Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 19, Januari 2013 Page 21
PENGARUH KOMPOSISI MASUKAN
DAN WAKTU TINGGAL TERHADAP PRODUKSI
BIOGAS DARI KOTORAN AYAM
Febrina Noresta, Jecika Yavia Nadiaty, M. Faizal
*Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jln. Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Inderalaya Ogan Ilir (OI) 30662
Email: faizalga@yahoo.com
Abstrak
Kebutuhan bahan bakar minyak semakin meningkat, sebagai alternatif maka dilakukan penelitian tentang pembuatan biogas dari kotoran ayam. Dikarenakan banyaknya jumlah peternakan ayam yang kotorannya tidak dimanfaatkan secara maksimal, maka pemanfaatanya dapat dilakukan dengan mengolahnya menjadi biogas. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan senyawa metana, mengetahui pengaruh komposisi masukan dan waktu tinggal fermentasi. Variabel dalam penelitian ini adalah komposisi masukan antara starter ( kotoran sapi ) dan kotoran ayam ( bahan baku ) dengan komposisi masukannya adalah 25 : 75, 50 : 50, 75 : 25 dan waktu tinggal proses fermentasi anaerobik selama 5 hari, 10 hari, 15 hari, 20 hari dan 25 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biogas dengan kandungan gas metana terbesar terdapat pada komposisi masukan dengan perbandingan 50 : 50 yaitu 19,86 (% volume biogas) dengan waktu fermentasi selama 15 hari.
Kata Kunci: biogas, fermentasi, kotoran ayam
Abstract
The need for fuel is increasing, as an alternative to then do research on the creation of biogas from chicken manure. Due to the large number of poultry manure are not fully utilized, it can be done with process into biogas. The purpose of this study is to get the methane compound, determine the effect of the composition of inputs and residence time of fermentation. The variables in this study is the composition of the starter input (cow dung) and chicken manure (raw materials) with the composition of the input is 25: 75, 50: 50, 75: 25 and a residence time of the anaerobic fermentation for 5 days, 10 days, 15 days , 20 days and 25 days. The results showed that the biogas with methane content of the largest found in the input composition with a ratio of 50: 50 is 19.86 (% by volume of biogas) with a time of fermentation for 15 days.
Keywords:biogas, fermentation, chicken manure
1. PENDAHULUAN
Kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, telah mendorong pemerintah untuk mengajak masyarakat mengatasi masalah energi bersama-sama. Untuk itu perlu dimanfaatkan berbagai sumber energi
renewable sebagai alternatif energi.
Energi terbarukan yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana adalah energi biogas dengan memproses limbah bio atau bio massa di dalam
alat kedap udara yang disebut digester. Biomassa berupa limbah dapat berupa kotoran ternak, sisa-sisa panenan seperti jerami, sekam dan daun-daunan sortiran sayur dan sebagainya. Namun, sebagian besar terdiri atas kotoran ternak seperti, sapi atau pun ayam.
2. METODOLOGI
Waktu dan Tempat
Page 22 Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 19, Januari 2013 sampel gas. Kemudian analisa sampel gas yang
diperoleh dilakukan di Laboratorium Pusat PT. Pupuk Sriwidjaya pada unit Laboratorium Analisa Instrument dan Gas.
Metode yang Dilakukan
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode fermentasi anaerobik.
Variabel yang Diteliti
Variabel-variabel yang menjadi objek dalam penelitian ini adalah :
1. Waktu fermentasi, yaitu 5 hari, 10 hari, 15 hari, 20 hari, dan 25 hari.
2. Komposisi masukan ( kotoran ayam dan starter (kotoran sapi) )
3. Komposisi biogas yang dihasilkan.
Hal yang diperhatikan dalam penelitian ini adalah berapa besar komposisi senyawa metana dan senyawa lainnya dalam biogas yang dihasilkan dari berbagai variasi waktu fermentasi. Senyawa-senyawa yang akan diamati adalah :
1. Metana (CH4)
2. Karbon Dioksida (CO2)
3. Nitrogen (N2)
4. Oksigen (O2)
Alat dan Bahan
1) Alat – alat yang digunakan adalah Drum, pipa, valve, botol air mineral, bola plastik, gabus, selang plastik bening ukuran kecil, lakban, lem pipa, klep, cutter, kawat, timbangan dan kantong plastic
2) Bahan – bahan yang digunakan : - Kotoran ayam sebagai bahan baku - Kotoran sapi sebagai starter - Air
2
3
Keterangan : 1 = digester biogas 2 = pipa
3 = valve 4 = water trap
5 = penampung gas ( bola plastik )
Gambar 1. Skema Peralatan Pembuatan Biogas
Prosedur Percobaan Pembuatan Starter
1) Campurkan 15 kg kotoran sapi dan 15 kg air ke dalam sebuah digester, aduk hingga merata.
2) Masukan campuran bahan-bahan tadi ke dalam drum tertutup yang bervolume 19 liter. Biarkanlah digester tersebut dalam kondisi tertutup rapat.
3) Digester tersebut disimpan selama 7 (tujuh) hari di tempat yang aman dan terlindung.
4) Selama penyimpanan, lakukanlah pengguncangan pada digester tersebut.
Menyiapkan Bahan Baku
Mempersiapkan kotoran ayam sebagai bahan baku sesuai dengan komposisi yang dibutuhkan untuk setiap digester.
Menempatkan Bahan Baku dan Starter ke dalam Unit Peralatan
1) Masukan kotoran ayam sebagai bahan baku bersama dengan air dengan perbandingan 1:1 ke dalam digester yang bervolume 19 liter, kemudian aduk hingga merata.
2) Masukan starter ( kotoran sapi ) yang telah disiapkan ke dalam digester yang telah diisi air dan kotoran ayam, kemudian aduklah hingga merata.
3) Setelah tercampur rata, tutup digester dengan penutup yang telah dipasangi pipa,
valve dan botol air yang dilengkapi dengan logam perekat.
4) Pasang bola plastik di ujung pipa yang telah dipasang gabus dan dihubungkan dengan selang plastik melalui klep pada bola plastik. 5) Biarkan valve atau keran dalam keadaan
terbuka.
6) Biarkanlah digester-digester tadi selama 5 hari, 10 hari, 15 hari, 20 hari dan 25 hari. Selama waktu ini proses fermentasi akan berlangsung dan gas yang dihasilkan akan terjebak di dalam digester dan gas akan mengalir memenuhi bola plastik.
7) Selama proses fermentasi berlangsung, periksalah apakah ada kebocoran gas dari digester. Bila terjadi kebocoran segera di tambal dengan cat. Untuk mengetahui adanya kebocoran dapat dilakukan dengan cara membasahi dinding digester dengan air sabun. Kebocoran akan terlihat dengan adanya buih pada daerah yang bocor tersebut.
1
4
Jurnal tetapi senya
l Teknik Kimi HASIL DAN
Pada penel nakan adalah
sebagai start proses fe entasi anae uraian senyaw nik menjadi s
prosesnya s.
Produksi bi entasi serta k
digunakan. D posisi masuka sebagai bah gai starternya gai berikut:
5 kg kotoran s kg kotoran sap 5 kg kotoran s
Dari hasil gunakan Ga ah persen m awa. Gas
analisa senyaw dari hasil ana awa CH4, N2
lain tid matrograph. S CO2, karena k
angkit bioga a gas tersebu
apatkan ber ndung dalam m tungan mengg
Dari perhitu ar 0,0107 m am satuan mg k grafik – gra
Kadar Senyaw
mbar 2. Grafi berbagai maca baku terhad
5 10w
ia No. 1, Vol. N PEMBAHA
itian ini bah kotoran aya ernya. Proses ermentasi an erob merup wa organik at
senyawa-seny tidak memer
iogas tergantu komposisi da alam penelitia an yang terdi han baku da dengan tiga
sapi dan 7,5 kg pi dan 5 kg ko sapi dan 2,5 kg
analisa s as Chromato mol dari mas Chromatro wa H2, O2, N2
alisa hanya did dan O2 seda
dak terdetek Sedangkan unt kesalahan dari as dan huma
ut tidak dih rat (massa) media (bola) m gunakan rumu
ungan didapa mol kemudian g dan diaplik afik dibawah in
wa CH4
fik Kadar CH4
am komposisi dap waktu fer
15 20
waktu fermen
19, Januari 2 SAN
han baku ya m dan kotor s yang dipak naerob. Pros pakan pros au bahan-bah yawa lain ya rlukan oksig
ung pada wak ari bahan ba an ini digunak iri dari kotor n kotoran sa
variasi ukur
g kotoran aya otoran ayam
g kotoran aya ampel deng ograph didap sing – masi ograph dap
2, CH4 dan CO
dapat kompos angkan senyaw ksi oleh G
tuk senyawa i konstruksi a
an error ma hasilkan. Unt ) total ya maka digunak
s gas ideal. atkan mol to n dikonversik kasikan kedala
ni.
dalam produk masukan bah rmentasi
25
Dari gra enyawa CH4 y
omposisi mas Waktu ferment ariasi waktu y ari dan 25 har ermentasi sela metana yang ebesar 33,92 ihasilkan dari ang terdiri da otoran sapi, aat waktu ferm erlihat bahwa ermentasi sen aat waktu fe metana sudah
ebesar 2,4 mg ari digester k yam dan 5 kg Dari ket enghasil senya omposisi mas an 5 kg koto ada hari ke-1 ang terbesar. eaksi puncak d eaksi yang
embentuk sen ari ke-25 ga arena menur akteri pembe alnya dengan ang tidak me akteri pemben ecara sempurn
.2.Kadar Sen
Gambar 3. Gr berbagai mac baku te
Dari gra ata yang palin masukan yang an 2,5 kg kot yang dihasilk ukan terhadap tasi disini yai yaitu , 5 hari, ri, dimana dala
ma 24 jam. D paling banya mg yaitu sen komposisi m ari 5 kg kotor
proses terben mentasi 15 ha a pada hari nyawa metana ermentasi ke
mulai terbe senyawa met omposisi mas kotoran sapi. tiga variasi k awa metana y ukan dengan oran sapi, da 5 adalah kad Karena pad dari pembentu
sempurna d nyawa metana as metana tid runnya aktiv
entuk gas t waktu fermen enghasilkan g ntuk metana b na.
yawa O2
rafik Kadar O2
cam komposis erhadap waktu
afik di atas, k g tinggi terda
terdiri dari 7 toran sapi. Pa
10waktu fer15 20
P dapat dilihat kan dari tiga
p waktu ferm itu terdiri dar 10 hari, 15 h am 1 hari dila Dari grafik, se ak terbentuk nyawa metana masukan di d
ran ayam dan ntuknya adalah ari. Dari grafi
i ke lima a belum terb sepuluh se entuk sedikit tana yang diha
sukan 5 kg k
komposisi ma yang terbesar 5 kg kotoran an senyawa m dar senyawa m da masa ini
ukan biogas, dari bakteri-b na. Sedangkan dak terbentu vitas dari b tersebut, dem ntasi 5 hari p gas metana belum bisa be
2 dalam produ
si masukan ba u fermentasi
kadar oksigen apat pada kom ,5 kg kotoran ada digester d
0 25
rmentasi (Har
age 23 kadar variasi mentasi. ri lima hari, 20 akukan enyawa yaitu a yang digester
n 5 kg h pada ik juga waktu bentuk, enyawa yaitu asilkan kotoran
asukan, adalah n ayam metana metana terjadi terjadi bakteri n pada
k lagi
bakteri-mikian ertama karena ereaksi
uk dari ahan
n rata-mposisi n ayam dengan
Page 2 berisi oksige tetapi dalam kadar ok dingkan deng ya pada hari k a pada waktu mendominasi sedikit.
Sedangkan an 2,5 kg kot sedikit diban kan yang terdi ak dibanding ilkan dari kom an ayam.
Besarnya ndung di d ya faktor lin
ri-bakteri dala n baku dan awa samping oksigen. Ting s sangat berp awa metana enakan bak awa metana butuhkan oksi en pada pro ebabkan bakt terbentuk seny
Sebenarnya, digunakan, air yang be en yang terk masih terda m tempat pen
k yang mena berisi air terse Semakin ban el maka gas
sedikit dan ikasikan untuk k memasak a k.
Kadar Senyaw Dari grafik ungan N2 sa
ungan N2
posisi masuka g kotoran sap
fermentasi ha ukan selama 2 posisi masuka kg kotoran sa i. Jika dilihat N2 pada fe
alami kenaik ke-25. Sedan
toran ayam d ksigennya p
gan dua kom ke-15 yaitu seb u fermentasi in i sehingga ka
pada komp oran ayam ka ndingkan den iri dari 7,5 kg gkan dengan mposisi masuk
senyawa o dalam sampe
ngkungan da am komposisi starter yang atau produk gginya kadar
pengaruh pad a (CH4).
kteri pengur bersifat anae igen. Jika terd oses fermenta teri pengurai yawa metana. , dalam strukt telah disiapk rfungsi untuk kandung dalam apat oksigen y nampungan g andakan bahw ebut kurang m nyaknya oksig metana yang n biogas in
k kebutuhan ataupun sebag
wa N2
di bawah in angat tinggi
tertinggi an 2,5 kg kot
pi yaitu sebe ari ke 15. W 24 jam dalam an 7,5 kg kot api, kandunga dari grafik, te ermentasi har kan kembali p ngkan pada k
an 5 kg kotor paling rend mposisi masuk besar 50,24 m ni kadar meta adar oksigenn
posisi masuk adar oksigenn ngan kompos g ayam dan leb
oksigen ya kan dengan 5
oksigen ya el dikarenak an reaksi d i masukan ya g menghasilk samping beru oksigen dala da pembentuk Hal terseb rai pembent erob atau tid dapat kandung asi maka ak mati dan tid
tur alat digese kan botol ya k menyerap g m sampel, ak yang masuk gas yaitu bo wa kinerja d maksimal.
gen dalam sua terbentuk ak ni tidak dap
sehari-hari ba gai pembang
ni dapat dilih dalam biog terdapat pa toran ayam d esar 224 mg Waktu fermenta
m 1 hari. Unt toran ayam d an N2 nya ju
erjadi penurun ri ke 20 teta pada fermenta komposisi 5
Jur
rnal Teknik K otoran ayam enurunan kad ermentasi hari
Banyakn erdapat dalam embentukan
ka kadar N ipastikan kad
ingginya kad aitannya den ngkungan sek iogas. Hal te uman error engambilan s menganalisa sa danya kebo menampung fe i lingkungan roses fermenta
Dari has Gas Chromatog
O2. Sedangk
iogas seharus gar dapat dib
teratur juga mempunyai k metana tetapi
enelitian ini. esalahan pada erancangan d arena human
dak dihasilka hromatograph
Gambar 4. Gr berbagai mac
baku te
. KESIMP
) Dari hasil pada setiap jumlah dan 0 nya kandunga m biogas san senyawa met N2 dan O2 t
dar metana ar N2 dalam
ngan banyak kitar yang mas
ersebut biasa atau kesa sample ataupu ample. Selain i ocoran pada ed sehingga m
sekitar bis asi.
sil analisa de graph tidak d kan dari re snya didapatk
entuk menjad a didapatkan
kandungan hal itu ti Hal tersebut a saat melaku dan penggun
error sehin n dan tidak t h.
rafik Kadar N2
cam komposis erhadap waktu
ULAN
analisa didap p komposisi
komposisi yan 10waktu15 ferm20
Vol. 19, Januar kotoran sapi g signifikan 15,64 mg N2.
an N2 dan O2
ngat mempen tana dalam b tinggi maka
nya akan r biogas sang aknya udara
suk kedalam s anya terjadi alahan pada
un pada saat itu bisa dikare a digester
menyebabkan sa terikut ke
engan menggu didapatkan se eaksi pemben
tkan senyawa di gas metana n senyawa
terbanyak s tidak terjadi
dikarenakan ukan riset baik
naan alat m ngga senyawa terdeteksi ole
2 dalam produ
si masukan ba u fermentasi
patkan gas m masukan d ang berbeda.
0 25
mentasi (Hari
ri 2013 terjadi pada
2 yang
ngaruhi biogas. dapat rendah. at erat
dari sample karena saat t akan enakan
yang n udara edalam
unakan enyawa ntukan a CO2
a. Dari CO2
setelah pada terjadi k pada maupun
a CO2
eh Gas
uk dari ahan
metana dengan
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 19, Januari 2013 Page 25 2) Komposisi masukan berpengaruh terhadap
komposisi biogas yang dihasilkan, dimana didapatkan hasil gas metana yang terbesar yaitu 33,92 mg dengan komposisi masukan 50 : 50 (5 kg kotoran sapi dan 5 kg kotoran ayam).
3) Waktu tinggal berpengaruh terhadap komposisi biogas dan lamanya waktu proses terbentuknya gas metana, dimana waktu optimum terbentuknya gas metana yaitu pada hari ke-15 dengan besar gas metana adalah 33,92 mg.
DAFTAR PUSTAKA
Agung, Pambudi. 2008. Pemanfaatan Biogas sebagai Energi Alternatif, Universitas Surakarta.
Anonim. 1977. Digester Gas Bio. Kerjasama Pusat Teknologi Pembangunan ITB dengan Program Badan Urusan Tenaga Kerja Sukarela Indonesia (BUTSI) Departemen Tenaga Kerja, Transmigrasi dan Koperasi. Bandung : Pusat Informasi Dokumentasi PTP-ITB.
Anonim. 2011. Biobakteri. Diakses pada tanggal 25 November 2011 dari
www.wikipedia.org/Bakteri
Anonim. 2011. Cara Membuat Biogas dari Kotoran Hewan dan Sampah. Diakses pada tanggal 20 Desember 2011 dari
www.rumahenergi.com
Anonim. 2011. Sistem Peralatan Gas Kromatografi. Diakses pada tanggal 20
Desember 2011 dari http://www.scribd.com /doc/41991857/
Sistem-Peralatan-Kromatografi-Gas
Anonim. 2010. Biogas. Diakses pada tanggal 18
Desember 2011 dari www.anneahira.com/ biogas.htm
Anonim. 2010. Manfaatkan Kotoran Sapi Untuk Biogas. Diakses pada tanggal 16 November 2011 dari
www.forumwarga.net/produkwarga/manf aatkan-kotoran-sapi-juadi-buat-biogas/
Anonim. 2010. Biogas dari Rumput Laut.
Diakses pada tanggal 16 November 2011 dari http://www.bbrp2b.kkp.go.id
Anonim. 2010. Definisi Kromatografi Gas.
Diakses pada 25 Februari 2012 dari
http://restiyanaagustine.wordpress.com/
Bahrin, David, Mutiara Bunga Pertiwi dan Destilia Anggraini. 2011. Pengaruh Jenis Sampah, Komposisi Masukan dan Waktu Tinggal Terhadap Komposisi Biogas Dari Sampah Organik Pasar Di Kota Palembang. Jurnal Teknik Kimia Universitas Sriwijaya Inderalaya
Conniwanti. P, Anthon Herlanto dan Inneke Anggraini. 2009. Pembuatan Biogas dari Ampas Tahu. Jurnal Teknik Kimia Universitas Sriwijaya.Inderalaya.
Hambali, E. 2007 . Bioenergi . Jurusan Teknik Pertanian: IPB Bogor
Lansida. 2011. Gas Kromatografi . Diakses pada tanggal 20 Januari 2011 dari
http://lansida.blogspot.com/2010/06/gc-kromatografi-gas.html
Octavia Henry, Yunitasari. 1992. Pembuatan Biogas dari Kombinasi Campuran
Kotoran Sapi dan Sampah Pasar. Laporan Penelitian, Teknik Kimia, Universitas Diponegoro.
