PRODUKSI GAS METAN DARI AIR LIMBAH INDUSTRI MINYAK KELAPA SAWIT DAN CAIRAN ISI RUMEN (LAMBUNG) SAPI
LAPORAN AKHIR
Diajukan sebagai persyaratan untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
FITRIA PUSPASARI 0611 3040 1013
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA JURUSAN TEKNIK KIMIA
PALEMBANG 2014
Motto dan Persembahan
Motto :
“Mundur satu langkah mengejar cinta! Maju seribu langkah mengejar cita-cita!” and always remember
“You Must Make A Choice To Take A Chance Or Your Life Will Never Change.”
Ucapan terima kasih Kupersembahakan untuk :
* Allah SWT atas berkah dan karunia-Nya yang telah memberikan kebahagiaan dan kekuatan untuk membuatku selalu berjuang dalam do’a dan usaha yang tak pernah sia-sia
* Mama dan Papa atas segala dukungan terbesar, do’a terhebat dan nasehat terbaiknya
* Kakak-kakakku Wawan dan Kiki, Mbakku Indah yang selalu memberikan semangat dan motivasi hebat
* Kakek dan Nenek beserta keluarga besar yang selalu memberikan lengkungan bahagia dibibirku
* Kedua Pembimbingku yang telah dengan sabar membimbingku sampai akhir perjuanganku
* Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Kimia yang telah mendidikku dengan penuh rasa sabar
* Sahabat-sahabatku yang berjuang bersama-sama dalam suka dan duka memberikan cerita penuh warna
* Orang-orang yang tanpa sadar telah memberikan arti besar dalam perjuanganku
LEMBAR PERSETUJUAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
PRODUKSI GAS METAN DARI AIR LIMBAH INDUSTRI MINYAK KELAPA SAWIT DAN CAIRAN ISI RUMEN (LAMBUNG) SAPI
Oleh :
FITRIA PUSPASARI 0611 3040 1013
Palembang, Juli 2014
Pembimbing I, Pembimbing II,
Dr. Martha Aznury, M.Si Idha Silviyati ,S.T, M.T
NIP. 197006192001122003 NIP. 197507292005012003
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Kimia
Ir. Robert Junaidi, M.T NIP. 196607121993031003
Telah Dipertahankan Dihadapan Tim Penguji Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
Pada Tanggal 15 Juli 2014
Tanda Tangan
1. Ir. Hj Elina Margaretty, M.Si. ( )
NIP. 196203271990032001
2. Ir. A. Husaini, M.T. ( )
NIP. 195904091989031001
3. Ir. Fadarina Hc., M.T. ( )
NIP. 195803151987032001
4. Ir. Arizal Aswan, M.T. ( )
NIP. 195804241993031001
Palembang, Juli 2014 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Kimia
Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP. 196607121993031003
ABSTRAK
Produksi Gas Metan dari Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit dan Cairan Isi Rumen (Lambung) Sapi
(Fitria Puspasari, 2014, 73 halaman, 9 tabel, 16 gambar, 4 lampiran)
Berkurangnya cadangan sumber energi dan kelangkaan bahan bakar minyak yang terjadi di Indonesia saat ini, maka dibutuhkan suatu sumber alternatif yang dapat diperbarui, salah satunya adalah biogas melalui aktifitas anaerobik atau fermentasi yang berjalan secara biologis dengan memanfaatkan air limbah industri minyak kelapa sawit dan cairan isi rumen sapi sebagai sumber mikroorganisme untuk menghasilkan gas metan. Penelitian ini bertujuan menghasilkan produk berupa gas metan dan mengetahui pengaruh rasio fermentasi serta jumlah gas metan yang dihasilkan dari cairan isi rumen sapi dan air limbah industri minyak kelapa sawit. Penelitian dilakukan dalam dua proses, proses pertama yaitu proses aklimatisasi dimana yang diukur berupa tingkat keasaman (pH), temperatur dan kadar COD setiap minggunya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai pH dan temperatur menunjukkan perbedaan yang tidak nyata, tetapi kadar COD mengalami penurunan. Proses kedua yaitu proses fermentasi dengan 4 variasi rasio cairan isi rumen sapi terhadap air limbah industri minyak kelapa sawit (1:4, 1:8, 1:12 dan 1:16) dimana hasil dari kandungan gas CH4, CO2, CO dan H2S dari variasi rasio yaitu 1:4 (42%, - ,
0,0016% dan 0,0184%), 1:8 (16,2%, - , 0,00072% dan 0,00108%), 1:12 (11,7%, -, 0,0078% dan 0,00091%), dan 1:16 (10,2%, - ,0,00085% ddan 0,00034%). Dari hasil yang diperoleh, kandungan biogas tertinggi diperoleh pada rasio 1:4 dengan jumlah gas metan sebesar 42% bersifat mudah terbakar dan merupakan bahan bakar yang cukup baik karena memiliki nilai kalor bakar yang tinggi
Kata kunci : Cairan isi rumen sapi, air limbah industri minyak kelapa sawit, gas metan, biogas.
ABSTRACT
Methane Gas Production by Palm Oil Mill Effluent and Liquid Ruminal Contents of Cow
(Fitria Puspasari, 2014, 73 pages, 9 tabels, 16 pictures, 4 enclosure)
The decreasing of energy resources and the condition of oil fuel that getting rare in Indonesia in several months, there is need some renewable alternative sources, one of them which called biogas by an anaerobic or fermentation activity that goes through a biological process by utilizing palm oil mill effluent and liquid ruminal contents of cow as a microorganisms to produce methane gas. The research aimed to determine the effect of fermentation ratio and the result of methan gas product from liquid rumenial contents of cow with palm oil mill effluent. The research was conducted using two process, the first one is an aklimatisation process were measured are the the degree of acidity (pH), the Temperature and the COD levels everyweek. The result showed that pH and temperature were not significant, but the COD levels decreased. The second process is a fermentation process with 4 point ratio variation liquid rumenial contents of cow with palm oil mill effluent (1:4, 1:8, 1:12 and 1:16) where the result of CH4, CO2, CO and H2S from the ratio
variation are 1:4 (42%, - , 0,0016% and 0,0184%), 1:8 (16,2%, - , 0,00072% and 0,00108%), 1:12 (11,7%, -, 0,0078% and 0,00091%), and 1:16 (10,2%, - ,0,00085% and 0,00034%). From the results obtained it turns out the highest content of biogas at a ratio of 1:4 with 42% methane gas is flammable and the fuel that has a high calorific value
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan pembuatan Laporan Akhir (LA) yang berjudul “Produksi Gas Metan dari Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit dan Cairan Isi Rumen (Lambung) Sapi” dengan baik dan sesuai pada waktuya, sholawat teriring salam selalu tercurah kepada junjungan besar Nabi Muhammad SAW beserta para keluarga, sahabat serta pengikutnya.
Tujuan dari pembuatan Laporan Akhir (LA) ini adalah sebagai salah satu persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma III jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
Atas selesainya penyusunan laporan akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu baik secara moril maupun materil. Oleh karena itu dengan rasa tulus dan ikhlas serta penuh rasa hormat penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. RD. Kusumanto, S.T., M.M., Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya 2. Firdaus, S.T., M.T., selaku PD I Politeknik Negeri Sriwijaya
3. Ir. Robert Junaidi, M.T., Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
4. Zulkarnain, S.T., M.T., Sekertaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
5. Dr. Martha Aznury, M.Si., Dosen Pembimbing I Laporan Akhir Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
6. Idha Silviyati, S.T., M.T., Dosen Pembimbing II Laporan Akhir Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
7. Seluruh Dosen, Teknisi, dan Staff Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
8. Kedua orang tua dan keluarga tercinta yang selalu mendoakan, memotivasi, dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir (LA) ini, Kak Wawan, Kak Kiki, Mbak Indah serta Haries Hendrawan Putra yang setia setiap saat menyemangati bersama teman-teman seperjuangan Eka Febriyanti, Hilda Rosalina, Enda Lia Elvina, Leny Erisna Putri Renata, Apriansyah, Depi Oktari dan Wanda Wahyudi.
9. Terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu kelancaran Laporan Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Laporan ini tentunya masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis dengan senang hati menerima kritikan serta saran-saran yang bersifat membangun yang berguna untuk meningkatkan kualitas laporan ini dan semoga laporan ini dapat bermanfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan bagi kita semua.
Palembang, Juni 2014
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2.Tujuan Penelitian ... 4
1.3.Manfaat Penelitian ... 4
1.4.Perumusan Masalah ... 5
1.5.Peta Jalan Penelitian ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1. Isi Rumen (Lambung) Sapi ... 7
2.1.1. Pengolahan Limbah RPH (Rumah Pemotongan Hewan) ... 9
2.2. Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit ... 10
2.3. Produksi Biogas ... 12
2.3.1. Tahapan Proses Kerja Mikroorganisme dalam Proses Fermentasi ... 14
2.3.2. Komposisi Biogas ... 17
2.3.3. Karakteristik Kandungan Biogas ... 18
2.3.4. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Produksi Biogas ... 21
2.3.5. Nilai Kalor Pembakaran Biogas ... 23
2.3.6. Masalah Pada Biogas ... 24
2.3.7. Absorbsi Karbonmonoksida (CO2) ... 25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 27
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ... 27
3.2. Alat dan Bahan ... 27
3.2.1. Alat yang digunakan ... 27
3.2.2. Bahan yang digunakan ... 27
3.3. Rancangan dan Rangkaian Alat ... 28
3.3.1. Rancangan Alat ... 28
3.4. Perlakuan dan Rancangan Percobaan ... 30
3.4.1. Pengambilan Bahan Baku ... 30
3.4.2. Proses Persiapan Pembibitan ... 30
3.4.3. Proses Pembentukan Biogas ... 31
3.4.4. Analisis Hasil ... 31
3.4.5. Pengolahan Data ... 31
3.5. Prosedur Kerja ... 31
3.5.1. Proses Aklimatisasi (Pembibitan Mikroorganisme) ... 31
3.5.2. Proses Fermentasi Mikroba Aktif (Pembentukan Biogas) ... 32
3.5.3. Proses Analisa COD (Chemical Oxygen Demand) ... 33
3.5.4. Pengukuran pH ... 34
3.5.5. Pengukuran Temperatur ... 34
3.5.6. Proses Analisa untuk sampel Gas ... 34
3.6. Diagram Blok Proses ... 35
3.6.1. Proses Aklimatisasi (Pembibitan Mikroorganisme) ... 35
3.6.2. Proses Fermentasi (Pembentukan Biogas) ... 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 37
4.1. Hasil ... 37
4.1.1. Analisis Proses Aklimatisasi (Pembibitan Mikroorganisme ... 37
4.1.2. Analisis Proses Fermentasi (Pembentukan Biogas) ... 38
4.2. Pembahasan ... 39
4.2.1. Proses Aklimatisasi ... 39
4.2.2. Proses Fermentasi ... 44
4.2.3. Pengaruh Rasio Bibit Mikroba Aktif dan Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit Terhadap Produksi Gas Metan ... 47
4.2.4. Pengaruh Rasio Bibit Mikroba Aktif dan Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit Terhadap Produksi Gas CO ... 48
4.2.5. Pengaruh Rasio Bibit Mikroba Aktif dan Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit Terhadap Produksi CO2 ... 49
4.2.6. Pengaruh Rasio Bibit Mikroba Aktif dan Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit Terhadap Produksi Gas H2S ... 50
4.2.7. Perbandingan Kandungan Gas Hasil Variasi Rasio Proses Fermentasi (Pembentukan Gas) ... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 52
5.1. Kesimpulan ... 52
5.2. Saran ... 53
DAFTAR PUSTAKA ... 54
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1. Sifat dan Komponen Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit ... 11
2.2. Baku Mutu Limbah Cair Industri Minyak Kelapa Sawit ... 12
2.3. Berbagai Macam Bakteri Penghasil Metan dan Substratnya ... 17
2.4. Komponen Utama Biogas ... 18
2.5. Nilai Kalor Pembakaran Biogas dan Natural Gas ... 24
2.6. Komponen Pengganggu Dalam Biogas ... 25
4.1. Data hasil analisa sampel proses Aklimatisasi (Pembibitan Mikroorganisme) ... 33
4.2. Data hasil analisa sampel cairan setelah proses fermentasi (Pembentukan Biogas) ... 38
4.3. Data hasil analisa sampel gas setelah proses fermentasi (pembentukan biogas) ... 39
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1.1. Peta Jalan Penelitian ... 6
2.1. Racangan Alat Produksi Biogas Skala Kecil/Lab ... 28
2.2. Rangkaian Alat Produksi Biogas Skala Kecil/Lab ... 29
2.3. Diagram Blok Proses Aklimatisasi (Pembibitan Mikroorganisme) ... 35
2.4. Diagram Blok Proses Fermentasi (Pembentukan Biogas) ... 36
4.4. Grafik Analisis Kadar COD perminggu ... 40
4.5. Grafik Pengukuran pH perminggu ... 41
4.6. Grafik Pengukuran Temperatur Perminggu ... 42
4.7. Grafik Perbandingan Antara Ke-3 Parameter Kadar COD, pH dan Temperatur ... 43
4.8. Grafik Rasio Bibit Mikroba Aktif dan Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit Terhadap Kadar COD ... 44
4.9. Grafik Rasio Bibit Mikroba Aktif dan Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit Terhadap pH ... 45
4.10. Grafik Rasio Bibit Mikroba Aktif dan Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit Terhadap Temperatur ... 46
4.11. Grafik produksi gas CH4 dalam pembandingan variasi rasio ... 47
4.12. Grafik produksi gas CO dalam pembandingan variasi rasio ... 48
4.13. Grafik produksi gas H2S dalam pembandingan variasi rasio ... 50
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Data Pengamatan ... 55
2. Perhitungan ... 58
3. Dokumentasi Proses Penelitian ... 66
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN
Halaman yang pertama dilihat
BBM = Bahan Bakar Minyak ... 1
BMA = Bibit Mikroba Aktif ... 30
BOD = Biochemical Oxygen Demand ... 9
BTKL-PPM = Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pemberantas Penyakit Menular ... 27
COD = Chemical Oxygen Demand ... 6
CPO = Crude Palm Oil ... 12
FAS = Ferro Ammonium Sulfat ... 28
GC = Gas Chromatography ... 39
HHV = High Heating Value ... 23
HRT = Hydraulic Retention Time ... 13
LHV = Lower Heating Value ... 24
N = Normalitas ... 33
OLR = Organic Loading Rate ... 22
pH = Derajat Keasaman ... 6
POME = Palm Oil Mill Effluent ... 6
ppm = parts per million ... 9
RPH = Rumah Pemotongan Hewan ... 1
SNI = Standar Nasional Indonesia ... 54
TS = Total Solid ... 11
TSS = Total Suspended Solid ... 11
TVS = Total Volatile Solid ... 11
