PENGARUH MESH DAN PANJANG KAIN NILON
TERHADAP PENINGKATAN KADAR METANA PADA
PURIFIKASI BIOGAS
Abdullah Saleh*, Anggia Larasati Wiguna, Putri Afrilia Chaniago
* Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Jl. Raya Palembang - Prabumulih Km. 32 Inderalaya, Ogan Ilir, Sumatera Selatan 30662 E-mail: dullascurtin@yahoo.com
Abstrak
Biogas merupakan hasil dekomposisi bahan organik oleh bakteri anaerobik yang mengandung gas metana, gas karbondioksida, hidrogen sulfida, dan gas-gas lain. Kadar metana yang dihasilkan belum optimal akibat masih banyaknya gas pengotor yang menurunkan nilai kalor biogas.Sehingga perlu dilakukan prosses purifikasi biogas untuk menghilangkan gas pengotor untuk mendapatkan metana yang lebih murni.Penghilangan gas pengotor terutama karbon dioksida dapat dilakukan dengan mengontakannya dengan polimer.Polimer jenis poliamida memiliki kelarutan (permeabilitas dan selektifitas) yang tinggi jika dibandingkan dengan polimer lain untuk memisahkan karbondioksida. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh mesh dan panjang kain nilon untuk menurunkan kandungan karbondioksida pada biogas. Pada penelitian ini digunakan mesh kain nilon yang bervariasi yaitu 200, 300, dan 500 mesh. Gas dikontakan dengan kain nilon yang memiliki panjang yang berbeda-beda yaitu 30, 65, dan 100 cm. hasil analisa menunjukkan sampel awal biogas mengandung kadar metana sebesar 35,33% dan karbon dioksida sebesar 64,67%. Setelah dilakukan proses purifikasi biogas, peningkatan kadar metana terjadi pada setiap penambahan mesh dan panjang kain nilon. Kadar metana paling tinggi yaitu 62,58% yang diperoleh pada sampel kain nilon 500 mesh dengan ukuran panjang 100 cm.
Kata Kunci :Purifikasi, biogas, kain nilon, metana Abstract
Biogas is the result of the decomposition of organic matter by anaerobic bacteria which containing methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide, and other gases. Levels of methane still not optimal due to the amount of gas impurity that reduce the calorific value of biogas. Biogas purification is done to remove impurities to obtain methane gas is more pure. To decreasing of impurities, especially carbon dioxide gas can carried by flowing biogas to contact with the polymer. Polyamide is one of polymer which the solubility (permeability and selectivity) is higherthan other polymers to separate carbon dioxide. The purpose of this study was to determine the effect of mesh and length of nylon fabric to reduce carbon dioxide content in biogas. In this study used a nylon fabric with varies mesh that are 200, 300, and 500 mesh. Gas are contacted with nylon fabric which has a different length, namely 30, 65 and 100 cm. The results of the analysis show the initial sample biogas before purification process is 33.53% of methane and 64.67% of carbon dioxide. After biogas purification processes, increased levels of methane occur at any length the addition mesh and nylon fabric. Methane levels highest of 62.58 % were obtained on a sample of 500 mesh nylon cloth with a length of 100 cm
1. PENDAHULUAN
Indonesia mengalami pertumbuhan perekonomian dan populasi penduduk yang pesat sehingga menyebabkan tingginya tingkat kebutuhan energi, termasuk konsumsi bahan bakar fosil. Pada kenyataannya bahan bakar fosil yang dikonsumsi saat ini akan semakin berkurang ketersediaanya dan tidak dapat diperbaharui sehingga diprediksikan akan langka dalam beberapa tahun yang akan datang. Untuk mengantisipasi masalah ketersediaan BBM tersebut, maka dikeluarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Alam No. 25 Tahun 2013 tentang Penyediaan, Pemanfaatan, dan Tata Niaga Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai Bahan Bakar Lain.Maka diharapkan bahan bakar alternatif bisa menyelesaikan masalah kurangnya sumber energi saat ini. Salah satu bentuk dari energi terbarukan yaitu pemanfaatan sumber biologi baik dari hewan maupun tumbuhan seperti biogas.
Biogas adalah energi yang murah, sederhana, dan ketersedian bahan baku yang melimpah, seperti kotoran, sampah, dan limbah sehingga dapat mengurangi dampak pencemaran lingkungan. Biogas yang dihasilkan mengandung gas metana yang mempunyai nilai kalor yang tinggi, sehingga dapat dimanfaatkan untuk memasak, bahan bakar kendaraan dan pembangkit listrik.Maka diharapkan biogas dapat menjadi energi alternatif pengganti bahan bakar fosil.
Biogas adalah gas yang berasal dari dekomposisi bahan-bahan organik seperti kotoran, sampah, dan limbah pertanian lainnya oleh bakteri anaerobik dalam kondisi yang bebas oksigen. Komposisi gas yang dihasilkan berupa gas metana (50-70%), gas karbondioksida (30-40%), gas hidrogen sulfida (5-10%), dan gas sisa lainnya. Biogas memiliki nilai kalor sebesar 4800-6200 kkal/m3, sedikit lebih rendah dari nilai kalor gas metan murni yaitu sebesar 8900 kkal/m3 (Mara, 2012). Pada biogas masih banyak terdapat kandungan gas pengotor dalam jumlah besar yang menurunkan nilai kalor biogas, yaitu kandungan karbon dioksida dan hidrogen sulfida yang bersifat racun dan menyebabkan korosi pada peralatan. Kadar metana yang kurang optimal akibat masih banyaknya gas pengotor akan mempengaruhi kualitas biogas, maka proses pemurnian biogas harus dilakukan untuk memperoleh biogas dengan kadar metana yang lebih banyak dan murni. Beberapa proses pemurnian biogas seperti adsorpsi, absorpsi, pemisahan
cycrogenic, dan membran (Chen dkk, 2015).
Proses pemurnian biogas telah banyak dilakukan dengan berbagai macam proses antara lain menggunakan limbah geram besi, zeolit, dan lain-lain. Namun kadar metana yang dihasilkan belum optimal dan prosesnya yang cukup rumit. Gas pengotor biogas yaitu karbon dioksidadiketahui dapat terperangkap dalam serat polimer. Maka dari itu, penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan biogas dengan kuantitas metana yang lebih murni dengan cara menguji pengaruh ukuran (mesh) dan panjang kain nilon terhadap efektifitas pemurnian gas metana terhadap gas pengotornya.
Biogas
Saat ini banyak negara yang menerapkan pemanfaatan biogas yang dihasilkan dari limbah cair dan sampah organik. Limbah cair dan sampah organik yang tidak diolah akan menyebabkan pencemaran lingkungan, sehingga limbah tersebut dikonversi menjadi biogas untuk dimanfaatkan menjadi sumber energi potensial yang ramah lingkungan (Saleh dkk, 2014). Indonesia memiliki jumlah hewan ternak sebagai bahan baku biogas yang potensial yaitu 13 juta ternak sapi, sedangkan sekitar 15,6 juta ternak setara dngan 1 juta unit digester biogas rumah tangga (Ditjen EBTKE, 2014). Biogas adalah salah satu sumber energi alternatif yang dapat diperbarui (renewable energy) karena sampah organik selalu tersedia setiap waktu. Sehingga biogas dapat dikatakan sebagai energi pengganti bahanbakar fosil seperti minyak dan gas yang ketersediaannya semakin berkurang. Biogas adalah campuran gas yang mudah terbakar yang dihasilkan ketika bahan organik mengalami dekomposisi anaerob. Bahan-bahan organik yang bisa dijadikan sumber penghasil biogas antara lain kotoran hewan, kotoran manusia, sampah organik rumah tangga atau industri dan daun-daun kering yang mudah hancur. Sisa dari pembuatan biogas yang berupa cairan dan padatan dari kotoran ternak dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik sehingga tidak menimbulkan pencemaran lingkungan dan bernilai ekonomis. Biogas memiliki nilai kalori yang baik dan dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar atau secara tidak langsung digunakan untuk pembangkit listrik.
Biogas adalah produk yang dihasilkan dari degradasi anaerobik bahan organik pada lingkungan yang bebas udara oleh bakteri anerobik (Yamliha dkk, 2013).Komposisi gas yang dihasilkan dari proses degradasi anaerobik bahan organik bervariasi tergantung bahan bakuyang digunakan dan tingkat efisiensi dari
proses pembentukan biogas. Secara umum komposisi biogas dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Komposisi Biogas secara Umum Komponen Persentase Metana, CH4 50-75 Karbon dioksida, CO2 25-50 Nitrogen, N2 0-10 Hidrogen, H2 0-1 Hidrogen Sulfida, H2S 0-3 Oksigen, O2 0-2
(Sumber : Hermawan 2007, dalam Ramli 2009)
Nilai Kalori biogas berkisar antara 500-700 BTU/ft3 atau 4.500-6.300 kcal/m3 atau 17.900-25.000 kj/m3.Energi yang terdapat dalam biogas ditentukan oleh banyaknya kandungan atau konsentrasi metana.Semakin tinggi kandungan metana maka semakin besar nilai kalor biogas dan semakin besar pula energi yang dihasilkan, begitu pula sebaliknya (Ramli, 2009).
Biogas menghasilkan komponen utama berupa gas metana sebagai bahan bakar yang memiliki nilai kalor yang cukup tinggi, sekitar 4800 kkal/m3. Metana merupakan hidrokarbon paling sederhana. Metana bersifat tidak berbau, tidak berwarna dengan rumus molekul CH4. Proses pembakaran metana menghasilkan energi yang relatif besar, karena satu meter kubik gas metana setara dengan energi yang dihasilkan 0,48 gas LPG (Hamidi, dkk 2011). Metana dalam biogas dihasilkan oleh penguraian
bermacam-macam senyawa organik.
Methanobacterium dalam keadaan anaerob menghasilkan metana (Mara, 2012). Komponen terbesar kedua dalam biogas sesudah gas metana adalah gas karbon dioksida. Namun CO2 dapat menurunkan nilai kalor pembakaran, karena sifatnya yang tidak dapat dibakar. Karbon dioksida adalah senyawa dengan dua ikatan rangkap berbentuk linier dengan sifat tidak berwarna dan tidak berbau. Karbon dioksida berubah fase menjadi padat pada suhu -78,51°C dan densitasnya 1,98 kg/m3. Karbon dioksida bersifat toksis pada konsentrasi yang tinggi (Naibaho, 2012). Komponen lain yang terkandung dalam biogas berupa hidrogen sulfida (H2S) yang bersifat racun dan tidak berwarna. Kandungan air yang terdapat dalam biogas juga dapat menimbulkan korosi dan menurunkan titik penyalaan api biogas.
Proses pembuatan biogas dilakukan secara fermentasi selama 7 sampai 10 hari dengan suhu optimum 35°C dan pH optimum pada range 6,4-7,9. Bakteri yang berperan antara lain bakteri jenisMethanobacterium,
Methanobacillus, Methanococcus, dan
Methanosarcina (Saleh dkk, 2014). Menurut Haryati (2006), pembentukan biogas terdiri dari tiga tahap proses, yaitu :
a) Hidrolisis, yaitu tahap penguraian bahan-bahan organik yang mudah larut dan pencernaan bahan organik yang kompleks menjadi sederhana, serta perubahan struktur polimer menjadi monomer
b) Pengasaman, yaitu tahap pengubahan komponen sederhana (monomer) yang terbentuk dari tahap hidrolisis menjadi bahan makanan bagi bakteri pembentuk asam.
c) Metanogenik, yaitu tahap terjadinya pembentukan gas metana. Bakteri pereduksi sulfat juga terdapat dalam proses ini, yaitu mereduksi sulfat dan komponen sulfur lain menjadi hidrogen sulfida. Pemurnian Biogas
Komposisi biogas yang mengandung berbagai pengotor menyebabkan diperlukannya proses pemurnian metana dalam biogas agar energi yang diperoleh optimal. Pada umumnya, proses pemurnian biogas digolongkan menjadi 5 (lima) yaitu (1) Absorpsi menggunakan larutan penyerap; (2) Adsorpsi menggunakan padatan; (3) Permeasi melalui membran; (4) Konversi kimia menjadi senyawa lain; maupun (5) Kondensasi (Wahono, 2008).Gas utama dalam biogas yang merupakan sumber energi adalah metana, sedangkan gas lain merupakan pengotor yang menyebabkan performa biogas tidak optimal. Komposisi metana (CH4) yang terkandung dalam biogas sangat menentukan besaranya kalor yang dihasilkan. Semakin banyak gas metana yang dihasilkan, maka semakin baik kualitas biogas, sebaliknya semakin banyak gas pengotor maka akan semakin tidak bagus kualitas biogas yang dihasilkan.
Selain uap air, CO2, dan H2S sebagai pengotor utama, biogas mengandung beberapa gas impurities lain dalam jumlah rendah seperti NH3, H2, N2, dan O2(Wahono, 2008). Gas pengotor tersebut dapat menurunkan nilai kalor dan akan menghasilkan gas-gas beracun, korosif, dan berbahaya bagi lingkungan seperti gas hidrogen sulfide yang akan menjadi SO2/SO3 jika dibakar. Sehingga untuk meningkatkan kualitas biogas, kandungan karbon dioksida harus dihilangkan untuk menaikkan nilai kalor biogas. CO2 merupakan sisa dari hasil pembakaran, maka akan mengganggu proses pembakaran itu sendiri dan menurunkan kualitas pembakaran. Sedangkan kandungan air dalam biogas akan menurunkan
titik penyalaan biogas dan dapat menimbulkan korosi pada peralatan pembakaran (Harihastuti dkk, 2014). Pada beberapa penelitian, pemurnian biogas difokuskan pada peningkatan kadar metana pada biogas dengan menurunkan atau menghilangkan kandungan karbon dioksida dengan berbagai cara seperti absorpsi, adsorpsi, pemisahan cycrogenic, dan menggunakan membran (Xiao dkk, 2015).
Karbon dioksida diketahui dapat larut atau terperangkan dalam serat polimer. Aliran gas atau uap dapat melalui serat polimer, melalui tiga proses yaitu: absorpsi, difusi, dan desorpsi. Faktor yang berpengaruh terhadap permeabilitas polimer antara lain: a) kelarutan dan difusifitas dari molekul kecil pada polimer; b) bentuk rantai dan kompleksitas gugus samping, polaritas, kristalinitas, orientasi, pengisi, humidity, dan plastisasi. Serat polimer yang memiliki rongga akan memberikan kesempatan pada karbon dioksida untuk mengisi kekosongan serat polimer.
Polimer jenis poliamida memiliki permeabilitas dan selektifitas yang tinggi jika dibandingkan dengan polimer lain untuk memisahkan karbon dioksida. Sifat mekanik dan stabilitas termal/kimia yang baik dimiliki oleh poliamida. Polimer jenis ini dibuat dari mereaksikan diamina dan anhidrida. Campuran dua bahan tersebut menghasilkan poliamida dengan sifat selektifitas yang baik (Chmielewski dkk, 2013).
Kain Nilon
Nilon adalah senyawa yang termasuk dalam golongan polimer yang memiliki susunan gugus amida pada setiap unit pengulangannya, sehingga nilon disebut sebagai senyawa poliamida (Fanani, 2014). Nilon ini memiliki sifat kuat, semikristalin, dan tahan terhadap suhu tinggi. Karena sifatnya tersebut, nilon dipilih untuk dipakai sebagai serat atau bahan termoplastik pada mesin, yang memiliki kemampuan setara atau lebih baik daripada logam. (Suhendi, 2007).Nilon merupakan serat yang kuat, memiliki kekuatan tarik yang tinggi, serta elastis. Nilon juga tahan terhadap abrasi dan bahan kimia seperti asamdan basa. Beberapa sifat fisik dan kimia Nilon- 6 antara lain memiliki suhu transisi gelas 47°C, bobot molekul per unit ulang 113,16 g/mol, densitas amorf pada 25°C sebesar 1084 g/cm3, dan densitas kristalin pada 25°C sebesar 1,23 g/cm3. Sifat fisik lainnya dari nilon-6 ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2. Sifat Fisik Nilon-6
Sifat Keterangan Titik leleh (°C) 215 Densitas (g/cm3) 1,14 Kekuatan tarik (g/d) 4,1-5,8 Tensile elongation (%) 26-40 Modulus young (kg/mm2) 80-250 Moisture regain (%) 4-4,5 Temperatur maksimal (°C) 110 (Sumber : Cheremisinoff, 1998)
Nilon-6 merupakan salah satu jenis senyawa polimer jenis poliamida yang paling banyak dimanfaatkan. Nilon-6 pada setiap unit ulangnya tersusun atas 6 atom karbon seperti ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar1. Rumus Struktur Nilon-6.
(Sumber : Suhendi, 2007)
2. METODOLOGI PENELITIAN
Pada penelitian ini sampel yang diteliti adalah biogas dari kotoran sapi yang diperoleh dari Peternakan Sapi Jurusan Peternakan Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya. Parameter yang diuji adalah kadar metana dan karbon dioksida yang terkandung dalam biogas dengan variasi berupa mesh dan panjang kain nilon.
Alat Penelitian
1) Digester volume 5000 liter
2) Pipa PVC diameter 3/4 inci dan 2 inci 3) Selang diameter 1/4 inci
4) Housingkain nilon
5) Gas valve 6) Flow meter 7) Presure Gauge 8) Kompresor 9) Bola Karet 10)Venoject (5ml) Bahan Penelitian 1) Kotoran sapi 2) Air 3) Kain nilon Prosedur Penelitian
Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap yaitu tahap pembuatan biogas dan tahap purifikasi biogas.
Pembuatan Biogas
1) Bahan baku berupa kotoran sapi dan air dimasukkan ke dalam biodigester dengan
perbandingan 1 : 1.
2) Bahan bakumengalami fermentasi selama lebih kurang 2-3 minggu hingga terbentuk biogas.
Purifikasi Biogas
1) Biogas dari biodigester diambil sebagai data sampel awal dan dimasukkan kedalam
Venoject 5ml.
2) Biogas dari biodigester dialirkan menuju manometer dan flowmeter. Laju alir biogas diatur 1 liter/menit.
3) Biogas dialirkan ke dalam housing yang berisi kain nilon dengan ukuran (mesh) 200 mesh dan panjang 30 cm.
4) Purifikasi dilakukan secara once through
selama 1 menit dengan valve produk dan retenate terbuka sebagian.
5) Sampel produk biogas yang sudah diewatkan pada kain nilon dimasukkan kedalam
Venoject 5ml.
6) Prosedur diatas dilakukan juga untuk kain nilon 200 mesh dengan panjang 65 dan 100 cm, serta ukuran (mesh) kain nilon 300 dan 500 mesh dengan panjang 30, 65, dan 100 cm.
Secara skematis rangkaian alat purifikasi biogas pada penelitian ini adalah seperti gambar berikut:
Keterangan: 1. Digester biogas 2. Kompresor 3. Gas valve 4. Pressure Gauge 5. Flowmeter
6. Housing + kain nilon 7. Venoject (5ml) 8. Gas Kromatografi
Gambar 2. Skema Rangkaian Alat Purifikasi Biogas
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian ini dilakukan proses purifikasi biogas untuk meningkatkan kadar gas metana. Proses peningkatan kadar gas metana
dilakukan dengan menggunakan polymer berupa kain nilon. Pada kain nilon yang merupakan poliamid, gas CO2 dapat terjebak dalam serat karboksil pada poliamid selama proses purifikasi sehingga dapat menurunkan kadar gas karbondioksida (CO2)dan menaikkan kadar gas metana pada biogas.
Pengambilan sampel pada penelitian ini dilakukan pada selang waktu 1 menit setelah gas dipurifikasi. Hasil dari penelitian ini kemudian diuji kandungan gasnya dengan meggunakan Gas Kromatografi. Dari pengujian sampel, kandungan yang terdapat pada biogas adalah sebagai berikut :
Tabel 3. Kandungan Biogas sebelum purifikasi
Tabel 4.Kandungan Biogas setelah purifikasi Ukuran Kain Nilon Kadar
CH4 (%mol) Kadar CO2 (%mol) Mesh Panjang (cm) 30 56,25 43,75 200 65 57,84 42,16 100 61,19 38,81 30 59,73 40,27 300 65 60,61 39,39 100 61,43 38,57 30 60,43 39,57 500 65 60,62 39,38 100 62,58 37,42
Pengaruh Mesh Kain Nilon Pada Pemurnian Biogas terhadap Kadar Gas Metana dan Karbon Dioksida
Mesh kain nilon berpengaruh dalam proses purifikasi biogas dari pengotor-pengotor yang terkandung didalam biogas, karena semakin besar mesh kain nilon yang digunakan maka akan semakin besar pula luas permukaan kain nilon tersebut. Untuk meneliti pengaruh mesh kain nilon terhadap pemurnian biogas, proses purifikasi dilakukan dengan membedakan mesh dan panjang kain nilon. Proses pemurnian dilakukan secara batch. Pengaruh mesh kain nilon terhadap kadar gas metana yang terkandung dalam biogas setelah dilakukan pemurnian terdapat pada gambar 3.
Gambar 3 menunjukkan bahwa semakin besar mesh kain nilon, maka akan semakin meningkat kadar metana yang didapat pada masing-masing ukuran kain yang digunakan pada proses purifikasi biogas. Hal ini ditunjukan dari grafik yang menanjak seiring dengan bertambahnya mesh kain nilon. Kadar Komponen Kadar (%mol)
Metana 35,33
gas metana yang paling besar pada penelitian ini dihasilkan pada ukuran kain nilon 500 mesh dan dengan panjang kain nilon 100 cm yaitu sebesar 62,58% . Semakin besar mesh kain nilon yang digunakan untuk purifikasi, maka semakin banyak molekul-molekul pengotor seperti gas CO2 yang terjebak dalam serat-serat polimer (kain nilon).
Gambar 3. Pengaruh Mesh Kain Nilon PadaPemurnian Biogas terhadap Kadar Metana
Komponen CO2 yang terkandung dalam biogas berdifusi dan terjebak dalamserat kain.Terjebaknya molekul-molekul gas CO2 ini akan membuat biogas yang dihasilkan menjadi lebih murni dan kadar dari gas metananya menjadi semakin tinggi. Penurunan kadar gas CO2 pada proses purifikasi biogas menggunakan kain nilon dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Pengaruh Mesh Kain Nilon Pada Pemurnian Biogas terhadap Kadar Gas CO2
Gambar 4 menunjukkan bahwa kain nilon dengan ukuran 500 mesh mampu menurunkan kandungan CO2 pada biogas paling banyak dibandingkan dengan kain nilon dengan mesh lainnya. Kadar gas CO2 yang tersisa setelah dilakukan purifikasi menggunakan kain
nilon dengan mesh 500 mesh adalah 39,57% ; 39,38% dan 37,42%. Hasil persentase terkecil dari purifikasi yakni sebesar 37,42% diperoleh dengan panjang kain nilon sebesar 100 cm.
Gambar 4 menunjukkan bahwa kandungan gas CO2 yang terdapat dalam biogas menurun seiring dengan meningkatnya mesh kain nilon pada proses purifikasi. Mesh kain nilon yang semakin besar akan meningkatkan jumlah terjebaknya gas CO2 yang terdapat dalam biogas. Ukuran kain nilon 500 mesh memiliki lebih besar kerapatan dan luas permukaannya dibandingkan dengan ukuran 300 mesh dan 200 mesh sehingga kadar gas CO2 yang dihasilkan pada purifikasi dengan menggunakan ukuran 500 mesh adalah yang terkecil dibandingkan dengan dua ukuran lain.
Dari kedua gambar diatas (gambar 3 dan 4) dapat dilihat bahwa mesh kain nilon sangat berpengaruh dalam proses difusi dan terjebaknya gas CO2 serta kadar gas metana yang dihasilkan. Semakin besar mesh kain nilon, maka semakin besar kadar gas metana yang dihasilkan.
Pengaruh Panjang Kain Nilon Pada Pemurnian Biogas Terhadap Kadar Gas Metana dan Karbon Dioksida
Berdasarkan Gambar 5 kadar gas CH4 yangterdapat pada biogas yang digunakan pada penelitian sebelum dilakukan purifikasi adalah sebesar 35,33%. Pada purifikasi biogas dengan panjang kain nilon 30 cm, dihasilkan kadar gas CH4 sebesar 60,43%. Pada purifikasi biogas dengan panjang kain nilon 65 cm, dihasilkan kadar gas CH4 sebesar 60,62%. Serta pada purifikasi biogas dengan panjang kain nilon 100 cm, dihasilkan kadar gas CH4 sebesar 62,58%.
Gambar 5. Pengaruh Panjang Kain Nilon PadaPemurnian Biogas Terhadap Kadar Gas Metana 56,25 59,73 60,43 57,84 60,61 60,62 61,19 61,43 62,58 52 54 56 58 60 62 64 200 300 500 K a da r g a s M et a na , %m o l
Ukuran Mesh Kain Nilon
30 cm 65 cm 43,75 40,27 39,57 42,16 39,39 39,38 38,81 38,57 37,42 34 36 38 40 42 44 46 200 300 500 K a da r g a s K a rbo n Diok sid a , %m o l
Ukuran Mesh Kain Nilon
30 cm 65 cm 100 cm 56,25 57,84 60,43 59,73 60,61 61,43 60,27 60,62 62,58 52 54 56 58 60 62 64 30 cm 65 cm 100 cm K a da r g a s M et a na , %m o l
Panjang Kain Nilon
43,75 42,16 38,81 40,27 39,39 38,57 39,57 39,38 37,42 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 30 cm 65 cm 100 cm K a da r g a s K a rbo n Dio k sida , %m o l
Panjang Kain Nilon
200 mesh 300 mesh 500 mesh Berdasarkan hasil tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar panjang kain nilon yang digunakan pada purifikasi biogas, maka semakin besar kadar gas metana yang dihasilkan. Kadar gas metana terbesar yang dihasilkan dari purifikasi adalah pada panjang kain nilon 100 cm, yaitu sebesar 62,58%. Peningkatan kadar gas CH4 pada purifikasi biogas tersebut terjadi karena banyaknya kontak biogas dengan mesh kain nilon sebesar 500 mesh. Sehingga gas CO2 dapat lebih banyak berdifusi dan terjebak di dalam serat nilon kain nilon. Semakin banyak kadar gas CO2 yang terjebak dalam serat kain nilon pada purifikasi biogas maka kadar gas CH4 yang dihasilkan akan semakin meningkat.
Berdasarkan Gambar 6 pada proses purifikasi menggukan kain nilon dengan ukuran 200 mesh, 300 mesh dan 500 mesh dapat dilihat bahwa semakin panjang kain nilon yang digunakan, maka kadar gas karbon dioksida yang dihasilkan akan semakin sedikit. Kadar gas karbon dioksida terendah dihasilkan pada purifikasi dengan panjang kain nilon 100 cm yaitu sebesar 37,42%.
Pada purifikasi biogas dengan panjang kain nilon 30 cm, didapat kadar gas kadar gas karbon dioksida sebesar 39,57%. Pada purifikasi biogas dengan panjang kain nilon 65 cm kadar gas karbon dioksida sebesar 39,38%. Penurunan kadar gas CO2 pada purifikasi biogas tersebut terjadi karena banyaknya kontak biogas dengan mesh kain nilon sebesar 500 mesh. Sehingga gas CO2 dapat terjebak dalam kain nilon lebih banyak. Semakin banyak kadar gas CO2 yang terjebak di kain nilon pada purifikasi biogas maka kadar gas CH4 yang dihasilkan akan semakin meningkat.
Gambar 6. Pengaruh Pengaruh Panjang Kain Nilon Pada Purifikasi Biogas Terhadap Kadar gas Karbon Dioksida
4. KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Purifikasi menggunakan kain nilondapat meningkatkan kadar metana (CH4) dalam biogas.
2. Semakin besar mesh kain nilon yang digunakan, maka gas CO2 yang terperangkap dalam kain nilon (serat polimer) semakin banyak sehingga kadar metana makin meningkat.
3. Semakin besar ukuran panjang kain nilon yang digunakan, maka akan semakin tinggi kadar metana dan semakin sedikit gas CO2 yang terkandung dalam biogas.
4. Kadar metana tertinggi dihasilkan pada purifikasi menggunakan kain nilon 500 mesh dengan ukuran panjang 100 cm dengan persentase sebesar 62,58%.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2014. Peraturan Menteri ESDM No. 20 Tahun 2014. (online) www. esdm.go.id. (diakses tanggal 20 Febuari 2016).
Anonim. 2014. Potensi dan Peluang Investasi EBTKE. Direktora Jenderal Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi.
Chen, X., Y., Hoang, V., T., Ramirez, A., A., Rodrigue, D., dan Kaliguine, S. 2015. Membrane gas Separation Technolgies for Biogas Upgrading. The Royal Society of Chemistry. Cheremisinoff, N., P. 1998. Advanced Polymer
Processing Operations. New Jersey USA : Noyes Publications.
Fanani, A., Wahyunanto, A., N., dan Yusuf, H. 2014. Analisa Pegaruh Variasi Penambahan Massa Nilon pada Preparasi Membran Nilon terhadapKarakteristik Fisik Membran. Jurusan Keteknikan Pertanian. Universitas Brawijaya. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem. (3):218-224 Hamidi, N., Wardana, dan Denny, W. 2011.
Peningkatan Kualitas Bahan Bakar Biogas Melalui Proses Pemurnian dengan Zeolit Alam. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Brawijaya. Jurnal Rekayasa Mesin. 2(3): 227-231. Haryati, T. 2006. Biogas : Limbah Peternakan
yang Menjadi Sumber Energi Alternatif. Balai Penelitian Ternak. WARTAZOA. 16(3):160-169.
Mara, I., Made. 2012. Analisis Penyerapan Gas Karbondioksida(CO2) dengan Larutan NaOH terhadap Kualitas Biogas Kotoran Sapi. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Mataram.2(1):18. Saleh, A., Jhonson, D., L., T., dan Hardani, P.
2014. Peningkatan Persentase Metana dalam Kualitas Biogas sebagai Bahan Bakar Alternatif Menggunakan Membran Berbahan Dasar Karbon Aktif. Jurusan Teknik Kimia. Universitas Sriwijaya. Suhendi, A. 2007. Pencirian Membran Mikrofiktrasi Nilon-6. Departemen Kimia. Institut Pertanian Bogor. Tarigan, Ramli. 2009. Pemanfaatan Biogas
Kotoran Ternak Sapi sebagai Pengganti Bahan Bakar Minyak dan Gas. Sekolah Pascasarjana. Universitas Sumatera Utara.
Wahono, S., K. 2008. Kajian : Pemanfaatan Zeolit Lokal Gunungkidul-YogyakartaUntuk Optimasi Sistem Biogas. LIPI. SeminarNasional Fundamental dan Aplikasi Teknik Kimia. ISSN 1410-5667.
Yamliha, A., Bambang, D., A., dan Wahyumanto, A., N. 2013.Pengaruh Ukuran ZeoliteterhadapPenyerapan Karbon Dioksida (CO2) pada Aliran
Biogas. Universitas Brawijaya. Jurnal Bioproses Komoditas Proses. 1(2):67 -72.
Zhao, Q., Leonhardt E., MacConnel, C., Frear, C., dan Chen, S. 2010. Purification Technologies for Biogas Generated by Anaerobic Digestion. CSANR Research Report.
