6 kg bensin dan 0,s kg arang kayu. Setiap

kubik gas bio dapat digunakan untuk keperluan : (1) menjalankan mesin 1

PK

se-

lama 2 jam, (2) menghasilkan listrik 1,25

kwh,

(3) menyalakan kompor gas

untuk mas& tiga kali sehari bagi satu keluarga dengan jumlah anggota keluarga 5 orang, (4) menyalakan lampu setingkat dengan bola lampu 60 watt selama 6 jam, (5) menjalankan kulkas berkapasitas satu kubik selama 1 jam, dan ( 6 ) menja-

lankan mesin tetas berkapasitas 1 kubik selama setengah jam (Setiawan, 1 998).

Bahan Bakar

Gas bio' Listrip Minyak tanah' Aranga Kayu b a k d

Butanaa Kotoran sapia

Bio

oilb

Satuan m ' k w h Liter

Kg

Kg

Kg Kg rn3 Nilai kalori MJ

20,O

-

3,6 38,O 29,O 20,O 46,O 8,s 20 000,O

kkal

4 700 860

9 100 6 900 4 700 10 900

2 100

[image:37.580.101.503.226.447.2]

Manfaat Gas Bio

Proses produksi gas bio dengan mengguruhn pencem biologis merupak'n

sebuah

cara

yang sangat mengunhrngkan k e n a mampu memnfaatkan alam tanpa merusaknya, sehingga siklus ekologis tetap te jaga. Manfaat yang paling

besar dari penggunaan pencerna biologis dalah menghasilkan pupuk alami untuk

tanaman secara teratm dan berkelanjutan (Smse, 1992).

Manfaat yang diperoleh dari penerapan teknologi tepat gum gas bio, yaitu :

( 1) pemanfaatan limbah dapat mengurangi efek negatif bagi penduduk, seperti mengurangi pencemaran air dan pencemaran udara (bau), mencegah suburnya bibit penyakit dan mencegah terganggunya keseirnbangan lingkungan hidup; (2) pemanfaatm produksi energi gas bio untuk keperluan rumah tangga, seperti untuk memasak dan lampu penerangan; serta (3) pemanfaatan limbah gas bio untuk meningkatkan produksi pertanian, p e t e r d m dan perikanan. Hal terscbut karena limbah gas bio merupakan pupuk organ& yang siap pakai unttlk memupuk ber- bagai ienis tanaman, dapat digunakan sebagai pengganti campuran mkanan ter- nak, serta dapat juga dipakai sebagai p&an ikan di kolam perikanan (Darminto, 1984). Dimping itu pemanfaatan limbah melalui proses pencemaan anaerobik memberi keuntungan bagi lingkurigan meldui empat cara, yaitu : ( I ) kandungan

patogen &lam limban akan dapat dikurangi; (2) dihasilkan energi y ang dapat di- perbahwi (gas bio); (3) dihasilkan berbagai produk limbah organik dari sisa pro-

ses pencernaan anaerobik (Moen dan Metz, 1993); dan (4) mengontrol bau yang

dihasilkan limbah (Zhang ef a/., 1990; WiIkie ef a]., 1995).

24

digunakan lebih efisien, (2) sisa dari hasil fermentasi dapat digunalcan sebagai

pupuk, (3) mereduksi tinja ymg mengandung bakteri patogen, sehingga dengan demikian a h rnemelihara kesehatan masyarakat, dan (4) niereduksi penyakit

tanaman dari sisa hasil panen pada suatu tahun ke hasil tahun berikutnya (Anonim, 1981).

Limbah bsil sisa pencernaan anaerobik dapat digumkan untuk pupuk ta- naman dan hasi lnya lebih bai k daripada pupuk kompos. Dalam proses fermentasi anaerobik, 99% kandungan nitrogen dalam bahan organik masih tersimpan di da- lam limbah gas bio dm hanya 1% yang hilang dalam bentuk gas, sehingga limbah dari pencerna anaerobik dapat dimanfaatkan untuk pupuk pertanian, kultur ikan, kultur 'hlorelfu sp., dan bahan makanan protein tinggi untuk tarnbahan makanan ternak (Basuki, 1989). Pada sistem aquakultur dengan pemberian pupuk organik pada kolam dapat meningkatkan pertumbuhan plankton dan ganggang, sehingga merupakan media yrtng subur untuk pemeliharaan ikan (Dugan d a]., 1972, diucu &lam Sarjana ei al., 1994; Balasubramanian dan Bai, 1994) dan meningkatkan pertumbuhan organisme palcan bagi ikan (Subow, 1992), sehingga pupuk organik

dari

limbah gas bio yang digunakan pada budidaya ikan dapat menjadi subsitusi

pakan ikan dan pupuk yang mahal (Jhingran dan S h a m , 1980; Degani er al., 1982; Brotowidjoya el al., 1995; Balasubramanian dan Bai, 1996). Bahan organik yang terlarut ddam air dapat menjadi sumber nutrisi yang dapat mempengaruhi

perkembangan awal larva ikan (Yuhana, 1993).

Manfaat lainnya yang dapat dirasakan oleh pendudtlk yang memanfaatkan

1. Dapat meningkatkan pendapatan penduduk kuena dapat mengurangi anggaran pengeluaran rumah tanggany a, y aitu pengelurnan untuk mernbeli b a n bakar minyak tanah atau kayu bakar untuk rnemsak dan lampu penerangm kolrena kebutuhan bahan bakar sudah &pat dicukrupi oleh produk gas bio yang di- miliki.

2. Dapat merlingkatkan pendapatan penduduk dari hasil pertaniarl dan perikanan karma unit instalasi gas bio juga menghasilkan limbah yang bermanfaat seba- gai pupuk organik.

3. Dapat meningkatkan pendapatan penduduk hens berbagai penghematan yang diperoleh, yaitu penghematan pengadaan pupuk, menghemt energi, menghemat pengelu aran biaya kesehatan, kareca lingkungan sekitar kediaman menjadi lebih sehat .

4. Dapat meningkatkan pendapatan ibu-ibu rumah tangga tani karena penggu- naan energi gas bio lebih cepat dan lcbih ringan kerjanya, sehingga dapat me-

manfaatkan waktunya untuk berbagai kegiatan yang pmduktif.

Dampak positif b a ~ i penduduk yang menggunakan energi gas bio jika di- lihat dari aspek sosid adalah :

1 . Dapat mengatasi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh limbah manu- sia, sehingga penduduk mampu memperbaiki dm meningkatkan kesehatan ru- mah tangga dan lingkungan.

2. Dapat meringankan beban kerja ibu-ibu rumah tangga di dapur dan dapat menghemat waktu msak, sehingga dapat mengikuti berbagai kegiatan di ling-

3. Dapat mengurangi penyakit mata yang sering diderita ibu-ibu dan anak-anak kecil yang sering dibawa ke dapur pada saat memadc rnenggunakan b a h n bakar kayu yang mengeluarkan asap dapur.

4. Dapat mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar drui kay~ dm bahan

b hfosil, seingga menjaga kelestarhn sumberday~ slam dan lingkungan.

Unsur Ham dalam Tanah dan Tanaman Nitrogen

(N)

Sumber nitrogen adalah bahan organik sisa tumbuhan dan hewan, serta hasil fiksasi nitrogen bebas dari udara oleh bakteri-bakteri Rhiwbiurr yang terdapat da- lam bintil akar tanaman kacang-kacangan (leguminosae). Nitrogen diambil oleh

tanaman dalarn bentuk ion Nfi* atau N 0 i . Peran nitrogen ddam pertumbuhan tanaman adalah : (1) merangsang pertumbuhan vegetatif, yaitu mcnambah tinggi

t a m a n dan merangsang tumbuhr~ya anakan; (2) membuat tanaman menjadi lebih hijau karma banyak mengandung klorofil y ang penting dalarn fotoistesis; dan (3)

merupakan bahan penyusun klorofil daun, protein dan lemak (Setyamidjaja, 1986). Nitrogen bergerak dalam tubuh tanaman, yaitu nitrogen berpindah ke ja- ringan muda, sehingga defisiensi pertma kali tarnpak pada daun-daun yang lebih

tua. Defisiensi nitrogen mengganggu proses pertumb~~han dan rnenycbabkan ta-

naman kerdil, menguning dan berkurang produksiny a (Gardner ef aL, 1 99 i ).

Fosfor (P)

Sumber fosfor dalam tanah adalah bahan organik dan mineral (batuan) fos-

dalam pupuk dan larut ddam air adalah C ~ ( H Z P O ~ ) ~ (Setyamidjaja, 1986; Saeni,

1989). Fosfor merupakan komponen struktural dari sejumlah senyawa penting; molekul pentransfer energi ADP (adenosine difosfat) dan ATP (adenosi~le trifos-

fat), NAD, NADPH, datl senyawa sistem informasi genetik DNA dan RNA.

Fosfor juga merupdm bahan penyusun fosfolipid seperti lesitin dm kolin yang memegang peranan penting dalam hal integritas mcmbran (Gmdner ef aL , 199 1).

Peranan fosfor dalam pertumbuhan tanaman adalah : (1) memacu pettumbuhan akar dan pembentukm sistem perakaran yang baik dari benih dan tanaman muda; (2) mempercepat pembungaan dan pernasakan buah, biji atau gabah; (3) memper- besar persentase pembentukm bunga menjadi buah atau biji: dan (4) sebagai ba-

han penyusun inti sel, lemak dan protein (Setyamidjaja, 1986). Defisiensi fosfor menyebabkm bun menjadi berwarna hijau gelap atau hijau kebiru-biruan. Fosfor

bergerak dan diretribusikan dari jaringan tua ke jaringan rnuda, sehingga gejala defisiensi pertama kali ditunjukkan oleh daun-daun tua (Gardner et al., 1991).

Kalium (K)

Sumber kalium dalam tanah adaIah mineral ortoklas (KAISi30e), leucit (KAl(Si03)2), muskovit W A h ( S i 0 4 ) 3 ) dan bioti t

(HK)z(MgFe)&4lFe)z

Si40 12.

Kalium diarnbil ofch tanaman dalam bentuk ion

K+

(Setyamidjaja, 1986). Kalium memiliki peran penting dalam fisiologis tanaman, seperti : (1) metabolisrne kar-

28

(Leiwakabessy, 1 988); (8) membantu memelihara potensial osmosls dm peng- mbilan air; (9) berperan penting dalam fotosintesis h e n a m a langsl~ng me-

ninghtkan partumbuhan dan indeks luas daun; (1 0) meningkatkan asirnilasi COz;

dan (1 1) meningkatkan translokasi hasil fotosintesis keluar daun (Gardner el al., 1991). Kalium juga merupdcm ham spesifik yang penting ddam perkembangan

j aringan y ang meliput i asidi fi kasi (ac~diftcarion) dinding sel, perpanjangan din- ding sel dm pengaturan osmotik (Lindhauer, 1989). Defisiensi kalium yang parah

rnenyebabkan bintik nekrotik kecil antara urat daun denpn pucuk dnn tepi daun y ang terbakar pada daun-daun yang lebih tua pada

bany

ak

spesies (Gudner et a/.,

199 1).

Kalsium (Cr)

Sumber kalsium dalam tanah adalah mineral augit, hiperstin, hornblende dan kalsit (CaC03). Kdsium diambil oleh tanamall dalam bentuk ion

ca2'.

Perm kal- sium dalam tanaman adalah : (1) merangsang pembentukm bulu-bulu akar; (2)

mengeraskan jerami dan bagian kayu tanaman; (3) merangsang pembcntukan biji- bijian (Setyamidjaja, 1986). Kalsium dalam bentuk Ca-pektat merupakan penyu- sun dinding sel, terutama sebagai zat perekat. Kalsiurn juga ditemukan dalam bentuk Ca-oksalat dan Ca-karbonat dalam vakuola. Garam-garan! tersebut diper-

Sumber magnesium dalam tanah addah mineral-mineral biotit, Idorit, d l -

bol (Ca(MgFe)2Si4OI2), . dan dolomit (CaC03-MgC03). Magnesium diambil oleh

tanaman dalam bentuk ion (Setyamidjaja, 1986). Pdagnesium merupakan pusat molekul klorofil y ang m e r u p h n kelat-Mg dalam kloroplas. Magnesium juga membentuk kelat dengan

ADP,

ATP dan asam-asam organik. Magnesium merupakan kofaktor untuk banyak enzim yang mengaktifkan fosforilasi dalam glikolisis dan dalm daur asam trikarboksilat. Definiensi magnesium umumya sebagai klorosis antara urat daun pada dun-daun tua dm kemudian pada daun-

daun yang lebih muda, serta menyebabkan nekrosis daun dan fase reproduksi ter- tunda (Gardner uf a!.

,

1 99 1 ).

Belerang (S)

Sumber belerang dalam tanah adalah mineral gips (CaSOd), barit (BaS04)

dan pirit (FeS2). Belerang diambil oleh tanaman cMam bentuk ion $0: (Setya-

midjaja, 1986). Belerang memiliki peranan penting U a n ~ tanaman, seperti : (I) terlibat dalam pembentukan ikatan berenergi rendah dan sintesis protein; (2) pe- nyusun asam amino sistin, sistein dan metionin; (3) mengaktifkan enzim pro- teoUtik tertentu; dan (4) penyusun koenzim A, glutation dan vitamin-vitamin ter-

t entu. Di fisiensi belerang menyebabkan pertumbu han kerdil, tanamar. menguning

dan bat angnya kurus (Gardner et al., 1 99 1).

Besi

(Fe)

30

1986). Paman besi dalam tamman adalah : (1) penyusun enzirn-enzim pada transport elektron, misalny a sitokrom dm feredoksin yang aktif dalam fotosintesis dan &lam respirasi mitokondria; (2) penyusun enzim-enzim katdase clan perok-

sidase yang mengkatalisis pembongkaran

H2&

menjadi H20 dm

a,

sehingga mencegah keracunan

HzOz;

(3) bersama dengan Mo merupakan unsur penyusun

enzim-enzim nitrit dan nitrat reduktase dan enzim fiksasi

Nz

nitrogenase. Defi- siensi besi menyebabkan berkurangnya jumlah dan uhran kloroplas {Wdner el

a/., 1991).

Mangan (Mn)

Sumber mangan dalam tanah adalah mineral pirohlsit (MnOz) dan braunit

(MnSiq). Mangan diambil oleh tanaman dalam bentuk ion hIn2' (Setyamidjaja,

1986). Peranan rnangan dalam tanaman adalah : (1) pengaktif beberapa enzim, terutama enzim-enzim yang terlibat dalam sintesis asam lernak dm sintesis nu-

kleotida; (2) penting dalam respirasi dan fotosintesis; (3) mengaktifkan asam indolasetat oksidase (IAA oksidase) yang menyakibatkan berhrangny a kon- sentrasi

IAA

dalam jaringan. Defisiensi mangan menunjukkan seperti luka-luka pada daun muda. Defisiensi juga terjadi pada tanah subur berkapur, karma ber-

kurangnya ketersediaan mangan pada pH tinggi dm tidak te jadinya pergerakan oleh mikroorganisme (Gardner et al., 199 1).

Tembaga (Cu)

Tembaga diambil oleh tanaman dalam benttuk CU" (Setyrrmidjaja, 1386).

Umumnya tembaga &lam tmaman dijumpai di dalam organel. 'rembaga meru-

pakan bagian dari bebentpa oksidase, seperti asam askorbat oksidase dm polifenol oksidase (Gardner ei nZ., 1991). Gejala defisiensi tembaga untuk setiap jenis ta-

m a n berbeda.

P&

tanaman jagung, dun-daun termuda berwarna kuning dan pertumbuhannya tertekan, dan apabila defisiensi semakin parah, maka dun-daun yang muda menjadi putih pucat, sedangkan daun yang tua mati. Peda jenis padi- padian gej ala kekurangan tembaga mula-mula berupa warna pucat dari daun-daun muda dan ujung-uj ungnya mati. Pada tanaman sapran yang kekurangan tembaga memperlihatkan tanda layu kemudian timbul bercak-bercak hijau k e b h n , men- j adi klorotik, mengerit ing dan bunga-bunga t idak terbentuk (Leiwakabessy, 1988).

Seng (Zn)

Sumber seng dalam tanah berasal dari mineral feromagnesium augit, horn- blend dan biotit, yang dijumpai dalam batuan beku dasar. Seng juga tecdapat da- lam mineral sekunder sfderit (ZnFe)S, zinsit

(ZnO),

dan smithsonit (ZnC03) (Gardner et a]., 1991). Seng diambil oleh tanaman dalam bentuk 2n2" (Setya-

midj aj a, 1986). Seng dan tembaga merupakan penyusun superoksida dismutase yang dapat memecah Oz molekuler (Gardner el a/., 199 f ). Defisiensi seng me- nyebabkan : (1) pengurmgan sintesis RNA dan stabilitas ribosom; (2) timbulnya daer~i-daerah berwarna hijau muda, kuning atau putih diantara tulang-tulang daun terutama daun-daun yang tua di bagian bawah; (3) ruas-ruas tanaman dan batang mernendek, sehingga daun-daunnya memberikan bentuk roset; (4) daun- daun menjadi kecil, sempit, rrgak tebaI dan bentuknya tidak sempurna; ( 5 ) daun- daun lebih cepat gugur; (6) pertumbuhan tertekan; dan (7) bentuk

buah

tidak sern-

Boron

(B)

Sumber boron dalarn tanah diantaranya adalah mineral termalin dan borat.

Boron diambil oleh tanaman dalam bentuk ion T303>, H B o ~ ~ , H d 3 0 i dan ~ 4 0 7 %

(Setyamidjaja, 1986). Perm boron dalam tanaman adalah : (1) rnempengwhi perkembangan seI dengan mengendalikan t m p o r t gula dan pembentukan poli- sakarida; (2) kombinasi dengan sisi aktif fosforilasi untuk menghambat pemben- tukan tepung, y ang rnencegah polimerisasi gula y ang berlebihan pada tempat sin- tesis gula; dan (3) menentub apakah gula diuraikan untuk dilepaskan energinya

rnelalui jalur glikol~tik atau jalur pentosa fosfat, yaitu dua macam jalur penguraian gula rnenjadi asam piruvat (Gardner et al., 1991). Defisiensi boron dapat menye babkan : (1) terhentinya pertumbuhan akar maupun pucuk yang akhirnya meng- akibatkan pembentukan RNA; (2) terhambatnya pembungaan dm bila berkelan- j utan pembungaan dapat berhenti sama sekali; dm (3) terhambatnya pembentukan tepung sari dan pertumbuhan tabung tepung sari (Sopandie, 1997).

Tanaman Selada ( m c a srrfrrrfrw

L.)

Tanaman sdada termasuk ke dalam f h i l i Composite yang berasrrl dari Eropa dan Asia. Tanaman selada mudah dibudidayakan serta dapat ddanam di daerah datum r