PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) TERHADAP PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT PADA REAKTOR UPLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET-HOLLOW CENTERED PACKED BED (UASB-
HCPB) PADA KONDISI AMBIENT
SKRIPSI
OLEH
SURYA DANA SEMBIRING 140405009
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
FEBRUARI 2019
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) TERHADAP PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT PADA REAKTOR UPLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET-HOLLOW CENTERED PACKED BED (UASB-
HCPB) PADA KONDISI AMBIENT
SKRIPSI
OLEH
SURYA DANA SEMBIRING 140405009
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
FEBRUARI 2019
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) TERHADAP PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT PADA
REAKTOR UPLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET-HOLLOW CENTERED PACKED BED (UASB-HCPB) PADA KONDISI AMBIENT
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sebelumnya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Februari 2019
Surya Dana Sembiring NIM. 140405009
ii
PENGESAHAN SKRIPSI
Skripsi dengan judul:
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) TERHADAP PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT PADA
REAKTOR UPLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET-HOLLOW CENTERED PACKED BED (UASB-HCPB) PADA KONDISI AMBIENT
Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi tanggal 13 Februari 2019 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Medan, Februari 2019 Ketua Departemen Teknik Kimia
Universitas Sumatera Utara
Koordinator Skripsi
Maya Sarah, S.T., M.T., Ph.D., IPM NIP. 197005012000122001
Ir. Bambang Trisakti, M.T.
NIP. 19660925 199103 1 003
LEMBAR PERSETUJUAN
Tim penguji menyetujui perbaikan skripsi:
Nama : Surya Dana Sembiring Nim : 140405009
Judul : Pengaruh Hydraulic Retention Time (HRT) Terhadap Produksi Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Pada Reaktor Uplow Anaerobic Sludge Blanket- Hollow Centered Packed Bed (UASB-HCPB) Pada Kondisi Ambient
Yang telah diperbaiki sesuai saran dari Tim Penguji Pembimbing
Prof. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si ...20 Februari 2019...
NIP: 19680820 199501 1 001
Dosen Penguji I
Ir. Bambang Trisakti, MT ... 20 Februari 2019...
NIP: 19660925 199103 1 003
Dosen Penguji II
Maya Sarah, ST., MT., Ph.D, IPM ...20 Februari 2019....
NIP: 1970051 200012 1 001
i
PRAKATA
Puji dan syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan anugrah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. Skripsi ini berjudul “Pengaruh Hydraulic Retention Time (HRT) Terhadap Produksi Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Pada Reaktor Uplow Anaerobic Sludge Blanket- Hollow Centered Packed Bed (UASB-HCPB) Pada Kondisi Ambient”.
Selama pelaksanaan dan penulisan Skripsi ini, penulis dibantu oleh banyak pihak, sehingga dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Eng. Irvan, M.Si selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan dalam pelaksanaan dan penyelesaian penelitian ini.
2. Ir. Bambang Trisakti, M.T. selaku Dosen Penguji I dan Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia.
3.
Maya Sarah, ST., MT., Ph.D, IPM selaku Dosen Penguji II dan Ketua Departemen Teknik Kimia.4. Elyson Sembiring dan Jumpa Ukur br. Tarigan, Orang tua penulis yang telah banyak mendukung dan membantu penulis dalam menyelesaikan hasil penelitian ini baik secara spiritual maupun material.
5. Seluruh Dosen dan Staf yang memberikan ilmu dan membantu dalam urusan birokrasi selama dikampus.
6. Rekan-rekan peneliti di Laboratorium Ekologi yaitu Andry, Tama, Haikel, Arbie, Eka, Dewi, Immanuel, Agung dan Anshori telah membantu penyelesaian Skripsi.
7. Adinda Trivonia br. Tarigan, rekan tercinta dalam berbagi ilmu, semangat, saran dan doa.
8. Teman-teman seperjuangan Keluarga Mahasiswa Kristen angkatan 2014 Teknik Kimia USU Albert Silean, Andry Sianturi, Boy Andika Sinaga, Clara Natalia, Dinar Rajagukguk, Dewi Novita Sari Sihombing, Elizabeth Cristamore sitinjak, Febri Tuahman Saragih, Fransiska Adventi Simbolon, Herianto Silalahi, Immanuel Putra Riau Hutagaol, Indra Jaya Banjarnahor, Jesica Mentari Hasibuan, Joas Friztalexius Sidauruk, Karla Betmi, Lina Br. Simanjuntak, Lies Widya Naibaho, Meirany Sianturi, , Michael Dillo Ginting, Monica Nathalia Sihaloho, Regy A Putra Ginting, Sasro Arif Purba, Sandro Nadeak, Shelly,
ii
Sicilya Ruth Yudhika, Surya Dana Sembiring, Samuel Oktavianus Purba, Warren Kristoper Sinaga dan Yessi Pakpahan yang banyak memberikan semangat, dukungan dan bantuan selama penelitian dan penyelesaian skripsi ini.
9. The Success Man (TSM) yaitu Andry Hammonang Sianturi, Albert Novian Silaen, Boy Andika Sinaga, Herianto Silalahi, Immanuel Putra Riau Hutagaol, Regy Ananta Ginting, Sasro Arif Purba, dan Samuel Oktavianus Purba yang banyak memberikan semangat dan dukungan selama penelitian dan penyelesaian skripsi ini.
10. Rekan-rekan seperjuangan stambuk 2014 Teknik Kimia yang banyak memberikan semangat, dukungan dan bantuan selama perkuliahan.
11. Adik-adik stambuk 2015, 2016 dan 2017 yang mendukung dan membantu selama perkuliahan dikampus.
12. Rekan-rekan Organisasi IMKA PANDE KALIAGA FT USU yang telah memberi semangat dan sebagai tempat belajar organisasi, keluarga dan belajar budaya karo.
13. Rekan-rekan pecinta alam yang telah menemani berpetualang menikmati alam semesta dikala sedang suntuk hiruk pikuk perkuliahan dan mencari inspirasi baru.
14. Teman-teman Kost A5 No 32, Komplek Citra Garden yang mendukung proses perkuliahan dikost.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu sangat diharapkan adanya kritik dan saran yang membangun untuk membantu dalam penyempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pembaca dan IPTEK.
Medan, 2019
Penulis
vi
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk : Kedua orang tua saya
Elyson Sembiring dan Jumpa Ukur br. Tarigan
Yang telah mengajari dan mendidik saya sampai pada saat ini
Dan kepada
Universitas Sumatera Utara
Untuk kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK)
vii
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Surya Dana Sembiring NIM: 140405009
Tempat/Tanggal Lahir: Sei Buaya, 10 Juli 1996
Nama Orangtua: Elyson Sembiring dan Jumpa Ukur br.
Tarigan Alamat Orangtua:
Dusun III Paritokan Desa Kotarih Pekan, Kec. Kotarih, Kab. Serdang Bedagai, Sumatera Utara
Asal Sekolah:
SD Negeri 101983 Kotarih, Tahun 2002 –2008
SMP Negeri 1 Kotarih, Tahun 2008 - 2011
SMA Negeri 1 Tanjung Morawa, Tahun 2011 – 2014 Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2015/2016 sebagai anggota Divisi Sosial dan Rohani.
2. Ikatan Mahasiswa Karo (IMKA) FT USU periode 2016/2017 sebagai anggota Bidang Pendidikan.
3. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2017/2018 sebagai anggota Divisi Seni dan Olahraga.
4. Ikatan Mahasiswa Karo (IMKA) FT USU periode 2017/2018 sebagai Wakil Ketua.
5. Panitia Natal Teknik Kimia USU tahun 2017 sebagai Ketua.
6. Kerja Praktek di PT. SOCIMAS, Belawan, tahun 2017.
Artikel yang dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah:
1. Jurnal Teknik Kimia USU dengan judul ‘‘Stability of Uplow Anaerobic Sludge Blanket-Hollow Centered Packed Bed (UASB-HCPB) Reactors In Biogas Production At Ambient Conditions’’
viii
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) TERHADAP PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT PADA REAKTOR UPLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET-HOLLOW CENTERED PACKED BED (UASB-
HCPB) PADA KONDISI AMBIENT
ABSTRAK
Digesti anaerob adalah dekomposisi mikroba dari bahan organik menjadi metana, karbondioksida, nutrisi organik dan kompos dalam keadaan menipisnya oksigen dan adanya gas hidrogen.. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pengaruh Hydraulic Retention Time (HRT) dalam proses metanogenesis untuk meningkatkan konversi biogas yang dihasilkan dengan mengunakan reaktor Uplow Anaerobic Sludge Blanket-Hollow Centered Packed Bed
(
UASB-HCPB) pada keadaan ambient.Proses dilakukan dengan memvariasikan HRT, yaitu 45; 25; 10 dan 6 hari dengan pH dijaga konstan pada rentang 6,8 – 7,6. Analisis padatan (TS, VS, TSS, dan VSS), dan COD dilakukan untuk mengkaji perubahan senyawa organik yang didegradasi menjadi biogas menggunakan sampel yang diambil pada 3 titik sampling di sepanjang reaktor. TS tertinggi terdapat pada titik sampling II HRT 6 dengan nilai sebesar 22.000 mg/L.. VSS tertinggi terdapat pada titik sampling II HRT 6 dengan nilai sebesar 13.000 mg/L. Degradasi VS dan COD removal masing-masing sebesar 38,974 % dan 44,154 %. Yield biogas tertinggi dicapai pada variasi HRT 6 yaitu sebesar 4,47 x 10-5L/mg VS.hari dengan konsentrasi metana (CH4) , Karbon dioksida (CO2) dan trace Hidrogen Sulfida (H2S) masing-masing sebesar 88,00 %, 11,00 % dan 0,10%.
Kata kunci : Digesti anaerob, reaktor UASB-HCPB , ambient, Hydraulic Retention Time
ix
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) TERHADAP PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT PADA REAKTOR UPLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET-HOLLOW CENTERED PACKED BED (UASB-
HCPB) PADA KONDISI AMBIENT
ABSTRACT
Anaerobic digestion was the docomposition of microbes from organic matter into methane, carbon dioxide, organic nutrients and compost in oxygen depletion and hydrogen gas. This study aimed to obtain the effect of variation Hydraulic Retention Time (HRT) in the process of methanogenesis to increase the conversion of biogas produced by using a reactor Uplow Anaerobic Sludge Blanket-Hollow Centered Packed Bed
(
UASB-HCPB) at ambient temperature. The process The process was carried out by varying HRT, ei 45, 25, 10 and 6 days with pH kept constant in the range of 6.8 to 7.6. Analysis solids (TS, VS, TSS and VSS), and COD conducted to assess changes in organic compounds degraded into biogas by using a sample of taken on 3 point sampling along the reactor. The highest TS are on point sampling II HRT 6 with the value of 22,000 mg/l. The highest VSS are on point sampling II HRT 6 with the value of 13,000 mg/l. VS degradation and COD removal respectively by 38.974 % and 44.154 %. The highest biogas yield achieved on HRT variations in the amount of 4.47 x 10-5L/mg VS.day with concentration of methane (CH4), carbon dioxide (CO2) and trace hydrogen sulfide (H2S) respectively by 88.00%, 11.00% and 0.010%.Keywords : Anaerobic digestion, reactor UASB-HCPB, ambient, Hydraulic Retention Time
x
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... i
PENGESAHAN SKRIPSI ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN... iii
PRAKATA ... iv
DEDIKASI ... vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS ... vii
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
DAFTAR SINGKATAN ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 5
1.3 Tujuan Penelitian ... 5
1.4 Manfaat Penelitian ... 5
1.5 Ruang Lingkup Penelitian ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Limbah Cair Kelapa Sawit atau Palm Oil Mill Effluent (POME) ... 7
2.2 Digestasi Anaerob ... 9
2.3 Tahapan Digestasi Anaerobik ... 10
2.3.1 Hidrolisis ... 10
2.3.2 Asidogenesis ... 11
2.3.3 Asetogenesis ... 11
2.3.4 Metanogenesis ... 13
2.4 Biogas ... 13
2.5 Reaktor Uplow Anaerobik Sludge Blanket (UASB) ... 14
xi
2.6 Parameter-parameter Penting Digestasi Anaerobik ... 15
2.6.1 Hydraulic Retention Time (HRT)... 15
2.6.2 Alkalinitas ... 16
2.6.3 pH ... 17
2.6.4 Temperatur ... 17
2.6.5 Volatile Fatty Acid (VFA) ... 18
2.6.7 Organic Loading Rate (OLR) ... 19
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 20
3.1 Lokasi Penelitian ... 20
3.2 Bahan dan Peralatan ... 20
3.2.1 Bahan-bahan ... 20
2.3.2.1 Bahan Utama ... 20
2.3.2.2 Bahan Kimia... 20
3.2.2 Peralatan ... 21
3.2.3 Spesifikasi Reaktor UASB-HCPB ... 22
3.3 Persiapan Bahan Baku ... 22
3.4 Deskripsi Proses ... 22
3.4.1 Loading Up dan Operasi Target ... 23
3.5 Analisa Data ... 24
3.6 Analisa Gas ... 28
3.7 Jadwal Penelitian ... 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 30
4.1 Profil Cairan Umpan pada Reaktor UASB-HCPB ... 30
4.2 Pengaruh HRT Terhadap Profil pH dan Alkalinitas ... 31
4.3 Pengaruh HRT Terhadap Pertumbuhan Mikroba ... 32
4.4 Pengaruh HRT Terhadap Degradasi Bahan - bahan Organik ... 34
4.5 Pengaruh HRT Terhadap Total Produksi Biogas ... 36
4.6 Pengaruh HRT Terhadap Komposisi Biogas ... 37
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ... 39
5.1 Kesimpulan ... 39
5.2 Saran ... 39
DAFTAR PUSTAKA ... 40
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Diagram Tahapan Digestasi Anaerobik ... 10
Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan ... 21
Gambar 4.1 Profil Cairan Umpan pada Reaktor UASB-HCPB ... 30
Gambar 4.2 Pengaruh HRT Terhadap Profil pH dan Alkalinitas ... 31
Gambar 4.3 Pengaruh HRT Terhadap Pertumbuhan Mikroba... 33333333
Gambar 4.4 Pengaruh HRT Terhadap Degradasi Bahan - bahan Organik ... 35
Gambar 4.5 Pengaruh HRT Terhadap Total Produksi Biogas ... 36
Gambar 4.6 Pengaruh HRT Terhadap Komposisi Biogas ... 37
Gambar L3.1 Tangki Umpan ... 54
Gambar L3.2 Rangkaian Peralatan ... 54
Gambar L3.3 Gas Meter ... 55
Gambar L3.4 Gas Detector ... 55
Gambar L3.5 Peralatan Analisis pH... 55
Gambar L3.6 Peralatan Analisis M-Alkalinity ... 56
Gambar L3.7 Peralatan AnalisiS TS ... 56
Gambar L3.8 Peralatan Analisis TSS... 57
Gambar L3.9 Peralatan Analisis Chemical Oxygen Demand (COD) ... 57
Gambar L3.10 Timbangan Analitik ... 57
Gambar L3.11 Desikator ... 58
Gambar L3.12 Oven ... 58
Gambar L3.13 Furnace ... 58
Gambar L4.1 Flowchart Prosedur Percobaan ... 59
Gambar L4.2 Flowchart Prosedur Loading Analisis M-Alkality ... 60
Gambar L4.3 Flowchart Prosedur Loading Analisis Total Solids (TS) ... 61
Gambar L4.4 Flowchart Prosedur Loading Analisis Volatile Solids (VS) ... 62
Gambar L4.5 Flowchart Prosedur Loading Analisis Total Suspended Solids (TTS) ... 63
Gambar L4.6 Flowchart Prosedur Loading Analisis Volatile Suspended Solids (VSS) ... 64
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1 Berbagai Penelitian Pengelolahan Limbah Cair Kelapa Sawit
dengan Mengunakan Reaktor UASB ... 3
Tabel 2.1 Karakteristik POME ... 8
Tabel 2.2 Baku Mutu Limbah Cair Kelapa Sawit Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup ... 8
Tabel 2.3 Bakteri Metanogen ... 11
Tabel 2.4 Komposisi Biogas ... 14
Tabel 3.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN III Rambutan ... 22
Tabel 3.2 Jadwal Analisa Influent dan Efluent ... 28
Tabel 3.3 Jenis Kegiatan dan Jadwal Pelaksanaan Penelitian ... 29
Tabel L1.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN III Rambutan ... 46
Tabel L1.2 Data Hasil Analisis pH, Alkalinitas, TS dan VS pada Proses Metanogenesis ... 46
Tabel L1.3 Data Hasil Analisis TSS dan VSS pada Proses Metanogenesis ... 48
Tabel L1.4 Data Hasil Analisis Chemical Oxygen Demand (COD) pada Proses Metanogenesis ... 49
Tabel L1.5 Data Hasil Analisis Komposisi Biogas pada Pengaruh HRT ... 50
Tabel L1.6 Data Produksi Biogas pada Pengaruh HRT ... 50
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA HASIL ANALISA 46
L1.1 KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT ... 46
L1.2 DATA HASIL PENELITIAN PROSES METANOGENESIS ... 46
L1.3 DATA HASIL ANALISIS BIOGAS PADA PENGARUH HRT ... 50
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN ... 51
L2.1 PERHITUNGAN NILAI ALKALINITAS ... 51
L2.2 PERHITUNGAN NILAI VOLATILE SOLID (VS) ... 51
L2.3 PERHITUNGAN NILAI VOLATILE SUSPENDED SOLID (VSS) ... 51
L2.4 PERHITUNGAN REDUKSI COD ... 52
L2.5 PERHITUNGAN PERSENTASE VS YANG TERDEGRADASI... 52
L2.6 PERHITUNGAN PRODUKSI BIOGAS / VS ... 53
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI ... 54
LAMPIRAN 4 FLOWCHART PENELITIAN ... 59
L4.1 FLOWCHART PROSEDUR LOADING UP DAN OPERASI TARGET .. 59
L4.2 FLOWCHART PROSEDUR ANALISIS DATA ... 60
xv
DAFTAR SINGKATAN
UASB Uplow Anaerobic Sludge Blanket
HCPB Hollow Centered Packed Bed
HRT Hydraulic Retention Time
LCPKS Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
PKS Pabrik Kelapa Sawit
POME Palm Oil Mill Effluent
TS Total Solid
VS Volatile Solid
TSS Total Suspended Solid
VSS Volatile Suspended Solid
COD Chemical Oxygen Demand
BOD Biochemical Oxygen Demand
EGSB Expanded Granular Sludge Bed Reactor
ABR Anaerobic Baffled Reactor
ASBR Anaerobic Sequencing Batch Reactor CSTR Continuous Stirred Tank Reactor
AUSFF Upflow Anaerobic Sludge fixed film
VFA Volatile Fatty Acid
OLR Organic Loading Rate
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Indonesia adalah negara produsen minyak sawit terbesar dunia. Pada tahun 2015 produksi minyak sawit adalah ± 33 juta ton (Rahmanulloh dan Wright, 2015). Selain menghasilkan minyak sawit, pabrik kelapa sawit (PKS) juga menghasilkan limbah cair yang biasa disebut dengan limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) ± 82,5 juta ton (Kementrian Lingkungan Hidup, 2014). Kebanyakan instalasi pengolahan LCPKS existing adalah menggunakan sistem kolam terbuka (lagoon) (Jeong, et al, 2014).
Sistem pengolahan kolam terbuka ini bertujuan untuk mengurangi nilai parameter limbah (COD, BOD, dan lainnya) sebelum dibuang ke badan air atau digunakan sebagai aplikasi lahan (land application) (Palaniappan, 1993). Kelemahan dari sistem kolam terbuka ini adalah memerlukan hydraulic retention time (HRT) ± 100 hari sehingga sistem ini membutuhkan lahan yang sangat luas, dan lagi pada kolam anaerob terjadi pelepasan emisi gas rumah kaca (berupa gas CH4, CH2, H2S) ke atmosfer (Hosseini dan Walid, 2013).
Secara umum LCPKS yang keluar dari fat pit suatu PKS bersuhu sekitar 80-90
oC, bersifat asam dengan pH berkisar 4,7 (Sumate, 2011). Kandungan yang terdapat pada LCPKS merupakan zat organik seperti karbohidrat, protein, lemak serta komponen nitrogen dan mineral. Dengan kandungan LCPKS, banyak peneliti yang melakukan penelitian mengenai produksi biogas dari LCPKS (USDA, 2015).
Pada umumnya penelitian mengenai produksi biogas dilakukan pada digestasi anaerob satu tahap. Akan tetapi, terdapat kelemahan pada proses fermentasi satu tahap karena proses hidrolisa yang merupakan proses degradasi senyawa kompleks polisakarida menjadi senyawa yang lebih sederhana seperti disakarida dan monosakarida dilaksanakan secara bersamaan pada satu fermentor (Zhang, et al, 2014). Akibatnya proses hidrolisa kurang efektif karena kondisi operasi pertumbuhan antara mikroorganisme pembentukan asam (hidrolisis dan asidogenesis) dan pembentukan metana (asetogenesis dan metanogenesis) berbeda (Jung, et al, 2000).
Oleh karena itu, banyak peneliti melakukan upaya untuk memisahkan proses digestasi anaerob menjadi dua tahap yang masing-masing tahap dilaksanakan pada fermenter berbeda. Tahap pertama meliputi proses hidrolisis dan asidogenesis
2
sedangkan tahap kedua meliputi proses asetogenesis dan metanogenesis (Rapport, et al, 2008).
Dengan penekanan produksi berkelanjutan, pengolahan limbah diharapkan menghasilkan energi dalam industri kelapa sawit. Pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit sudah dilakukan dengan anaerobik ponding system, filtrasi anaerobik, anaerobic fluidized bed reactor, upflow anaerobic sludge blanket (UASB), expanded granular sludge bed reactor (EGSB), anaerobic baffled reactor (ABR), anaerobic sequencing batch reactor (ASBR), continuous stirred tank reactor (CSTR), dan upflow anaerobic sludge fixed film (UASFF) (Wang, et al, 2015).
Reaktor UASB menunjukkan fitur positif, seperti memungkinkan beban organik tinggi, HRT (hydraulic retention time) rendah, dan memiliki permintaan energi rendah. Pembentukan lumpur granular adalah karakteristik yang membedakan utama reaktor UASB dibandingkan dengan teknologi anaerobik lainnya (Chaisri, et al, 2007).
Bakteri yang hidup di lumpur dalam reaktor UASB, memecah bahan organik menjadi biogas. Gelembung naik mengaduk lumpur tanpa bantuan mekanis (Kaviyarasan, 2014).
Padatan tersuspensi, kandungan minyak dan lemak yang tinggi pada LCPKS menimbulkan masalah operasional pada sebagian besar sistem reaktor UASB (yaitu:
penyumbatan, pembusaan dan pembentukan sampah), yang menyebabkan adanya kompromi terhadap kondisi operasi tertentu (misalnya: OLR, HRT) untuk menghindari ketidakmampuan reaktor. Oleh karena itu, sebuah rancangan baru reaktor UASB-HCPB digunakan untuk mengatasi masalah operasional ini, sehingga dapat menjadi pilihan yang lebih tepat untuk pengolahan LCPKS. Reaktor UASB-HCPB mampu mengkonsumsi COD dan BOD lebih dari 90% (Poh dan Chong, 2014).
Berikut merupakan beberapa penelitian sebelumnya mengenai pengolahan limbah cair kelapa sawit (LCPKS) dengan menggunakan reaktor UASB:
3
Tabel 1.1 Berbagai Penelitian Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Menggunakan Reaktor UASB
Peneliti Judul Metode Hasil
Cheng Fang, Sompong O- Thong,
Kanokwan Boe, dan Irini
Angelidaki (Fang, et al, 2011)
Comparison of UASB and EGSB Reactors Performance, for Treatment of Raw and Deloiled Palm Oil Mill Effluent (POME)
Reaktor UASB 1,5 L dengan volume kerja 1,2 L dioperasikan pada suhu 55 ˚C dengan resirkulasi laju alir internal 18 ml/jam. Variasi bahan baku adalah LCPKS segar dengan temperatur 80-90 ˚C dan LCPKS deoiled dengan temperatur 4 ˚C.
Pada pengolahan LCPKS dengan variasi konsentrasi (substrat dalam air) sebesar 100%, 50%, dan 25% dengan HRT 5 hari, penguraian COD sebesar 65%. 92,5%, dan 95,5. Untuk LCPKS deoiled dengan komposisi dan HRT yang sama
menyajikan hasil yang lebih tinggi.
Maneerat Khemkhao, Boonyarit Nuntakumjorn, Somkiet
Techkarnjanaruk, dan Chantaraporn Phalakornkule (Khemkhao, et al, 2012)
UASB Performance and Microbial Adaptation During a Transition from Mesophilic
to Thermophilic Treatment of Palm Oil Mill Effluent
Substrat untuk operasi UASB, LCPKS disiapkan dalam lima konsentrasi yang berbeda yakni perbandingan air dengan LCPKS adalah 1:10, 2:10, 3:10, 4:10, dan 5:10. Reaksi dilakukan pada suhu 37, 42, 47, 52 dan 57 ˚C. UASB silinder digunakan dengan volume kerja 5,3 liter.
Temperatur termofilik 57 ˚C lebih cocok untuk keberagaman bakteri hidrolisisi, asidogenesis, dan asetogenesis dibandingkan temperatur lain dalam studi ini.
4 P. E. Poh dan M. F.
Chong
(Poh dan Chong, 2014)
Upflow Anaerobic Sludge Blanket- hollow Centered Packed Bed (UASB-HCPB) Reactor for Thermophilic Palm Oil Mill Effluent (POME) Treatment
Reaktor secara konsisten ditetapkan pada suhu 55
˚C melalu seluruh proses dengan pemanas air yang mensirkulasi air panas pada jaket UASB- HCPB. Reaktor diisi dengan larutan LCPKS.
Performa terbaik reaktor dicapai pada OLR 6,66 g/l.hari, HRT 5 dan konsentrasi MLVSS 14,98 g/l. Pada OLR 27,65 g/l. hari, HRT 2 hari dan MLVSS 14,7 g/l adalah kondisi untuk mengurangi 90% BOD dan COD dari LCPKS dan produksi biogas 60% dari metana.
5
Dari table 1.1 dapat disimpulkan bahwa pengolahan LCPKS di dalam reaktor UASB dapat dilakukan di berbagai kondisi temperatur, HRT yang bervariasi, dan volume yang bervariasi. Kondisi yang berbeda menyebabkan pengurangan BOD dan COD yang berbeda dan perolehan volume dan komposisi yang berbeda pula. Ingin diketahui produksi biogas dalam reaktor volume UASB-HCPB tertentu pada kondisi ambient.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Beberapa masalah yang perlu diselesaikan dalam penelitian ini adalah:
Bagaimana pengaruh variasi HRT pada proses produksi biogas pada keadaan ambient.
Oleh karena itu,ingin diketahui HRT terbaik dalam proses produksi biogas dan penguraian senyawa organik dari VS, TS, TSS dan VSS menggunakan LCPKS dengan reaktor UASB-HCPB pada keadaan ambient.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Adapun yang menjadi tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Memperoleh profil proses produksi biogas dalam reaktor UASB-HCPB dalam kondisi ambient yang terlihat melalui perubahan nilai pH dan alkalinitas, TS dan VS, TSS dan VSS dan COD dengan variasi HRT dan memperoleh HRT target.
2. Memperoleh degradasi zat organik dan padatan organik meliputi VS, TS, COD, TSS dan VSS di beberapa titik sepanjang reaktor UASB-HCPB dalam kondisi ambient.
3. Memperoleh pengaruh variasi HRT terhadap produksi biogas di dalam reaktor UASB-HCPB dalam kondisi ambient.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Adapun yang menjadi manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Memberikan informasi untuk produksi biogas dalam reaktor UASB-HCPB dengan kondisi ambient.
6
2. Memberikan informasi degradasi zat organik dan padatan organik dalam reaktor UASB-HCPB dengan kondisi ambient.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ekologi, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Dalam penelitian ini, bahan baku yang digunakan adalah Limbah Cair Kelapa Sawit dari P.T. Perkebunan Nusantara III, Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Rambutan, Kabupaten Serdang Bedagai.
Penelitian dilakukan menggunakan reaktor Up-flow Anaerobic Sludge Blanket Hollow Center Packed Bed (UASB-HCPB) pada kondisi operasi suhu ruangan dengan volume cairan 5,4 liter. Adapun variabel-variabel dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Variabel tetap:
1). Temperatur : 30 OC 2). pH : 7 ± 0.2
2. Variabel bebas: variasi HRT yaitu 40; 25; 10 dan 6 hari
Analisis yang akan dilakukan pada penelitian ini meliputi analisis cairan yang masuk dan keluar dari reaktor dan analisis biogas yang diproduksi. Adapun analisis cairan terdiri dari:
1. Analisis pH
2. Analisis M-Alkalinity (Metode Titrasi)
3. Analisis Total Solids (TS) (Metode Analisa Proksimat) 4. Analisis Volatile Solids (VS) (Metode Analisa Proksimat)
5. Analisis Total Suspended Solids (TSS) (Metode Analisa Proksimat) 6. Analisis Volatile Suspended Solids (VSS) (Metode Analisa Proksimat) 7. Analisis Chemical Oxygen Demand (COD) (Metode Reflux Terbuka)
Analisis pH, M-Alkalinity, TS, VS, TSS dan VSS dilakukan setiap hari, sedangkan analisis COD dilakukan setiap 3 hari. Analisis gas yang dilakukan adalah pengukuran volume biogas setiap hari dengan dengan metode gelas ukur terbalik dan setiap 3 hari dilakukan analisa konsentrasi CH4, CO2 dan H2S mengunakan gas detector.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT ATAU PALM OIL MILL EFFLUENT (POME)
Limbah cair didefinisikan sebagai cairan atau campuran yang terdiri dari materi padat tersuspensi dalam media cair yang terkandung dalam, atau dibuang dari, salah satu bejana, tangki atau wadah lainnya (Ujang, et al, 2010). Palm oil mill effluent (POME) atau limbah cair pabrik kelapa sawit merupakan salah satu limbah agroindustri yang paling sering menyebabkan polusi dan merupakan limbah terbesar dari proses pengolahan kelapa sawit (Yejian, et al, 2011). Limbah cair pabrik kelapa sawit (POME) terutama dihasilkan dari proses sterilisasi, hydrocyclone dan proses klarifikasi di mana banyak menggunakan sejumlah besar uap dan /atau air panas (Bala, et al, 2014), terdiri dari suspensi koloid yang mengandung 95-96% air, minyak 0,6-0,7% dan 4-5% total padatan serta 2-4%
padatan tersuspensi. Komposisi utama POME adalah air, minyak, padatan tersuspensi, padatan terlarut dan pasir (Nukul, et al, 2013). POME merupakan cairan kental berwarna kecoklatan, bersuhu tinggi, bersifat asam dan padatan terlarut dan tersuspensi berupa koloid dan residu minyak dengan kandungan COD yang tinggi (Hadi, et al, 2008). Saat ini, pemulihan produk organik berbasis terbarukan adalah pendekatan baru dalam mengelola POME. Teknologi ini bertujuan untuk memulihkan produk seperti asam lemak volatil, biogas dan polyhydroxyalkanoates untuk mengembangkan keberlanjutan industri kelapa sawit. Selain itu, telah dipertimbangkan bahwa POME dapat digunakan kembali sebagai substrat fermentasi dalam produksi berbagai metabolit melalui kemajuan bioteknologi (Azmi, et al, 2015).
8
Berikut karakteristik POME disajikan pada tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1 Karakteristik POME
Parameter umum Nilai Komponen logam dan lainnya
Elemen Nilai
Ph Minyak BOD3 30 oC COD
Total Solid (TS) Suspended Solid (SS) Total Volatile Solid (TVS) Ammoniacal Nitrogen (AN) Total Nitrogen (TN)
4,2 6000 25000 50000 40500 18000 34000 35 750
Fosfor Potasium Magnesium Kalsium Boron Besi Mangan Tembaga Seng
180 2270
615 440 7,6 47 2,0 0,9 2,3
*Seluruh Parameter dalam mg/L kecuali Temperatur dan pH Sumber : Azmi, et al, 2015
Tabel 2.2 Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup
Parameter Kadar Maksimum (mg/L)
Beban Pencemaran Maksimum (kg/ton)
BOD5 100 0,25
COD TSS
350 250
0,88 0,63
Minyak dan Lemak 25 0,063
Nitrogen Total 50 0,125
pH 6,0-9,0
Debit Limbah Maksimum 2,5 m3 per ton CPO Sumber : Kementrian Lingkungan Hidup, 2014
Selain itu, POME terdiri dari asam organik tinggi dan cocok untuk digunakan sebagai sumber karbon (Azmi, et al, 2015). Oleh sebab itu penelitian ini dilakukan karena adanya potensi dari POME untuk diubah menjadi salah satu energi alternatif yaitu biogas.
9 2.2 DIGESTASI ANAEROB
Digestasi anaerobik dari bahan organik dengan produksi simultan biogas adalah cara yang menarik untuk pengolahan limbah organik ramah lingkungan (Lindmark, et al, 2014). Digestasi anaerobik adalah proses dimana bakteri mendegradasi bahan organik dan mengubahnya terutama menjadi karbon dioksida dan metana. Keuntungan utama dari teknologi ini adalah degradasi komponen organik tanpa penambahan oksigen dan menghasilkan produk samping yang berguna seperti bahan bakar gas dan residu padat yang bisa dijual sebagai pupuk tanah (Kabaouris, et al, 2009). Digestasi anaerobik dapat dipecah menjadi empat langkah berbeda: (i) hidrolisis, dimana senyawa organik kompleks seperti karbohidrat, protein dan lemak dipecah menjadi gula, asam lemak dan asam amino; (ii) asidogenesis, di mana komponen ini dipecah lebih lanjut untuk produk fermentasi misalnya rantai pendek asam organik, alkohol, hidrogen dan karbon dioksida; (iii) asetogenesis, di mana asetat, hidrogen dan karbon dioksida yang dihasilkan dari produk-produk dari asidogenesis; dan (iv) metanogenesis, di mana metana dan karbon dioksida terbentuk (Soetopo, et al, 201). Secara umum digestasi anaerobik dilakukan pada kondisi mesofilik (30 – 37 oC ) dan termofilik (50 - 60 oC) dan terjadi dalam berbagai variasi reaktor seperti reaktor terus menerus tangki berpengaduk (CSTR), reaktor batch, semi-kontinyu, sequencing batch reaktor (Schnürer dan Jarvis, 2009). Dalam rangka meningkatkan kinerja digestasi anaerobik, metode baru seperti metode digestasi anaerobik dua tahap terus dikembangkan. Dari penelitian yang telah dilakukan ditemukan bahwa terdapat tiga keuntungan dibandingkan dengan digestasi anaerobik satu tahap, yaitu waktu penahanan singkat, efisiensi konversi gas yang lebih tinggi dan konsentrasi metana yang lebih tinggi (Kabaouris, et al, 2009).
10 2.3 TAHAPAN DIGESTASI ANAEROBIK
Secara umum digestasi anaerobik memiliki 4 tahapan yaitu : hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis dan metanogenesis.
Tahapan yang terjadi dalam proses digestasi senyawa organik menjadi gas metana ditunjukkan pada gambar 2.1
Gambar 2.1 Diagram Tahapan Digestasi Anaerobik (USDA, 2014)
2.3.1 Hidrolisis
Hidrolisis secara teoritis langkah pertama digestasi aerobik, di mana bahan organik kompleks (polimer) diurai menjadi unit yang lebih kecil (mono dan oligomer). Selama hidrolisis, polimer seperti karbohidrat, lipid, asam nukleat dan protein diubah menjadi glukosa, gliserol, purin dan piridina. Mikroorganisme hidrolitik mengeluarkan enzim hidrolitik, mengkonversi biopolimer menjadi senyawa sederhana dan larut seperti yang ditunjukkan di bawah ini :
11
Selulase, Selobiase, Xilanase, Amilase
Lemak Asam Lemak, Gliserol
Polisakarida Monosakarida
Protein Asam Amino
Gambar 2.2 Reaksi Hidrolisis (Seadi, et al, 2008)
Bakteri yang berperan dalam tahap hidrolisis ini adalah sekelompok bakteri anaerobik, adapun jenis bakteri pada hidrolisis dapat dilihat pada tabel 2.4 berikut:
Tabel 2.3 Klasifikasi Bakteri Hidrolisis Berdasarkan Substrat Yang Diolah Bakteri Substrat yang dihidrolisis
Acetivibrio Karbohidrat /polisakarida
Peptostreptococcus, dan Bifidbacterium Protein
Clostridium Lemak
Sumber : Lang, 2007
2.3.2 Asidogenesis
Selama asidogenesa, produk hidrolisis dikonversi oleh Acidogenic (fermentasi) bakteri ke dalam substrat metanogen. Gula sederhana, asam amino dan asam lemak terdegradasi menjadi asetat, karbon dioksida dan hidrogen (70%) serta menjadi asam volatil lemak (VFA) dan alkohol (30%) (Seadi, et al, 2008).
2.3.3 Asetogenesis
Produk dari asidogenesa, yang tidak dapat langsung diubah menjadi metana oleh bakteri metanogen, diubah menjadi substrat metanogen selama asetogenesis. VFA dan alkohol dioksidasi menjadi substrat metanogen seperti asetat, hidrogen dan karbon dioksida. VFA, dengan rantai karbon lebih dari dua unit dan alkohol, dengan rantai karbon lebih panjang dari satu unit, dioksidasi menjadi asetat dan hidrogen. Produksi hidrogen meningkatkan tekanan parsial hidrogen. Hal ini dapat dianggap sebagai "produk limbah" dari asetogenesis dan menghambat metabolisme bakteri asetogenik. Selama metanogenesis, hidrogen
Lipase
Protease
12
diubah menjadi metana. Asetogenesis dan metanogenesis biasanya berjalan paralel, sebagai simbiosis dari dua kelompok organisme (Seadi, et al, 2008).
Produk yang terbentuk selama asetogenesis disebabkan oleh sejumlah mikroba yang berbeda, misalnya, Syntrophobacter wolinii dekomposer propionat dan Wolfei sytrophomonos dekomposer butirat dan pembentuk asam lainnya adalah Clostridium spp, Peptococcus anerobus, Lactobacillus, dan Actinomyces (Lu, 2006). Asam lemak volatil dengan empat atau lebih rantai karbon tidak dapat digunakan secara langsung oleh metanogen. Asam-asam organik ini dioksidasi terlebih dahulu menjadi asam asetat dan hidrogen oleh bakteri asetogenik penghasil hidrogen melalui proses yang disebut asetogenesis. Asetogenesis juga temasuk pada produksi asetat dari hidrogen dan karbon dioksida oleh asetogen dan homoasetogen. Kadang-kadang proses asidogenesis dan asetogenesis dikombinasikan sebagai satu tahapan saja (Seadi, et al, 2008). Reaksi asetogenesis dapat dilihat di bawah ini :
CH3CH2COOH CH3COOH + CO2 + 3 H2 (asam propionat) (asam asetat)
CH3CH2CH2COOH 2CH3COOH + 2 H2
(asam butirat) (asam asetat)
Gambar 2.3 Reaksi Asetogenesis (Dioha, et al, 2013)
Pada tahap asetogenesis, sebagian besar hasil fermentasi asam harus dioksidasi di bawah kondisi anaerobik menjadi asam asetat, CO2, dan hidrogen yang akan menjadi substrat bakteri metanogen. Bakteri pembentuk oksidasi ini adalah bakteri syntrofik atau bakteri asetogen atau mikroba obligat pereduksi proton. Salah satunya adalah asam propionat akan dioksidasi oleh bakteri Syntrophobacter wolinii menjadi produk yang digunakan oleh bakteri metanogen dalam pembentukan gas metana. Saat bakteri asetogen memproduksi asetat, hidrogen akan ikut terbentuk. Jika terjadi akumulasi pembentukan hidrogen dan tekanan hidrogen, hal ini akan mengganggu aktivitas bakteri asetogen dan kehilangan produksi asetat dalam jumlah besar. Oleh karena itu, bakteri asetogen mempunyai hubungan simbiosis dengan bakteri pembentuk metana yang menggunakan hidrogen untuk memproduksi metana. Hubungan simbiosis ini akan
13
mempertahankan konsentrasi hidrogen pada tahap ini tetap rendah, sehingga bakteri asetogen dapat bertahan (Osuji, et al, 2013).
2.3.4 Metanogenesis
Metanogenesis merupakan langkah penting dalam seluruh proses digestasi anaerobik, karena proses reaksi biokimia yang paling lambat.
Metanogenesis ini sangat dipengaruhi oleh kondisi operasi. Komposisi bahan baku, laju umpan, temperatur, dan pH adalah contoh faktor yang mempengaruhi proses pembentukan gas metan. Digester over loading, perubahan suhu atau masuknya besar oksigen dapat mengakibatkan penghentian produksi metana (Seadi, et al, 2008).
Pada akhirnya gas metana diproduksi dengan dua cara. Pertama adalah mengkonversikan asetat menjadi karbon dioksida dan metana oleh organisme asetropik dan cara lainnya adalah dengan mereduksi karbon dioksida dengan hidrogen oleh organisme hidrogenotropik. Berikut ini adalah reaksi utama (reaksi metanogenesis) yang terlibat dalam konversi substrat menjadi metana dapat dilihat pada reaksi dibawah ini.
CH3COOH CH4 + CO2
2C2H5OH + CO2 CH4 + 2CH3COOH CO2 + 4H2 CH4 +2H2O Gambar 2.4 Reaksi Metanogenesis (Kim, 2014)
2.4 BIOGAS
Biogas adalah gas poduk digester dari aktivitas bakteri anaerobic metanogens yang mendekomposisi senyawa organik. Biogas yang diperoleh dapat digunakan dalam berbagai bidang ekonomi, terutama dalam proses teknologi dan untuk tujuan rekayasa listrik, termasuk berikut:
1. Produksi energi panas di boiler gas dan produksi energi panas dan listrik dalam unit terkait (dari 1 m3 biogas dihasilkan 2,1 kWh energi listrik dan 2,9 kWh panas)
2. Produksi energi listrik di percikan/pengapian atau turbin mesin
14
3. Gas yang diperoleh digunakan sebagai bahan bakar dalam mesin motor/mobil
4. Gas yang diperoleh digunakan dalam berbagai proses teknologi, misalnya dalam produksi metanol.
(Ziemiński dan Frac, 2012).
Biogas adalah istilah teknis untuk gas yang dihasilkan dari digesti anaerobik. Biogas sebagian besar terdiri dari metana dan karbon dioksida, tetapi juga mengandung beberapa impiuritis (hidrogen sulfida, amonia dan hidrogen).
Biogas dengan kandungan metana lebih besar dari 45% bersifat mudah terbakar (Ayu, 2010). Berikut adalah komposisi biogas pada tabel 2.4.
Tabel 2.4 Komposisi Biogas
Sumber : (Ziemiński dan Frac, 2012).
2.5 REAKTOR UPLOW ANAEROBIK SLUDGE BLANKET (UASB)
Reaktor UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) merupakan suatu reaktor anaerob yang mempunyai sistem pengaliran influen dari bawah ke atas (upflow). Mikroorganisme yang bekerja dalam reaktor UASB mendapatkan nutrisi dari kandungan dalam air limbah yang diolah, yang digunakan untuk tumbuh dan berkembang biak (Chaisri, et al, 2007). UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Blanket) merupakan salah satu cara pengolahan limbah secara anaerobik yang dioperasikan secara kontinyu, dalam fermentor UASB limbah dialirkan secara
Komponen Konsentrasi
Metana (CH4)
Karbon dioksida (CO2) Uap Air (H2O)
Sulfida (H2S) Nitrogen (N2) Amonia (NH3) Hidrogen (H2) Oksigen (O2)
Karbon monoksida (CO)
50 – 75 % 24 – 45 % 2 – 7 % 0 – 1 % 0 - 2 % 0 - 1 % 0 - 1 % 0 - 2 % 0- 2 %
15
vertikal dari bagian bawah menuju ke atas melewati Sludge Blanket yang di dalamnya terdapat mikroba pengurai limbah (Kaviyarasan, 2014).
Reaktor upflow anaerobic sludge blanket (UASB) adalah suatu perkembangan yang paling populer dalam sistem digestasi anaerobik untuk pengolahan air limbah dan lebih dari 1000 jenis reaktor tersebut digunakan hampir di seluruh dunia (terutama di negara tropis). Reaktor UASB yang semakin berkembangkan pesat ,dan banyak digunakan dalam proses pengolahan berbagai macam limbah industri karena dinilai sangat efektif. Reaktor ini mempunyai kinerja yang baik untuk pengolahan air limbah padat tersuspensi tinggi dan menghasilkan volume metana yang lebih tinggi. Populasi mikroorganisme (bakteri asetat dan Methanosaeta sp) sangat mempengaruhi laju pertumbuhan lumpur granular. Pembentukan lumpur granular adalah merupakan indikator utama dalam proses digestasi anaerobik. Efisiensi penyisihan COD bergantung pada banyaknya ketersediaan lumpur granular yang terbentuk. Terlebih lagi, pola aliran turbulensi yang terbentuk dapat memecah lumpur, dan memperbanyak kontak limbah dengan biomassa. granulasi / proses pembentukan lumpu granular di dalam blanked reaktor, dipengaruhi oleh jumlah padatan dan hidraulic retention time (HRT) secara khusus dan efisien, sehingga dapat mengurangi waktu pengohan dari hari ke jam (Kaviyarasan, 2014).
2.6 PARAMETER-PARAMETER PENTING DIGESTASI ANAEROBIK Tingkat di mana mikroorganisme tumbuh adalah sangat penting dalam proses digestasi Anaerobik. Parameter operasi digester harus dikendalikan sehingga dapat meningkatkan aktivitas mikroba dan dengan demikian meningkatkan efisiensi sistem degradasi anaerobik sistem (Speece,1996). Beberapa parameter ini dibahas dalam bagian berikut.
2.6.1 Hydraulic Retention Time (HRT)
Waktu Hidrolik Retensi (HRT) adalah jumlah hari bahan tetap di dalam tangki. HRT sama dengan volume tangki dibagi dengan aliran harian (HRT = V / Q). Waktu retensi hidrolik penting karena menetapkan jumlah waktu yang tersedia untuk pertumbuhan bakteri, terutama untuk pertumbuhan bakteri
16
Acidogenic dan hidrolitik untuk konversi berikutnya dari bahan organik ke gas.
HRT ini terkait erat dengan OLR dan konsentrasi substrat, sehingga keseimbangan yang baik harus tercapai untuk operasi digester yang baik (Mun, 2012).
Waktu retensi yang diperlukan untuk penyelesaian reaksi digesti anaerobik bervariasi sesuai, teknologi, suhu proses, dan komposisi limbah yang berbeda.
HRT yang lebih rendah diperlukan dalam digester yang dioperasikan dikisaran suhu termofilik. Sebuah reaktor dengan padatan tinggi yang beroperasi direntang suhu termofilik memiliki waktu retensi 14 hari (Wong, et al, 2013).
Menurut persamaan (HRT = V / Q), meningkatkan beban organik mengurangi HRT. Waktu retensi harus cukup panjang untuk memastikan bahwa jumlah mikroorganisme dihilangkan pada effluent (digestate) tidak lebih banyak dari jumlah mikroorganisme yang direproduksi. Laju duplikasi bakteri anaerob biasanya 10 hari atau lebih. HRT yang singkat menyediakan laju aliran substrat yang baik, tapi menghasilkan yield gas yang rendah. Oleh karena itu, penting mengadaptasi HRT untuk laju dekomposisi spesifik dari substrat yang digunakan.
Mengetahui HRT ditargetkan dapat mengetahui input bahan baku harian dan laju dekomposisi substrat, agar memungkin untuk menghitung volume digester diperlukan (Seadi, et al, 2008).
2.6.2 Alkalinitas
Alkalinitas adalah ukuran kapasitas untuk menetralisir asam dan terutama disebabkan oleh garam-garam dari asam lemah. Alkalinitas merupakan salah satu konsep yang paling sentral karena mengontrol pH. Alkalinitas harus diakui sebagai salah satu faktor utama dalam semua perlakukan anaerobik terdiri dari spesies yang berbeda dari garam asam lemah, sehingga sangat nyaman dan konvensional untuk mengungkapkan semua alkalinitas sebagai CaCO3 dalam satuan mg/ L. Karena CO2 sering melebihi asam lemah lainnya dalam sistem anaerobik dengan aktivitas mikroba, alkalinitas bikarbonat yang cukup harus hadir untuk menetralkan dan karena itu sangat penting. Dalam sistem anaerobik garam asam volatil juga berkontribusi terhadap alkalinitas pada pH netral, tetapi tidak tersedia untuk netralisasi penambahan asam volatil meskipun mereka mungkin
17
merupakan sebagian besar dari total alkalinitas. Sistem anaerob beroperasi dalam rentang pH netral di mana bikarbonat adalah spesies yang dominan, sehingga alkalinitas bikarbonat minat utama (Lemmer, et al, 2013).
2.6.3 pH
Bakteri anaerob, khususnya metanogens, sensitif terhadap konsentrasi asam dalam digester dan pertumbuhannya dapat dihambat oleh kondisi asam.
Konsentrasi asam dalam sistem berair dinyatakan oleh nilai pH, yaitu konsentrasi ion hidrogen. Penelitian menunjukan bahwa pembentukan metana relative terjadi pada interval pH 5,5-8,5 dengan rentang pH optimum diantara 7-8 untuk bakteri metanogens. Selama pencernaan dua proses yaitu pengasaman dan metanogenesis membutuhkan tingkat pH yang berbeda untuk kontrol proses yang optimal (Özmen dan Solmaz, 2009).
Dalam kebanyakan kasus, transformasi anaerobik bahan organik dicapai paling efisien pada pH netral, meskipun banyak spesies dapat tumbuh pada pH yang lebih rendah atau lebih tinggi. Nilai pH yang rendah akibat akumulasi produk intermediete berlebih yang merupakan penghambat metanogens yang diakibatkan oleh bakteri Acidogenic. Acidogens dapat tumbuh dan terus menghasilkan asam pada pH rendah (5-6) yang mengintensifkan kondisi penghambatan terhadap metanogens dalam produksi matana (Stamatelatou, et, al, 2011).
2.6.4 Temperatur
Ada beberapa keadaan temperatur untuk proses fermentasi anaerob, berkisar antara 3°C-70°C. Secara umum, dibagi dalam tiga rentang suhu yaitu, pesofilik (<
20°C), mesofilik (20-40°C), dan termofilik (> 40°C) (Christy, et al, 2013).
Tingkat produksi metana meningkat dengan meningkatnya suhu. Di sisi lain, peningkatan suhu pada gilirannya juga akan meningkatkan konsentrasi amonia bebas. Akibatnya, proses akan terhambat dan produksi metana akan berkurang.
Proses pembentukan metana sangat sensitif terhadap perubahan temperatur.
Secara umum ada tiga perubahan dalam rentang suhu yang diterima sebagai efek penghambatan proses. Batas fluktuasi tidak boleh melebihi rentang yang diberikan
18
yaitu; ± 2 °C/jam untuk pesofilik, ± 1 °C/jam untuk mesofilik, dan ± 0, 5 °C/jam untuk termofilik (Özmen dan Solmaz, 2009).
Peningkatan temperatur pada digesti anaerobik memiliki beberapa keuntungan yaitu, dapat meningkatkan kelarutan senyawa organik, meningkat laju reaksi kimia dan biologi, meningkatkan difusi substrat terlarut, meningkatkan tingkat kematian bakteri patogen, terutama di bawah termofilik kondisi, meningkatkan degradasi asam lemak rantai panjang, VFA dan produk intermediate lainnya (Fang, et al, 2010).
2.6.5 Volatile Fatty Acid (VFA)
Pada proses digesti anaerobik, LCPKS pertama kali dikonversi menjadi asam lemak volatil (VFA) oleh bakteri pembentuk asam. Asam lemak volatil kemudian dikonversi menjadi metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2). Dengan demikian, perhatian yang signifikan telah difokuskan pada hubungan antara konsentrasi VFA dan kinerja fermentasi anaerob. Stabilitas proses digesti anaerobik tercermin oleh konsentrasi produk intermediete seperti VFA. VFA adalah senyawa intermediate (asetat, propionat, butirat, laktat), yang dihasilkan selama asidogenesis, dengan rantai atom karbon (C) hingga enam atom karbon.
.VFA adalah senyawa intermediete penting dalam jalur metabolisme fermentasi metana. Konsentrasi VFA yang tinggi dalam sistem dapat menyebabkan penghambatan proses metanogenesis. Hal ini karena bakteri metanogens tidak mampu menghilangkan gas hidrogen (H2) dan VFA yang mudah menguap karena diproduksi di bawah kondisi kelebihan beban atau hadir sebagai inhibitor. Selain itu, akumulasi VFA akan menyebabkan menipisnya kapasitas buffer dan penurunan pH. Oleh karena itu, konsentrasi VFA menjadi pertimbangan utama untuk kinerja terbaik dari proses digesti anaerobik. Dan sangat penting juga untuk memeriksa kondisi optimal dan efisiensi dari digester dengan memeriksa konsentrasi VFA (Wong, et al, 2013).
2.6.6 Pengadukan
Tujuan dari pengadukan dalam digester adalah untuk memadukan bahan segar dengan sludge yang mengandung bakteri. Selanjutnya, pengadukan
19
mencegah pembentukan sampah dan menghindari gradien suhu dalam digester.
Namun pengadukan berlebihan dapat mengganggu mikroba dan pengadukan lambat biasanya lebih disukai (Verma, 2002). Pengadukan akan memberikan kontak yang baik antara substrat dan mikroba untuk memberikan kondisi suhu yang seragam, mengurangi resistensi terhadap transfer massa, dan meminimalkan membangun kondisi lingkungan penghambat. Pengadukan mampu membawa bakteri konsorsium ke dalam kontak substrat. Pengadukan juga akan mengurangi ukuran partikel yang menimbulkan pelepasan biogas dari pencampuran.
Bioreaktor dengan pengaduk telah diterapkan oleh pabrik di bawah Keck Seng (Malaysia) Berhad di Masai Johor sejak 1980. Pabrik kelapa sawit berhasil mengurangi penyisihan 83% COD dan memproduksi metana 62,5% (Mun, 2012).
2.6.7 Organic Loading Rate (OLR)
Tingkat Beban Organik (OLR) adalah ukuran dari kapasitas konversi biologis digestasi anaerobik. Berbagai penelitian telah membuktikan bahwa OLR akan mengurangi efisiensi penyisihan COD (Stamatelatou, et, al, 2011). OLR menentukan berapa banyak kandungan volatile solids (VS) yang masuk ke digester. OLR yang tinggi akan membutuhkan bakteri yang banyak, yang dapat menyebabkan sistem crash, jika tidak disiapkan. Salah satu bahaya meningkatnya OLR bahwa bakteri Acidogenic akan bertindak di awal proses digesti dan berkembang biak dengan cepat jika diberikan substrat yang cukup yang akan menghasilkan asam dua kali lebih cepat. Bakteri metanogens, akan membutuhkan waktu lebih lama untuk meningkatkan populasi mereka, yang tidak akan mampu untuk mengkonsumsi asam yang terbentuk. pH sistem kemudian akan turun, membunuh lebih banyak bakteri metanogens dan menyebabkan proses digestion berhenti. Ini merupakan indikasi awal penurunan produksi biogas dan penurunan nilai pH (Ostrem, 2004).
20
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 LOKASI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Ekologi, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara (USU), Medan.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan-bahan
3.2.1.1 Bahan Utama
1. Starter yang digunakan berasal dari pilot plant yaitu proses digestasi anaerobik tahapan metanogenesis.
2. Sampel bahan baku: Limbah cair pabrik kelapa sawit (PKS) PTPN III Unit Kebun Rambutan, Tebing tinggi.
3.2.1.2 Bahan Kimia
1. Asam klorida (HCl) 0,1 N 2. Aquadest (H2O)
3. Sodium Hydroxide (NaOH) 1 M 4. Natrium Bikarbonat (NaHCO3) 5. Kalium Dikromat (K2Cr2O7) 6. Merkuri (II) Sulfat (HgSO4) 7. Perak Sulfat (Ag2SO4)
8. Amonium Besi (II) Sulfat (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O 9. Ferroin C36H24FeN62+
21 3.2.2 Peralatan
Rangkaian peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah seperti yang terlihat pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Rancangan Rangkaian Peralatan
Measuring cylinder
Biogas outlet
Biogas colector
Effluent
Sampling port 3
Out tank Sampling port 2
HCPB
Sampling port 1
Sludge bed
Excess sludge Peristaltic pump
Feed tank Influent
22
Gambar 3.2 Rangkaian Peralatan
3.2.3 Spesifikasi Reaktor UASB-HCPB
Adapun spesifikasi reaktor UASB-HCPB adalah sebagai berikut:
Diameter reaktor : 9 cm Tinggi reaktor : 96 cm Bahan silinder : Akrilik Diameter hollow : 4,5 cm Diameter packing : 1 cm Tinggi HCPB : 21 cm Bahan packing : PVC
3.3 PERSIAPAN BAHAN BAKU
Bahan baku berupa limbah cair pabrik kelapa sawit diperoleh dari pabrik kelapa sawit (PKS) PTPN III Unit Kebun Rambutan Tebing Tinggi. Sebanyak 120 liter disimpan dalam freezer untuk sementara sebelum digunakan. Hal ini bertujuan agar mikroorganisme yang terdapat didalam bahan baku tidak bekerja ketika disimpan dalam freezer bersuhu rendah dan karakter dalam bahan baku tetap terjaga.
Berikut hasil analisis Karakteristik LCPKS pada tabel 3.1.
23
Tabel 3.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN III Rambutan
Parameter Satuan Hasil Uji Metode Uji
pH - 3,90-4,50 APHA 4500-H
Chemical Oxygen Demand (COD)
mg/L 40.288 APHA 5220B
Total Solid (TS) mg/L 14.000-28.000 APHA 2540B Volatile Solid (VS) mg/L 10.000-26.000 APHA 2540E Total Suspended Solid
(TSS)
mg/L 21.040-25.160 APHA 2540D Volatile Suspended
Solid (VSS)
mg/L 9.040-17.160 APHA 2540E Soluble Chemical
Oxygen Demand (SCOD)
mg/L 19.424 APHA 5220B
Sumber : Lubis, 2018
3.4 DESKRIPSI PROSES
Penelitian ini merupakan proses digestasi anaerobik satu tahap menggunakan reaktor Upflow Anaerobic Sludge Blanked Holo Center Packing Bed (UASB-HCPB) untuk menghasilkan biogas. Pada tahap awal LCPKS yang dicampur dengan starter metanogenesis dengan komposisi campuran 20% starter + 80% LCPKS segar dimasukkan ke dalam tangki pengumpanan, kemudian diaduk sampai homogen.
Campuran tersebut diumpankan ke dalam reaktor dengan volume kerja 5,4 liter dengan kondisi ambient (30 oC).
Proses dimulai dengan perlakuan tanpa pemberian beban organik (batch) sampai pH dan Alkalitasnya stabil (2000 – 4000 ppm). Setelah tercapai kondisi stabil dilakukan tahap kontinu dengan HRT 45, 25, 10 dan 6 hari masing – masing dilakukan pemberian beban organik secara bertahap pada kondisi operasi suhu ambient (30oC), pH 7 0,2 dan Alkalitasnya stabil (2000 – 4000 ppm). Dijaga stabil agar kondisi kehidupan mikroba di dalam reaktor dapat berkembang dengan baik.
Untuk mencegah terjadinya penurunan pH dan alkalinitas dapat ditambahkan NaHCO3 kedalam reaktor dari awal proses sampai akhir operasi.
Dilakukan analisis pH, alkalinitas, COD, TS, VS, TSS, dan VSS selama proses berlangsung. Analisis pH, M-Alkalinity, TS, VS, TSS dan VSS dilakukan setiap hari, sedangkan analisis COD dan gas dilakukan 3 hari sekali sampai akhir proses. Analisa pH, M-Alkalinity, COD menggunakan sampel yang keluar dari
24
overflow pada reaktor, sedangkan analisa TS, VS, TSS, dan VSS menggunakan sampel yang berada pada titik sampling di sepanjang reaktor.
Adapun Biogas yang terbentuk diukur melalui gas meter yang dihubungkan dengan reaktor lalu analisa yang dilakukan adalah komposisi gas CH4, CO2 dan H2S menggunakan gas detector.
3.4.1 Loading Up dan Operasi Target
Adapun prosedur loading up dan operasi target adalah:
1) Starter metanogenesis 20% + 80% LCPKS segar dimasukkan kedalam tangki umpan dan diaduk sampai homogen.
2) Larutan bahan baku dipompakan dari tangki umpan kedalam reaktor dengan volume kerja 5,4 liter.
3) Suhu di dalam reaktor selama proses pada kondisi ambient (30oC).
4) HRT awal dimulai tanpa dilakukan penambahan LCPKS segar karena untuk adaptasi hidrolitik bakteri dengan umpan dimasukkan secara bertahap sampai kondisi pH dan alkalinitas stabil.
5) Setelah pH dan alkalinitas stabil, percobaan dilanjutkan untuk HRT 45, 25, 10 dan 6 hari.
6) pH di dalam reaktor di dijaga konstan pH 7 0,2 selama proses dengan penambahan NaHCO3 hingga pH yang dinginkan tercapai.
7) Dilakukan analisis pada setiap run.
3.5 ANALISA DATA 3.5.1 Analisis M-Alkalinity
Adapun prosedur analisis M-alkalinity adalah:
1) Sampel dimasukkan sebanyak 5 ml ke dalam beaker glass lalu ditambahkan dengan aquadest hingga volume larutan 80 ml.
2) Beaker glass diletakkan di atas magnetic stirrer, dan diletakkan pH elektroda di dalam beaker gelas, kemudian stirrer dihidupkan dan kecepatan diatur sedemikian rupa hingga sampel tercampur sempurna dengan aquadest.
3) Campuran dititrasi dengan larutan HCl 0,1 N hingga pH mencapai 4,8 ± 0,02.
25
4) Analisis M-Alkalinity dilakukan untuk Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) dan limbah fermentasi pada reaktor.
5) M-Alkalinity dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
M-Alkalinity mg NaHCO3 /L =
Sampel Vol
50000 x M x terpakai yang
Vol.HCl HCl
3.5.3 AnalisisTotal Solids (TS)
Adapun prosedur analisis Total Solids (TS) adalah:
1) Cawan penguap kosong yang telah dibersihkan, dipanaskan pada 105oC di dalam oven selama 1 jam. Apabila akan dilanjutkan untuk analisis zat tersuspensi organik, cawan dipanaskan pada 550oC, selama 1 jam.
2) Cawan didinginkan selama 15 menit di dalam desikator, lalu ditimbang.
3) Sampel dikocok merata, lalu dituangkan ke dalam cawan. Volume sampel diatur sehingga berat residu antara 2,5-200 mg.
4) Cawan berisi sampel dimasukkan ke dalam oven, suhu 98oC untuk mencegah percikan akibat didihan air di dalam cawan. Namun bila volum sampel kecil dan dinding cawan cukup tinggi maka langkah ini tidak perlu.
5) Pengeringan diteruskan di dalam oven dengan suhu 103-105oC selama 1 jam.
6) Cawan yang berisi residu zat padat tersebut didinginkan di dalam desikator sebelum ditimbang.
7) Langkah 5 dan 6 diulang sampai didapat berat yang konstan atau berkurang berat lebih kecil 4% berat semula atau 0,5 mg, biasanya pemanasan 1-2 jam sudah cukup. Penimbangan harus dikerjakan dengan cepat untuk mengurangi galat.
8) Kandungan TS dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
mL sampel, volume
1000 B) - tal/L (A
padatan to
mg
Keterangan: A = berat residu kering + cawan porselen, mg B = berat cawan porselen, mg
(3.1)
(3.2)
26 3.5.4 Analisis Volatile Solids (VS)
Adapun prosedur analisis Volatile solids (VS) adalah:
1) Cawan penguap setelah dari TS dipanaskan dengan menggunakan muffle furnace pada suhu 550oC selama 1 jam.
2) Setelah itu cawan penguap didinginkan di dalam desikator hingga mencapai suhu kamar.
3) Berat cawan penguap ditimbang.
4) Kandungan VS dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
mL sampel, volume
1000 B) - latil/L (A
padatan vo
mg
Keterangan: A = berat residu+cawan porselen sebelum pembakaran, mg B = berat residu + cawan porselen setelah pembakaran, mg
3.5.5 Analisis Total Suspended Solids (TSS)
Adapun prosedur analisis Total Suspended Solids (TSS) adalah:
1) Berat kertas saring kering yang digunakan ditimbang.
2) Kertas saring dibasahi dengan sedikit air suling.
3) Sampel diaduk dengan magnetic stirrer untuk memperoleh sampel yang lebih homogen.
4) Sampel dipipetkan ke penyaringan dengan volume tertentu pada waktu contoh diaduk dengan magnetic stirer.
5) Kertas saring dicuci atau disaring dengan 3 x 10 ml aquadest.
6) Kertas saring dipindahkan secara hati-hati dari peralatan penyaring ke wadah timbang dengan aluminium sebagai penyangga.
7) Dikeringkan di dalam oven setidaknya selama 1 jam pada suhu 103ºC sampai dengan 105ºC, didinginkan dalam desikator untuk menyeimbangkan suhu dan massanya.
8) Tahapan pengeringan, pendinginan dalam desikator, dan penimbangan diulangi sampai diperoleh berat konstan atau sampai perubahan berat lebih kecil dari 4%
terhadap penimbangan sebelumnya atau 0,5 mg.
9) Kandungan TSS dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
mL sampel, volume
1000 B) - total/L (A
rsuspensi padatan te
mg
(3.3)
(3.4)
27
Keterangan: A = berat kertas saring + berat residu, mg B = berat kertas saring, mg
3.5.6 Analisis Volatile Suspended Solids (VSS)
Adapun prosedur analisis Volatile Solids (VSS) adalah:
1) Sampel residu hasil analisa TSS dibakar mengunakan api bunsen di dalam cawan porselen yang telah dikering dan diketahui beratnya.
2) Setelah terbakar sempurna atau bebas asap, selanjutnya sampel diabukan di dalam furnace pada suhu 550oC selama 1 jam.
3) Setelah 1 jam, furnace dimatikan dan sampel diambil setelah suhu furnace sekitar 100oC dan disimpan di dalam desikator selama 15 menit lalu ditimbang.
4) Kandungan VSS dapat dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
mL sampel, volume
1000 B) - volatil/L (A
rsuspensi padatan te
mg
Keterangan: A = berat residu + cawan porselen sebelum pembakaran, mg B = berat residu + cawan porselen setelah pembakaran, mg
3.5.7 AnalisisChemical Oxygen Demand (COD) Adapun prosedur analisis COD adalah:
1) Dimasukkan 10 ml contoh uji kedalam erlenmeyer 250 ml.
2) Ditambahkan 0,2 g serbuk raksa (II) sulfat (HgSO4) dan beberapa batu didih.
3) Ditambahkan 5 ml larutan kalium dikromat, (K2Cr2O7) 0,25 N.
4) Ditambahkan 15 ml pereaksi asam sulfat (H2SO4) – perak sulfat (Ag2SO4) perlahan-lahansambildidinginkandalam air pendingin.
5) Dihubungkan dengan pendingin Liebig dan dididihkan di atas hot plate selama 2 jam.
6) Didinginkan dan dicuci bagian dalam dari pendingin dengan air suling hingga volume contoh uji menjadi lebih kurang 70 ml.
7) Didinginkan sampai temperatur kamar, ditambahkan indicator ferroin 2 sampai dengan 3 tetes, dititrasi dengan larutan ferro ammonium sulfat atau FAS 0,1 N sampai warna merah kecoklatan, dicatat kebutuhan larutan FAS.
(3.5)
