Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 1
PEMBUATAN GAS BIO DARI SERBUK GERGAJI,
KOTORAN SAPI, DAN LARUTAN EM4
Tri Kurnia Dewi*, Claudia Kartika Dewi
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas SriwijayaJl. Raya Palembang Prabumulih, Ogan Ilir
Abstrak
Pengolahan limbah organik menjadi biogas merupakan salah satu upaya untuk menciptakan sumber energi terbarukan. Salah satu upaya tersebut adalah pemanfaatan limbah dari penggergajian kayu dan kotoran sapi. Biogas merupakan sebuah proses produksi biogas dari material organik dengan bantuan bakteri.Kandungan utama dari biogas adalah gas metana. Gas metana terbentuk karena terjadinya proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri metana atau bakteri metanogenik sehingga terbentuk gas metana (CH4), yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas maupun untuk menghasilkan listrik. Limbah dari penggergajian kayu atau serbuk gergaji memerlukan waktu yang cukup lama untuk dilakukan proses fermentasi, sebab serbuk gergaji masih mengandung lignin sehingga sulit untuk diuraikan. Penguraian serbuk gergaji akan mempercepat proses fermentasi biogas, maka dalam penelitian ini digunakan Effective Microorganisme (EM4) agar serbuk gergaji lebih cepat diuraikan.
Kotoran sapi mengandung bakteri metanogenik yang membantu dalam proses fermentasi sehingga mempercepat proses pembentukan biogas. Percobaan ini telah diteliti dengan menggunakan Gas Kromatografi, sehingga dari penelitian ini didapatkan hasil konsentrasi terbaik yakni konsentrasi kotoran sapi pada 55,5 %, konsentrasi serbuk gergaji 22,2%, dan konsentrasi larutan Effective Microorganisme
(EM-4) 10,25%.
Kata kunci : biogas, serbuk gergaji, Effective Microorganisme
Abstract
The processing of organic waste into biogas has become one of the effort to create renewable energy sources. One of the effort is by using sawmill waste and cow manure. Biogas is a process of biogas production from organic material by some bacterias. The main content of the biogas is methane gas. Methane is formed due to anaerobic fermentation (without air) by methane bacteria or methanogenic bacteria to form methane (CH4), which when it burned to produce heat or energy to generate electricity. Waste from sawmills or sawdust require a long time to do the fermentation process, because sawdust contains of lignin so it is difficult to decomposed. Decomposition of sawdust will accelerate the biogas fermentation process, so in this study used an Effective Microorganisms (EM-4) in order to make it quick decomposed of sawdust. Cow manure contains methanogenic bacteria that aids in the fermentation process so as to accelerate the process of formation of biogas. This experiment has been studied by using Gas Chromatography, so the result of this study showed that the best concentration of cow manure at 55.5 %, sawdust concentration of 22.2 %, and the concentration of the solution Effective microorganisms (EM - 4) 10.25 %.
Keywords : biogass, sawdust , Effective Microorganisms
1. PENDAHULUAN
Sumber energi yang dapat diperbaharui dan dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif sederhana yakni energi biogas.Biogas yang dihasilkan sebagian besar berupa gas metana.Pengolahan limbah biomassa menjadi biogasmenjadi salah satu upaya untuk menciptakan sumber energi terbarukan, dan dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik,salah
satunya yakni memanfaatkan limbah dari penggergajian kayu dan kotoran sapi.
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 2 dalam penelitian inidigunakan Effective
Microorganisme (EM4) agar serbuk gergaji
lebih cepat terdekomposisi.
Effective Microorganisme (EM4) adalah
sejenis bakteri yang dibuat untuk membantu dalam pembusukan sampah organik sehingga dapat dimanfaatkan dalam proses pengkomposan.Serbuk gergaji dibusukkan dengan bantuan bakteri yang terkandung dalam
Effective Microorganisme (EM4).Kotoran sapi
merupakan media organik yang cocok sebagai sumber penghasil biogas, karena mengandung bakteri penghasil gas metana yang terdapat dalam perut sapi. Bakteri metanogenesis berperan dalam pembusukan. Bakteri tersebut membantu dalam proses fermentasi sehingga mempercepat proses pembentukan biogas.
Pada penelitian ini, digunakan campuran serbuk gergaji, larutan Effective
Microorganisme (EM4), dan kotoran sapi untuk
menghasilkan biogas.
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana prosespembuatan biogas dari serbuk gergaji, kotoran sapi, dan campuran larutan EM4.
Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh konsentrasi kotoran sapi,konsentrasi serbuk gergaji, konsentrasi larutan Effective
Microorganisme (EM4)terhadap gas metana
yang dihasilkan.
Ruang lingkup penelitian meliputi :
1) Sawdust atau serbuk gergaji, sebagai bahan baku pembuatan biogas, berasal dari jenis kayu meranti, yang diperoleh dari usaha perabotan rumah tangga jalan Demang Lebar Daun, Palembang, diambil sehari setelah penggergajian kayu, pada bulan Januari 2013.
2) Kotoran Sapi sebagai starter untuk pembuatan biogas, diperoleh dari Peternakan Sapi di jalan Kancil Putih, Palembang.Kotoran sapi dihasilkan sehari sebelum pengambilan sampel kotoran sapi, pada bulan Januari 2013.
3) Larutan Effective Microorganisme (EM-4)
didapatkan dari toko alat – alat pertanian, di pasar Cinde, Palembang, pada bulan Januari 2013.
4) Variabel – variable yang dipelajaripada penelitian ini adalah sebagai berikut : -Konsentrasi kotoran sapi dan air dengan
perbandingan berat 1 : 1, yaitu: 1 kg, 2 kg, 3 kg, 4 kg, dan 5 kg
konsentrasi serbuk gergaji dan larutan EM4 2 kg.
-Konsentrasi serbuk gergaji yang digunakan, yaitu :
0,4 kg, 0,8 kg, 1,2 kg, 1,6 kg, dan 2 kg
konsentrasi kotoran sapi telah ditentukan dan larutan EM4 2 kg.
-Konsentrasi larutan Effective
Microorganisme (EM4)dan air dengan
perbandingan berat 1 : 1, yaitu : 0,4 kg, 0,8 kg, 1,2 kg, 1,6 kg, dan 2 kg. konsentrasi serbuk gergaji dan kotoran sapi tidak divariasikan.
Manfaat penelitian ini yaitu memberikan informasi tentang proses pembuatan biogas dari kotoran sapi, serbuk gergaji, dan larutan
Effective Microorganisme (EM4)secara spesifik
serta memberikan informasi mengenai alat-alat yang digunakan atau digester sederhana yang dapat digunakan untuk produksi biogas.
Gas metana terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri metana atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas. Fungsinya mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa) sehingga terbentuk gas metana (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas.Pembuatan biogas dapat memanfaatkan semua jenis bahan organik yang belum dimanfaatkan secara optimal, seperti serbuk gergaji dan kotoran sapi. Dalam proses pembuatan biogas diperlukan bakteri anaerobik yang terdapat dalam kotoran sapi untuk proses fermentasi.
Serbuk gergaji merupakan salah satu limbah bahan organik yang belum dimanfaatkan secara optimal. Perlakuan khusus perlu dilakukan agar unsur yang terdapat pada serbuk gergaji cepat terurai, sehingga serbuk gergaji menjadi lebih mudah diproses dalam pembuatan biogas yakni dengan menggunakan larutan Effective Microorganisme-4 (EM-4).
Tabel 1. Komposisi Kimia Kayu Meranti
(Shorea spp.)
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 3 mempercepat proses pembentukan biogas.Pada
percobaan ini digunakan variasi dari konsentrasi antara kotoran sapi, serbuk gergaji dan larutan
Effective Microorganisme (EM-4).
Larutan Effective Microorganisme (EM4)
adalah larutan yang mengandung bakteri yang dapat membantu dalam menguraikan sampah organik sehingga dapat dimanfaatkan dalam proses fermentasi dan pengomposan.Dalam teknik pengomposan ini daun dibusukkan dengan bantuan bakteri EM4. Kandungan EM terdiri dari bakteri fotosintetik, bakteri asam laktat,actinomicetes, ragi dan bakteri fermentasi. Agar sampah organik cepat terurai, sampah tersebut harus dibusukkan. Salah satunya adalah dengan menggunakan larutan Effective
Microorganisme (EM-4).
Biogas dihasilkan apabila bahan bahan organik terdekomposisi senyawa-senyawa pembentuknya dalam keadaan tanpa oksigen atau biasa disebut kondisi anaerobik. Proses dekomposisi dilakukan oleh bakteri dan mikroorganisme yang hidup di dalam tanah. Sebagian besar kandungan yang terdapat pada biogas berupa gas metana (CH4). Selain itu biogas juga mengandung karbondioksida (CO2) dan gas lainnya yang didapat dari hasil penguraian bahan organik, seperti kotoran hewan. Untuk menghasilkan biogas, bahan organik yang dibutuhkan ditampung dalam biodigester. Material organik yang telah dicampur dalam digester (reaktor) akan diuraikan dengan bantuan bakteri metanogen dan mikroba lain.Proses penguraian bahan organik terjadi secara anaerob (tanpa oksigen). Biogas terbentuk pada hari ke 4-5 sesudah biodigester terisi penuh, dan mencapai puncak pada hari ke 20-25. Biogas yang dihasilkan sebagian besar terdiri dari 50-70% metana (CH4), 30-40% karbondioksida (CO2), dan gas lainnya dalam jumlah kecil(Deublein, D. 2010).
Tabel 2. Rentang Komposisi Biogas
KOMPONEN %
Metana (CH4) 55 – 75
Karbondioksida (CO2) 25 – 45 Nitrogen (N2) 0 – 0,3
Hidrogen (H2) 1 – 5
Hidrogen Sulfida (H2S) 0 – 3 Oksigen (O2) 0,1 – 0,5
Sumber : www. wikipedia.org, 2007
Manfaat Biogas antara lain :
1) Masyarakat tak perlu menebang pohon untuk dijadikan kayu bakar.
2) Proses memasak jadi lebih bersih, dan sehat karena tidak mengeluarkan asap.
3) Kandang hewan menjadi semakin bersih karena limbah kotoran kandang langsung dapat diolah.
4) Sisa limbah yang dikeluarkan dari biodigester dapat dijadikan pupuk sehingga tidak mencemari lingkungan.
5) Dapat berkontribusi menurunkan emisi gas rumah kaca melalui pengurangan pemakaian bahan bakar kayu dan bahan bakar minyak. 6) Relatif lebih aman dari ancaman bahaya
kebakaran.
(Sumber : Suhenda,C. 2010)
Pada proses pembentukan biogas yang dilakukan adalah kotoran sapi dikumpulkan ke dalam tangki plastik yang kedap udara, yang disebut dengan tanki digester. Di dalam digester tersebut kotoran dicerna dan difermentasi oleh bakteri.Gas yang dihasilkan akan tertampung dalam digester. Terjadinya penumpukan produksi gas akan menimbulkan tekanan, tekanan pada gas tersebut yang digunakan untuk bahan bakar atau pembangkit listrik.
Dalam pembuatan biogas, bahan baku memiliki peranan penting dalam proses pembentukan biogas. Salah satu cara menentukan bahan baku organik yang sesuai untuk menjadi bahan masukan sistem biogas adalah dengan mengetahui perbandingan Karbon (C) dan Nitrogen (N) atau disebut rasio C/N.
Tabel 3. Rasio C/N Pada Bahan – Bahan Organik
BAHAN RASIO C/N
Kotoran bebek 8
Kotoran manusia 8
Kotoran Ayam 10
Kotoran Kambing 12
Kotoran Domba 19
Kotoran Kerbau/sapi 24
Enceng gondok 25
Kotoran gajah 43
Jerami (jagung) 60 Jerami ( padi) 70 Jerami (gandum) 90 Gergajian > 200
(Karki, R. 1984)
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 4 lain-lain merupakan bahan makanan pokok bagi
bakteri anaerobik. Unsur karbon (C) digunakan untuk energi dan unsur nitrogen (N) digunakan untuk membangun struktur sel bakteri. Perbandingan C/N yang paling baik adalah 30. Hal ini menunjukkan bahwa perbandingan C/N perlu diperhatikan dalam pembentukan biogas.
Proses fermentasi anaerob terbagi atas empat tahapan proses yaitu:
1)Hidrolisis
2)Fermentasi (asidogenesis) 3)Asetogenesis, dan 4)Metanogenesis (Deublein,D. 2008)
Bakteri yang terdapat di dalam bio digester sangat berperan penting dalam pembentukan biogas. Ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan biogas:
1)Kelompokbakteri fermentatif, yaitu: Steptococci, Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae.
2)Kelompok bakteri asedogenik, yaitu Desulfovibrio.
3)Kelompok bakteri metana, yaitu: Methanobacterium, Methanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus. (Tchobanoglous, G. 2003)
Adapun mekanisme reaksi pembentukan biogas yaitu:
1) Reaksi Hidrolisa senyawa selulosa menjadi glukosa :
(C6H10O5)n + nH2O n(C6H12O6)
2) Asidogenesis (Fermentasi) menjadi : a) C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 b) C6H12O6 + 2H2 2CH3CH2COOH +
2H2O
c) C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2
3) Asetogenesis :
a) C2H5OH + 2H2O CH3COOH + 3H2 b) CH3CH2COOH CH3COOH +
CO2 + 3H2 c) CH3CH2CH2COOH 2CH3COOH +
2H2
4) Methanogenesis :
a) CH3COOH CH4 + CO2 b) 4H2 + CO2 CH4 + 2H2O (Deublein, D. 2008).
Faktor – faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan biogas antara lain:
1) Faktor Biotis 2) Faktor Abiotis
a. Kadar Air Umpan b. Kadar Temperatur
c. Aerasi d. pH
e. Pengadukan f. Starter (Hidayat, Nur. 2009).
Ada beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reaktor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reaktor terapung (Floating drum), reaktor jenis balon, jenis horizontal, jenis lubang tanah dan jenis forrecement. Dari keenam jenis digester biogas, yang sering digunakan adalah jenis kubah tetap (Fixed-dome) dan jenis drum mengambang atau disebut juga dengan Floating drum (Naufal, M. 2013).
Analisis kromatografi gas adalah suatu metode analisis pemisahan komponen kimia secara fisika. Komponen-komponen yang akan dipisahkan didistribusikan diantara dua fasa, yaitu fasa diam dan fasa gerak. Fasa gerak dapat berupa gas atau cairan dan fasa diam dapat berupa padatan atau cairan. Fasa gerak berfungsi membawa sampel, sedang fasa diam berfungsi untuk mengadsorpsi/partisi komponen (Lansida, 2010).
Gas Chromatography merupakan suatu
teknik analisis yang mencakup metoda pemisahan dan metoda penentuan baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Bentuk analisis lengkap ini merupakan keunggulan utama dari kromatografi. Terdapat dua klasifikasi besar dalam kromatografi yaitu kromatografi gas dimana fasa gerak adalah gas dan kromatografi cairan yang mempunyai fasa gerak berbentuk cairan. Pada awalnya kromatografi gas hanya digunakan dalam analisis gas, tetapi dengan kemajuan teknologi, kromatografi gas dapat digunakan untuk analisis bahan cair dan padat dengan syarat bahwa bahan yang akan dianalisis mudah menguap atau bisa diderivatisasi terlebih dahulu menjadi bahan yang mudah menguap (Lansida, 2010).
Peralatan Gas Kromatografi terdiri dari : a) Injektor (injection port)
b) Kolom (column) c) Detektor (detector)
d) Pemanas (oven)
e) Amplifier
f) Rekorder (recorder) g) Gas pembawa (carrier gas)
h) Pengatur aliran dan tekanan (flow controller
and pressure regulator)
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 5 yang akan dipisahkan, biasanya dalam bentuk
larutan, lalu disuntikan ke dalam aliran gas tersebut. Kemudian cuplikan dibawa oleh gaspembawa ke dalam kolom dan di dalam
kolom terjadi proses
pemisahan.Komponencampuran yang telah terpisahkan satu persatu meninggalkan kolom.
Suatu detektor diletakan di ujung kolomuntuk mendeteksi jenis maupun jumlah komponen campuran. Hasil pendeteksian direkam dengan recorder dandinamakan kromatogram yang terdiri dari beberapa peak. Jumlah peak yangdihasilkan menyatakan jumlah komponen (senyawa) yang terdapat dalam campuran. Luas peak bergantung kepada kuantitas suatu komponen dalam campuran. Peak yang berada dalam kromatogram berupa senyawa segitiga maka luasnya dapatdihitung berdasarkan tinggi dan lebar peak tersebut(Lansida, 2010).
Peralatan gas kromatografi dapat bekerja dengan maksimal apabila dilakukan optimasi dengan cara coba-coba, diantaranya optimasi suhu (Lansida, 2010).
a) Suhu Injektor (injector) b) Suhu Kolom (column) c) Suhu Detektor (detector)
Dari penelitian sebelumnya yang berjudul Pengaruh Perlakuan Bahan Baku, Jenis dan Jumlah Mikroba, Volume Air, dan Waktu Reaksi Terhadap Fermentasi Biogas dari Kulit Pisang Lilin, selain menggunakan mikroba, penelitian ini menggunakan kulit pisang lilin sebagai starternya.Salah satuvariabelnya adalah waktu fermentasi, dimana dari penelitian ini didapatkan bahwa waktu fermentasi yang menghasilkan jumlah metana yang terbesar adalah pada hari ke-15 dan gas metana yang dihasilkan adalah sebesar 2,234 %.
Penelitian yang berjudul Pengaruh Jenis Sampah, Komposisi Masukan dan Waktu Tinggal Terhadap Komposisi Biogas Dari Sampah Organik Pasar Di Kota Palembang, dimana variabelnya adalah komposisi masukan, waktu fermentasi dan komposisi biogas yang dihasilkan. Penelitian ini menggunakan kotoran sapi sebagai starternya. Waktu fermentasi yang menghasilkan jumlah metana yang terbesar adalah pada hari ke-21 dan besarnya gas metana yang terbentuk adalah sebesar 54,03 %.
Pada penelitian ini dipelajari tentang bagaimana proses pembuatan biogas dengan memvariasikan konsentrasi dari serbuk gergaji, kotoran sapi, dan larutan EM4.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Variabel –variabel yang dipelajaripada penelitian ini adalah :
1) Konsentrasi kotoran sapi dan air dengan perbandingan berat 1 : 1,
yaitu: 1 kg, 2 kg, 3 kg, 4 kg, dan 5 kg. Massa serbuk gergaji 2 kg dan 0,01% larutan EM4.
2) Konsentrasi serbuk gergaji yang digunakan, yaitu :
0,4 kg, 0,8 kg, 1,2 kg, 1,6 kg, dan 2 kg. Massa kotoran sapi telah ditentukan dan 0,01% larutan EM4 2 kg.
3) Konsentrasi larutan Effective
Microorganisme (EM4) dan air dengan
perbandingan berat 1 : 1, yaitu : 0,4 kg, 0,8 kg, 1,2 kg, 1,6 kg, dan 2 kg. Massa serbuk gergaji dan kotoran sapi tidak divariasikan.
Bahan-bahan yang Digunakan
a) Serbuk gergaji berasal dari jenis kayu meranti, diperoleh dari usaha perabotan rumah tangga jalan Demang Lebar Daun, Palembang, diambil sehari setelah penggergajian kayu, pada bulan Januari 2013.
b) Kotoran Sapi sebagai starter untuk pembuatan gas bio, diperoleh dari Peternakan Sapi di jalan Kancil Putih, Palembang. Kotoran sapi dihasilkan sehari sebelum pengambilan sampel kotoran sapi, pada bulan Januari 2013.
c) Larutan Effective Microorganisme (EM-4)
didapatkan dari toko alat – alat pertanian, di pasar Cinde, Palembang, pada bulan Januari 2013.
Alat-alat yang Digunakan 1) Digester tabung (galon air) 2) Perekat sambungan / klep pipa 3) Valve / keran air
4) Pipa pralon 5) Lem pipa 6) Selang plastik 7) Klep balon
8) Sumbu udara pada balon 9) Penampung gas / balon
Prosedur Penelitian
Tahap persiapan bahan baku
1) Serbuk gergaji, kotoran sapi, air dan larutan EM4 disiapkan terlebih dahulu.
2) Ketiga bahan tersebut dicampurkan sesuai dengan takaran. Agar mudah tercampur rata, campuran dilakukan dengan menggunakan bantuan tongkat kayu.
3) Campuran bahan isian harus bebas dari benda-benda keras yang ada didalamnya. Tahap produksi Biogas
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 6 dibiarkan selama 10 haridi dalam bio
digester.
2) Di dalam digester terjadi proses pembentukan biogas. Gas mulai terbentuk pada hari ke 15 (Amalia, V. 2011).
3) Pada hari ke– 20 gas yang dihasilkan sudah dapat dipergunakan sebagai sumber energi. Valve yang ada pada digester dibuka dan biarkan gas mengalir ke dalam penampung gas untuk diambil datanya dan dianalisa dengan menggunakan balon penampung gas.
Prosedur Analisa
Pengoperasian Varian 450 GC dengan Software Galaxie
Prosedur menjalankan Instrumen :
1) Sumber Gas Helium, Hydrogen dan Udara ditekan dan dibuka untuk memastikan tekanan masing-masing sesuai.
2) PC dinyalakan hingga tampil Startup Windows.
3) GC dinyalakan dengan mengatur power switch pada posisi ON ( I ). Proses inisialisasi ditunggu sampai selesai yang ditandai oleh munculnya home display pada GC.
4) Icon Galaxie diklik sebanyak 2 kali sehingga tampil dialog Galaxie Connection. 5) UserIdentification = analis dimasukkan,
kemudian Project dipilih dan password =
gc dimasukkan, kemudian OK
diklik sehingga tampilWindow Galaxie. 6) Pada menu File dipilih Open
kemudian Open Method. Method ON dipilih/buka.
7) Pada bagian Control diklik button Open View kemudian button diklik untuk mengaktifkan method, sampai status Ready. 8) Langkah 6 – 7 diulangi untuk mengaktifkan
method Operasi, lakukan Monitoring Baseline.
Memulai Single Injeksi:
(1)Pada menu Acquisition dipilih QuickStart sehingga tampil dialog QuickStart.
(2)Method analisa dipilih, kemudian klik OK. (3)Pada area Sample information identitas
injeksi/sample dimasukkan pada field File prefix dan Identifier.
(4)Button Start diklik untuk memulai proses injeksi sample dan tunggu hingga status “Waiting for injection.”
(5)Sample dimasukkan melalui sample-in port kemudian tombol ditekan Start pada GC.
Melihat dan Mencetak Kurva Kalibrasi : 1) Pada menu File dipilih Open dan Open
Calibration Curve.
2) File kurva kalibrasi dipilih, kemudian Open diklik sehingga tampil kurva kalibrasi pada menu bar Calibration. 3) Untuk mencetak result file pada
menu File, Print Preview dipilih. 4) OK diklik untuk membuka Curve report. 5) Untuk mencetak, button diklik.
Prosedure mematikan Instrumen :
(1)Pada menu File dipilih Open kemudian Open Method. Method OFF dipilih / buka. (2)Pada bagian Control, button over view
diklik, kemudian button diklik untuk mengaktifkan method, sampai status Ready dan pastikan bahwa Column Oven = 30 °C dan seluruh injector dan detektor lebih kecil dari 80 °C.
(3)Aplikasi software Galaxie ditutup lalu Quit dipilih pada menu File.
(4)Matikan GC dengan mengatur power switch pada posisi OFF ( 0 ).
(5)Tutup tabung gas. (6)PC dimatikan.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Konsentrasi Kotoran Sapi
Pada percobaan ini variabel yang ditelitiadalah pengaruh konsentrasi kotoran sapi terhadap persen mol gas metana.
Gambar 1. Pengaruh Konsentrasi Kotoran Sapi
Terhadap Kadar Gas Metana (2 kg serbuk gergaji, 2 kg larutan 0,01% EM4, waktu fermentasi 20 hari)
Dari gambar dapat dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi kotoran sapi maka persen mol gas metana yang dihasilkan semakin tinggi pula.
Hal ini disebabkan karena kandungan bakteri Methanobacterium sp. yang terdapat pada kotoran sapi yang semakin banyak dengan naiknya konsentrasi kotoran sapi. Semakin tinggi konsentrasi kotoran sapi, maka semakin banyak juga kandungan bakteri
Methanobacterium sp.Proses metanisasi
merupakan proses pembentukan gas metana (CH4) yang berasal dari asam – asam organik
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 7 dengan bantuan mikroba Methanobacterium
sp.Bakteri ini terdapat pada kotoran sapi.Bakteri ini merupakan bakteri anaerob yang berperan pada proses metanisasi. Bakteri metana atau metanogenik menghasilkan gas metana dari asam asetat, hidrogen, dan karbondioksida.
Pada penelitian ini konsentrasi kotoran sapi pada 55,5 %, memberikan hasil yang terbaik yakni 33,84 % mol gas metana. Selanjutnya nilai ini digunakan sebagai variabel tetap pada penelitian berikutnya.
Pengaruh Konsentrasi Serbuk Gergaji Pada percobaan kedua,dipelajari tentang pengaruh konsentrasi serbuk gergaji terhadap persen gas metana yang dihasilkan.
Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi Serbuk Gergaji Terhadap Mol Gas Metana (5 kg kotoran sapi, 2 kg larutan 0,01% EM4, waktu fermentasi 20 hari)
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi serbuk gergaji maka persen mol gas metana semakin tinggi pula.
Hal ini disebabkan karena serbuk gergaji mengandung banyak unsur Karbon (C) dan Nitrogen (N).Perbandingan rasio Karbon / Nitrogen atau C/N yang terdapat pada serbuk gergaji lebih dari 200.Semakin banyak konsentrasi serbuk gergaji maka semakin banyak unsur Karbon dan Nitrogen yang dapat dicerna oleh bakteri anaerob untuk menghasilkan gas metana.Hal ini membuat semakin banyak biogas yang dihasilkan, sebab terdapat cukup makanan bagi bakteri.Unsur Karbon dalam bentuk karbohidrat, digunakan sebagai sumber energi makanan bagi bakteri anaerob. Unsur Nitrogen dalam bentuk protein, asam nitrat dan ammonia digunakan untuk membangun struktur sel bakteri, sehingga bakteri menjadi lebih banyak, dan lebih mudah dalam proses produksi biogas.
Pada penelitian ini didapatkan konsentrasi serbuk gergaji pada 22,2% memberikan hasil yang terbaik, yakni 21,64 % mol metana. Selanjutnya nilai tersebut
digunakan sebagai variabel tetap pada penelitian berikutnya.
Pengaruh Konsentrasi Larutan Effective Microorganisme (EM-4)
Pada percobaan ini,dipelajari tentang pengaruh konsentrasi larutan Effective
Microorganisme (EM-4) terhadap persen gas
metana yang dihasilkan.
Dari gambar 4.3 dapat dilihatbahwa gas metana yang dihasilkan naik dengan kenaikan konsentrasi sampai harga 10,25%, yakni 49,6% mol gas metana, kemudian mengalami penurunan yang cukup signifikan dangan kenaikan konsentrasi sampai harga 14,53%, yakni 8,33% mol gas metana.
Gambar 3. Pengaruh Konsentrasi Larutan EM4
Terhadap Mol Gas Metana (5 kg kotoran sapi, 2 kg serbuk gergaji, 2 kg larutan 0,01% EM4, waktu fermentasi 20 hari)
Kenaikan gas metana yang dihasilkan pada harga 10,25%, disebabkan karena serbuk gergaji memerlukan larutan EM4 untuk menguraikan kandungan lignin yang terdapat pada serbuk gergaji. Kandungan lignin yang terdapat pada serbuk gergaji adalah sekitar 24,48 – 30%. Larutan Effective Microorganisme
(EM4) mengandung bakteri yang membantu
proses pembusukan limbah organik, sehingga kandungan lignin yang terdapat pada limbah organik menjadi terurai. Limbah organik yang telah terurai memudahkan pembuatan biogas.
Penurunan gas metana yang dihasilkan sampai 14,53%, disebabkan karena larutan EM-4 diduga memiliki kandungan pH yang rendah. Semakin tinggi konsentrasi larutan EM4 yang digunakan maka semakin membuat suasana asam di dalam bio digester. Larutan EM4berupa larutan berwarna coklat dengan pH 3,5–4,0, sedangkan bakteri pembentuk biogas dapat berkembang dengan baik pada keadaan yang agak basa (pH antara6,6 – 7,4) dan pH tidak boleh di bawah 6,2. Pengaturan pH awal proses sangat penting, tahap pembentukan asam akan menurunkan pH awal. Pada pH asam membuat
Serbuk Gergaji (% Berat)
23.13
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 8 bakteri berhenti bekerja menghasilkan biogas,
bahkan mati.
4. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1) Kenaikan konsentrasi kotoran sapi menaikkan persentase mol gas metana yang dihasilkan.
2) Kenaikan konsentrasi serbuk gergaji menaikkan persentase mol gas metana yang dihasilkan.
3) Konsentrasi larutan Effective
Microorganisme (EM4) naik hingga
mencapai harga maksimal pada persentase mol gas metana yang dihasilkan kemudian turun pada harga berikutnya sehingga menurunkan persentase mol gas metana yang dihasilkan.
4) Konsentrasi terbaik yang diberikan pada percobaan ini adalah konsentrasi kotoran sapi pada 55,5%, yakni 33,84% mol gas metana, konsentrasi serbuk gergaji pada 22,2%, yakni 21,64% mol gas metana, dan konsentrasi larutan Effective
Microorganisme (EM-4) pada 10,25%, yakni
49,6% mol gas metana.
Saran
Dari hasil penelitian yang diperoleh, sebaiknya untuk penelitian pembuatan biogas selanjutnya, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan digester yang berukuran lebih besar dan lebih sempurna sehingga menghasilkan gas metana yang lebih banyak.
DAFTAR PUSTAKA
Abdurrachman, O. dan Meitiandari M.
2013.Jurnal Teknik Kimia dan Industri, Vol.2, Pengikatan Karbon Dioksida Dengan Mikroalga Dalam Upaya Untuk
Meningkatkan Kemurnian Biogas.
Semarang: Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro.
Amalia, V. 2011. “Laporan Riset Pengaruh
Perlakuan Bahan Baku, Jenis dan Jumlah Mikroba, Volume Air, dan Waktu Reaksi Terhadap Fermentasi Biogas dari Kulit Pisang Lilin” . Palembang: Fakultas Teknik Kimia Universitas Sriwijaya. Anonim. 2011. “Bagaimana Biogas Bisa
Terbentuk”.
www.desakuhijau.org/bagaimana-biogas-bisa-terbentuk/. Diakses pada tanggal 31 Maret 2013.
Anonim.2011.
www.orbitdigital.net/article/biogas-teknologi-ramah-lingkungan.Diakses pada tanggal 20 Agustus 2013.
Anonim. 2013. “Biogas”.
www.id.wikipedia.org/wiki/Biogas. Diakses tanggal 30 November 2013. Deublein, D. andSteinhauser, A. 2008.Biogas
from Waste and Renewable Resources:
An Introduction. Germany: Wiley-VCH.
Hamabali, E. 2007. Bioenergi. Bogor: Jurusan teknik Pertanian IPB
Hidayat, N. 2009.“Faktor-faktor yang
Berpengaruh Pada Proses Pembentukan Biogas”.www.permimalan g.wordpress.com/2009/09/06/faktor- faktor-yang-berpengaruh-pada-proses-pembentukan-biogas/. Diakses tanggal 25 September 2013.
Karki, R. Biotechnology CBiogas As Renewable
Energy From Organic Waste. Nepal.
Lansida. 2012. “GC Gas Chromatografi”. www.lansida.blogspot.com/2010/06/gc-
kromatografi-gas.html-definisi-kromatografi gas.Diakses pada tanggal 5 Oktober 2013.
Mahajoeno, E. 2008. Jurnal Penelitian Optimasi Produksi Biogas Dari Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Skla
Laboratorium. Bogor: Institut Pertanian
Bogor.
Martawijaya, A. 1989.Atlas Kayu
Indonesia.Bogor: Forest Products
Research and Development Centre. Mekka, S.dan J. Subhan. 2011. Tugas
AkhirStudi Pemanfaatan Limbah
Biomassa Sebagai Bahan Bakar
Tambahan Padapreheater Pt.Semen
Tonasa IV. Makassar: Jurusan Teknik
Mesin Universitas Hasanudin
Naufal, M. 2013. Energi Terbarukan dan
Alternatif.http://energitakterbatas.blogsp
ot.com/2013/03/biogas.html. Diakses pada tanggal 15 Juli 2013.
Octavia, H; Yunitasari. 1992. “Pembuatan Biogas dari Kombinasi Campuran
Kotoran Sapi dan Sampah Pasar”, Laporan
Penelitian, Teknik Kimia, Semarang:
Universitas Diponegoro.
Roihanna, N; Haryanti.danHastuti, R. 2009.
Laporan Penelitian Pengaruh Kompos Dengan Stimulator Em 4 Effective
Microorganisms Terhadap
Pertumbuhan Dan Produksi Jagung Manis (Zea Mays Var, Saccharata).
Semarang: Fakultas MIPA Universitas Diponegoro.
Sabrina, S. 2013. “EFFECTIVE
Jurnal Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014 Page | 9
t.com/2013/06/effective-microorganisme-4-em4-normal-0.html. Diakses tanggal 18 Desember 2013. Suhenda, C. 2010. “Manfaat Biogas dari
Kotoran
Hewan”.www.wismaputih.wordpress.co
m/2010/05/27/aneka-manfaat-biogas-dari-kotoran-hewan/. Diakses pada tanggal 15 Juli 2013.
Tchobanoglous, G. 2003. Wastewater
Engineering, Treatment and Reuse.
