bab ii tinjauan pustaka 2.1 sampah pasarrepository.ump.ac.id/7871/3/rosita laelatul safariah_bab...
TRANSCRIPT
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sampah Pasar
Produksi sayur dan buah di dunia mencapai 1,5 milyar ton/tahun dan
45% dari produksi tersebut merupakan sampah (Mazareli et al., 2016).
Sampah merupakan bahan yang dibuang dari sumber aktivitas manusia
maupun proses alam yang belum memiliki nilai ekonomi. Sampah dibedakan
atas dua jenis yakni sampah basah dan sampah kering. Sampah basah adalah
sampah yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme, sedangkan sampah kering
adalah sampah yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme (Mappiratu,
2011).
Sampah dapat menimbulkan pencemaran lingkungan serta ancaman
terhadap kesehatan manusia baik secara langsung maupun tidak langsung.
Kesadaran masyarakat masih rendah dan hanya memandang sampah sebagai
barang sisa yang tidak berguna dan bukan sebagai sumber daya yang perlu
dimanfaatkan sehingga sampah masih belum dapat dikelola dengan baik
(Sudiran, 2005).
Sampah pasar dapat dijadikan sebagai substrat untuk menghasilkan
biogas melalui Anaerobic Digestion (AD) karena memiliki tingkat
kelembaban dan biodegradabilitas yang tinggi (Yuanyuan et al., 2016).
Karakteristik sampah organik menurut sifatnya dibagi menjadi tiga yakni
karakteristik fisik yang mencakup densitas, kadar air, kadar volatil, kadar abu,
nilai kalor, distribusi ukuran, field capacity, dan permeabilitas kompaksi
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
6
sampah (Tchobanoglous et al., 1993) dan karakteristik biologi yang diukur
dengan cara biodegradability yaitu kemampuan sampah untuk diuraikan
dengan memanfaatkan aktivitas mikroorganisme, dan karakteristik kimia
yang menggambarkan susunan kimia sampah tersebut yang terdiri dari C, N,
O, P, H, dan S. Karakteristik sampah pasar dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Karakteristik Sampah Pasar
Karakteristik Sampah Pasar
Total solid (TS) 9,51%
Volatil solid (VS) 94,8%
Lignin 15%-30%
Selulosa 40%-50%
pH 4,18-5,3
C/N 18,88
Total karbon (TC) 29,65%
Total nitrogen (TN) 1,57%
Kadar air 90,49%
Sumber: Shin et al., 2015
Tabel 2.1 menunjukkan bahwa karakteristik sampah pasar berupa
sayuran sesuai dengan kondisi optimum operasional AD misalnya konsentrasi
VS yang tinggi. Namun, sampah pasar memiliki nilai pH yang rendah (4,18-
5,3) dan perbandingan C/N di luar rentang optimum operasional AD.
Permasalahan pH dan C/N yang tidak optimum dapat diatasi dengan
alternatif pencampuran co-substrat yang memiliki pH dan perbandingan C/N
yang lebih tinggi misalnya feses sapi, sekam padi, dan beberapa jenis substrat
lainnya. Pencampuran substrat juga meningkatkan laju produksi metana dan
mengurangi biaya pengolahan (Zarkadas et al., 2015). Oprasional reaktor
dipengaruhi oleh karakteristik substrat sehingga sangatlah penting untuk
diketehui.
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
7
2.2 Biogas
Teknologi biogas bukanlah merupakan teknologi baru di Indonesia,
sekitar tahun 1980 an sudah mulai diperkenalkan namun sampai saat ini
belum mengalami perkembangan yang bagus (Putri, 2014). Pada umumnya
semua jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan biogas, namun
demikian hanya bahan (padat, cair) homogen seperti kotoran dan urin (air
kencing) hewan ternak yang cocok untuk sistem biogas sederhana (Rahayu et
al., 2009).
Biogas merupakan sumber energi yang berupa gas yang dihasilkan oleh
aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan organik. Gas yang dominan
dihasilkan adalah gas metana (CH4) dan karbondioksida (CO2) (Simmamora,
1989). Secara umum proses anaerobikakan menghasilkan gas methana
(Biogas). Biogas (gasbio) adalah gas yang dihasilkan dari pembusukan
bahan-bahan organik oleh bakteri pada kondisi anaerob (tanpa ada oksigen
bebas). Biogas tersebut merupakan campuran dari berbagai macam gas
antara lain metana (CH4) 40-70%, karbondioksida CO2) 30-60%, hidrogen
(H2) 0-1 %, hidrogen sulfida (H2S) 0-3% (LIPI dalam Rahayu, 2009). Sifat
penting dari gas metan adalah tidak berbau, tidak berwarna, beracun dan
mudah terbakar. Karena sifat gas tersebut, maka gas metan ini termasuk
membahayakan bagi keselamatan manusia (Sugiharto, 2005 dalam
Taufikurrahman, 2011).
Proses anaerob merupakan dasar dari reaktor biogas yaitu pemecahan
bahan organik oleh aktivasi bakteri metanogenik dan bakteri asidogenik pada
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
8
kondisi tanpa udara. Bakteri ini secara alami terdapat dalam limbah yang
mengandung bahan organik seperti kotoran ternak, manusia dan sampah
organic (Haryati, 2006).
Biogas dapat dihasilkan dari pengolahan limbah rumah tangga dan
buangan dari sisa kotoran ternak, dengan demikian biogas memiliki potensi
yang besar untuk dikembangkan karena bahannya dapat diperolehdari sekitar
tempat tinggal masyarakat (Wahyono dan Sudarno, 2012 dalam Sanjaya,
2015).
Biogas dihasilkan apabila bahan-bahan organik terdegradasi senyawa-
senyawa pembentuknya dalam keadaan tanpa oksigen atau biasa disebut
kondisi anaerobik. Dekomposisi anaerobik ini biasa terjadi secara alami di
tanah yang basah, seperti dasar danau dan di dalam tanah pada kedalaman
tertentu. Proses dekomposisi ini dilakukan oleh bakteri-bakteri dan
mikroorganisme yang hidup di dalam tanah. Dekomposisi anaerobik dapat
menghasilkan gas yang mengandung sedikitnya 60% metan. Gas inilah yang
biasa disebut dengan biogas dengan nila heating value sebesar 39 MJ/ m3
kotoran (Mondal dan Das, 2016). Biogas dapat dihasilkan dari dekomposisi
sampah organik seperti sampah pasar, dedaunan, dan kotoran hewan yang
berasal dari sapi, babi, kambing, kuda, bahkan kotoran manusia sekalipun.
Gas yang dihasilkan memiliki komposisi yang berbeda tergantung dari jenis
hewan yang menghasilkannya (Elinur et al., 2010).
Proses pembuatan biogas dilakukan secara fermentasi yaitu proses
terbentuknya gas metana dalam kondisi anaerob dengan bantuan bakteri
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
9
anaerob di dalam suatu digester sehingga akan dihasilkan gas metana (CH4)
dan gas karbon dioksida (CO2) yang volumenya lebih besar dari gas hidrogen
(H2), gas nitrogen (N2),dan gas hidrogen sulfida (H2S). Proses fermentasi
memerlukan waktu 7 sampai 10 hari untuk menghasilkan biogas dengan suhu
optimum 35°C dan pH optimum pada range 6,4-7,9. Bakteri pembentuk
biogas yang digunakan yaitu bakteri anaerob seperti Methanobacterium,
Methanobacillus, Methanococcus dan Methanosarcina (Wilkie et al., 2005).
2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Produksi Biogas
Banyak sedikitnya dari produksi biogas itu dipengaruhi oleh berbagai
macam faktor berikut ini adalah beberapa faktor yang mempengaruhi
produksi biogas menurut Wiranata (2014) sebagai berikut :
1. Konsentrasi Substrat (COD)
Konsentrasi bahan organik sangatlah berpengaruh dalam
perencanaan pembuatan dimensi reaktor dan juga bagi kelangsungan
proses penguraian zat organik kompleks menjadi senyawa sederhana.
Kelemahan perencanaan reaktor dengan kandungan COD yang rendah
adalah kebutuhan dari volume reaktor yang cukup beasar untuk
menampung umpan dari substrat.
2. Kandungan Asam Lemak Organik (Volatile Fatty Acid)
Kandungan Asam Lemak Organik disebut juga dengan (Volatile
Fatty Acid) yang memiliki rumus R-COOH. Asam lemak yang terbentuk
dalam hidrolisis polisakarida pada umumnya adalah jenis rantai pendek
seperti asetat, propionate dan buturat. Konsentrasi asam lemak yang
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
10
jumlahnya tinggi maka akan menyebabkan penurunan Ph reaktor dan akan
membuat terbentuknya asam lemak rantai panjang. Batas konsentrasi asam
asetat yang ditoleransi adalah dibawah 10 mg/L diatas batas tersebut
menyebabkan rusaknya sistem biologi.
3. Laju Pembebanan(Loading Rate)
Laju Pembebanan atau yang biasanya disebut dengan (Loading Rate)
yaitu besran yang menyatakan jumlah material organik dalam suatu satuan
volume yang diumpamakan dapat didegredasi oleh mikroba, yang
kemudian diubah menjadi metana melalui proses biogas melalui proses
biogas oleh mikroba-mikroba pengurai dalam reaktor. Perubahan laju
pembebanan yang mendadak dapat mengakibatkan kenaikan yang setara
dalam produksi asam,yang tidak dapat disesuaikan oleh kenaikan yang
setara dalam pembentukan metana. Pembentukan produk asam asetat (
asam lemak organik) akan mengakibatkan penurunan jumlah pH dan
penghambatan lebih jauh dari produk metan yang terjadi. Satuan laju
pembebanan adalah kg COD/m3 hari.
4. Alkalinitas
Alkalinitas pada proses anaerobik yaitu kemampuan lumpur didalam
reaktor untuk menetralkan asam. Hal ini diperlukan untuk mengimbangi
fluktuasi pH tidak terlalu besar dan tidak sampai mengakibatkan gangguan
pada stabilitas reaktor.
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
11
5. pH
pH merupakan besaran yang menyatakan banyaknya ion H+. Nilai
pH ini dirumuskan sebagai pH = - log (H+). Proses fermentasi anaerobik
sangat tergantung pada nilai pH didalam reaktor. pH rendah yaitu
menyatakan adanya kelebihan proton (H+) didalam reaktor sebabproton
akan berubah menjadi H2 yang merupakan senyawa yang ada didalam
reaktor, pH yang paling efisien untuk operasi adalah 6,0 – 7,5.
6. Temperatur
Temperatur sangatlah mempengaruhi proses pengubahan zat organik
polimer menjadi senyawa yang lebih sederhana didalam reaktor.
Temperatur yang biasa digunakan pada pengoprasian reaktor, maka bakteri
yang terdapat diadalam reaktor dibedakan atas 2 golongan, yaitu :
Mesofilik yang hidup pada sushsu antara 25 - 40 ˚C, dan Termofilik yang
hidup pada suhu antara 40 – 60 ˚C. Temperatur yang paling baik untuk
pertumbukan mikroba mesofilik adalah sebesar 30˚C atau lebih tinggi
sedikit. Bila reaktor anaerobik dioprasikan pada suhu yang lebih rendah
yaitu 20˚C, maka yang terjadi adalah pertumbuhan mikroba pada kondisi
ini sangat lambat dan sulit pada awal operasi untuk beberapa bioreakror.
Inokulasi akan lebih baik apabila dimulai pada suhu sekitar 30˚C.
7. Rasio perbandingan Karbon dan Nitrogen
Rasio C/N merupakan besaran yang menyatakan bahwa
perbandingan jumlah pada atom karbon dibagi dengan jumlah atom
nitrogen. Reaktor dalam proses pembuatan biogas diperlukan sekali karena
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
12
sebagai tempat proses fermentasi. Populasi mikroba di dalam reaktor pasti
memerlukan karbon dan nitrogen. Ketersediaan nitrogen dan carbon
haruslah terpenuhi secara cukup dikarenakan apabila kebutuhan dari
nitrogen ketersediaannya kurang maka akibatnya adalah mikroba tidak
dapat memproduksi enzim yang berperan untuk mencerna karbon. Namun
sebaliknya apabila jumlah nitrogen terlalu banyak maka akibatnya adalah
pertumbuhan mikroba akan terganggu, hal tersebut terjadi apabila
kandungan amonia didalam substrat terlalu tinggi. Kebutuhan jumlah atom
karbon selama respirasi berlangsung untuk setiap 1 atom nitrogen adalh
sebanyak 30 atom karbon. Maka dari itu, nilai C/N yang efektif adalah
sekitar 30.
8. Senyawa Racun dan Penghambat
Inhibitor atau senyawa penghambat dalam proses fermentasi anaerob
dibedakan atas 2 jenis yaitu penghambat kimia dan penghambat fisika.
Penghambat kimia bisa disebut dengan racun diantaranya adalah logam
berat, antibiotik, dan Volatile Fatty Acid (VPA) sedangkan penghambat
fisika adalah temperatur. Pada proses pengolahan yang dilakukan tidak
hanya secara anaerobbik akan tetapi dilakukan pula secara aerobik.
2.4 Proses Fermentasi Anaerobik Biogas
Prinsip pembentukan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik
secara anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan suatu gas
yang sebagian besar berupa metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
13
karbondioksida. Proses dekomposisi dibantu oleh sejumlah mikroorganisme,
terutama bakteri (Ginting, 2007).
Pembentukan metana dilakukan oleh bakteri penghasil metana yang
terdiri dari sub divisi acetocalstic methane bacteria yang menguraikan asam
asetat menjadi metana dan karbondioksida. Karbondioksida dan hidrogen
yang terbentuk dari reaksi penguraian kemudian disintesa oleh bakteri
pembentuk metana menjadi metana dan air (Manurung, 2004).
Proses pembuatan biogas dari digester anaerobik terdiri dari empat
langkah : hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis.
Komposisi biogas terbesar adalah metan dan karbon2 dioksida (CO2), tapi
juga mengandung hidrogen sulfida, nitrogen, oksigen, dan hidrogen. Berikut
ini langkah-langkah pendegradasian biomassa secara anaerobik :
1. Tahap Hidrolisis (Pemecahan Polimer)
Tahapan hidrolisis mengubah polutan organik kompleks (seperti
karbohidrat, lemak, dan protein) menggunakan enzim yang dihasilkan
mikroorganisme hidrolitik menjadi monomer (seperti glukosa, asam
amino, long chain fatty acids). Secara teoritis, senyawa kimia sampah
organik adalah C6H10O4 (Ostrem, 2004). Reaksi yang terjadi pada proses
hidrolisis ditampilkan pada persamaan senyawa
C6H10O4+ 2H2O C6H12O6+ 2H
sampah glukosa
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
14
2. Tahap Asidogenesis
Tahap hidrolisis dilanjutkan oleh tahap pembentukan asam yang
disebut tahap asidogenesis. Pada tahap asidifikasi, bakteri asidogenik akan
mengubah produk hidrolisis menjadi senyawa organik yang lebih
sederhana seperti rantai pendek asam volatil (contohnya propionic, formic,
lacic, butyric, dan succinic), katones (contohnya: ethanol, methanol,
gliserol, aseton), dan alkohol (Zeshan, 2012). Reaksi yang terjadi pada
asidogenesis ditampilkan pada persamaan senyawa berikut :
C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2
glukosa alkohol
C6H12O6 + 2H2 2CH3CH2COOH + 2H2O
glukosa asam propionat
3. Tahap Asetogenesis
Tahap setelah asidogenesis biasa disebut tahap asetogenesis.
Asetogenesis terjadi akibat fermentasi karbohidrat yang diproduksi
menjadi H2, CO2, dan asam asetat. Selain itu, volatile fatty acid (VFA)
yang terbentuk akan menjadi asetat atau propionat dan H2 (Zeshan, 2012).
Dalam kondisi standar, keberadaan H2 akan mengatasi permasalahan
oksidasi yang terjadi dalam AD (Anaerobic Digester). Secara lengkap,
reaksi yang terjadi pada tahap asetogenesis ditampilkan pada persamaan
senyawa berikut :
CH3CH2OH + H2O CH3COOH + H2
etanol asam asetat
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
15
CH3CH2OH + H2O CH3COOH + CO2 + H2
asam propionat asam asetat
CH3CH2CH2COOH + 2H2O 2CH3COOH + 2H2
asam butirat asam asetat
4. Tahap Metanogenesis
Tahap akhir dari proses AD adalah pembentukan metana dari
material yang telah terbentuk ditahap sebelumnya. Pembentukan metana
dapat terjadi dari metanol, asam asetat atau hidrogen, dan karbon dioksida
(Fairus et al, 2011). Proses metanogenesis dibantu oleh mikroorganisme
metanogenik yang diklasifikasikan menjadi dua langkah :
a. Metanogen acetoclastic yang mengubah asam asetat menjadi metana
dan CO2
CH3COOH CH4 + CO2
asam asetat
b. Metanogen hydrogenotropic yang mengubah karbon dioksida dan
hidrogen menjadi metana. Metanogen hydrogenotropic mampu
memproduksi 1/3 dari produksi total metana (Panwar et al, 2011).
CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O
Produk akhir dari proses AD juga menghasilkan beberapa jenis gas
lainnya meskipun konsentrasinya rendah seperti yang ditampilkan pada
Tabel 2.2.
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
16
Tabel 2.2 Komposisi biogas secara umum
Jenis Gas Persentase (%)
Metana (CH4) 50-75
Karbon dioksida (CO2) 25-50
Hidrogen Sulfida (H2S) < 0,1-0,8
Hidrogen (H2) -
Amonia (NH3) < 0,1-1
Air (H2O) 6-6,5
Nitrogen (N2) 3,9-4,1
Oksigen (O2) 0,9-1,1
Sumber: Kwietniewska dan Tys, 2014
2.5 Bakteri Dalam Pembentukan Biogas
Adapun bakteri yang terlibat dalam proses anaerobik ini yaitu bakteri
hidrolitik yang memecah bahan organik menjadi gula dan asam amino,
bakteri fermentatif yang mengubah gula dan asam amino tadi menjadi asam
organik, bakteri asidogenik mengubah asam organik menjadi hidrogen,
karbondioksida dan asam asetat dan bakteri metanogenik yang menghasilkan
metan dari asam asetat, hidrogen dan karbondioksida (Haryati, 2006).
Bakteri-bakteri tersebut memanfaatkan bahan organik dan memproduksi
metan serta gas lainnya dalam siklus hidupnya pada kondisi anaerob. Bakteri
memerlukan kondisi tertentu dan sensitif terhadap lingkungan mikro dalam
digester seperti temperatur, keasaman dan jumlah material organik yang akan
dicerna (Haryati, 2006). Berikut adalah jenis-jenis bakteri yang berperab dan
proses pembentukan biogas :
1. Bakteri Hidrolitik
Bakteri hidrolitik merupakan kelompok bakteri yang dapat
menguraikan senyawa organik komplek menjadi sederhana. Pada tahap
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
17
awal bahan organik komplek didekomposisi dengan proses hidrolisa
menjadi bahan organik sederhana oleh bakteri hidrolitik, bakteri yang
berperan pada tahap ini adalah Clostridium acteinum, Bacteriodes
ruminicola, Bifidobacteriumsp, Eschericiasp, Enterobacter sp, dan
Desulfobio sp (Benito et al., 2010).
2. Bakteri Asidogenik
Bakteri asidogenik merupakan bakteri yang berperan dalam proses
pengasaman. Bakteri tersebut akan mengubah komponen monomer (gula
sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis menjadi asam asetat,
propionat, format, laktat, alkohol, dan sedikit butirat, gas karondioksida,
hydrogen, dan ammonia (Haryati, 2006). Peranan baktri asidogenik pada
pembutan biogas sangatlah penting karena bakteri tersebut dapat
mengubah gula sederhana menjadi asam organik yang selanjutnya
digunakan dalamproses metanogenesis oleh bakteri metanogenik.
Perbandingan antara bakteri asidogenik dengan metanogenik haruslah
seimbang (Haryati, 2006). Bakteri asidogenik yang dapat mengubah bahan
organik sederhana menjadi asam organik diataranya bakteri Lactobacillus
sp, Streptococus sp (Benito el al., 2010).
3. Bakteri metanogenik
Bakteri metanogenik merupakan kelompok bakteri yang dapat
mengubah asam organik menjadi gas metan dan CO2. Kelompok bakteri
metanogenik diantaranya Methanobacterium melianskii, Methanococcus
sp, dan Methanosarcina sp (Benito et al., 2010).
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
18
2.6 Bioaktivator Effective Microorganism 4 (EM-4)
Suatu proses pembentukan biogas di dalam digester yang
memanfaatkan bakteri sebagai sarana untuk memecah senyawa polimer maka
diperlukan media tambahan untuk membantu mempercepat proses fermentasi,
dan salah satu media yang dapat digunakan untuk membantu mempercepat
proses tersebut adalah bioaktivator EM4 (Efective Microorganisme-4)
(Sundari, 2012). EM4 merupakan media berupa cairan yang berisi
mikroorganisme yang dapat memecah senyawa polimer menjadi senyawa
monomernya.
EM-4 (Effective Microorganism-4) merupakan salah satu jenis larutan
yang mengandung bakteri antara lain bakteri dekomposer yang dapat
memecah senyaw polimer (dalam hal ini adalah karbohidrat, lemak, dan
protein) menjadi senyawa monomernya. Semakin banyak jumlah sumber
energi yang dihasilkan maka produksi biogas juga kan semakin tinggi.
Dengan hal tersebut maka akan sangat menguntungkan bagi masyarakat
dikarenakan semakin tinggi produksi biogas, maka kebutuhan bahan bakar
minyak dsebagai sumber energi dapat diminimalisir (Megawati & Aji, 2015).
Jenis-jenis Em4 bisa saja dalam bentuk yang bermacam-macam
tergantung dari produsen/pabrik yang membikin produk dan diberi label
dengan produk mereka seperti STO (solusi tani organik) dan produk sejenis
lainnya.
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
19
Berikut kegunaan dari EM4 :
1. Untuk membuat bokashi atau pupuk fermentasi yaitu bakteri dapat
digunakan sebagai bakteri untuk fermentasi pupuk organik atau abokasi
karena dalam pembuatan pupuk organik tedapat fase fermentasi dan EM4
ini sebagai bakteri dalam proses fermentasi tersebut.
2. Dapat mengurangi bau amoniak dalam kotoran ternak dengan cara
menambahkan EM4 kedalam minuman atau makanan ternak maka bau
kotoran dari ternak tersebut otomatis akan berkurang karena bakteri dalam
EM4 akan mengurai makanan yang ada dalam perut hewan ternak menjadi
sempurna maka dari itu kotoran ternak tidak bau.
3. Dapat untuk membuat pupuk cair seperti yang saya jelaskan yang jelaskan
dalam pembuatan pupuk abokasi yaitu akan membantu dalam proses
fermentasi karena bakteri dalam EM4 yang akan mengurai bahan di dalam
pupuk
2.7 Pengaruh konsentrasi penambahan Bioaktivator Effective
Microorganism 4 (EM-4) pada Laju Pembentukan Biogas Sampah Pasar
Effective Microorganism 4 (EM-4) merupakan bioaktivator yang
berpotensi senagai sumber mikroorganisme dalam proses pembuatan biogas.
Bahan organik difermentasikan dengan bantuan menggunakan EM-4 untuk
kemudian melepaskan hasil- hasil fermentasi berupa alcohol, asam laktat,
gula, vitamin, asam minggu, dan senyawa organik lainnya. (Wididana et al.,
1996 dalam Hidayat et al., 2012). Penambahan Effective Microorganism 4
(EM-4) bertujuan untuk memperpendek fase adaptasi atau fase lag dari
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
20
mikroorganisme saat permulaan proses degradasi, sehingga dari segi waktu
proses pendegradasi, sehingga dari segi waktu proses pendegradasian akan
semakin cepat dan efisien. Disamping itu, penambahan Effective
Microorganism 4 (EM-4) secara teknis mudah didapatkan dipasaran dan
harganya terjangkau (Paturohman., 2009 dalam Hidayat et al., 2012).
Abidin et al., 2012 melakukan penelitian tentang pengaruh konsentrasi
dengan menambahkan EM-4 terhadap produksi biogas. Penelitian tersebut
menggunakan 2 variabel berubah yaitu variabel konsentrasi dan penambahan
EM-4. Penelitian tersebut menggunakan konsentrasi 7% dan 9% dengan
penambahan EM-4 500 ml dan tanpa penambahan EM-4. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa, pada konsentrasi 7% padatan dalam buburan dengan
penambahan 500 ml EM-4 menghasilkan biogas paling besar dengan laju
produksi biogas mengikuti persamaan Y = -0,143 X2 + 21,96 X- 414,7 (R2 =
0,994). Jadi, dapat disimpulkan bahwa dengan menambahkan EM-4 produksi
biogas meningkat.
Romadhoni & wesen., 2015 melakukan penelitian tentang pembuatan
biogas dari sampah pasar. Variabel yang digunakan dalam penelitian adalah
tahap 1 variabel tetap suhu ruangan 30oC, pH alami sampel 7, EM-4 20 mL,
waktu pengamatan 1 Hari sekali, variabel yang diamati Rasio volume sampah
sayuran dan air 100 : 50, 100 : 100, 100 : 150, 100 : 200, 100 : 250. Tahap II
variabel Tetap Suhu Ruangan 30oC pH Alami Sampel: 7, EM-4 : 20 mL,
waktu Pengamatan: 1 hari sekali variabel yang diamati Rasio volume sampah
sayuran dan kotoran ternak; 100 : 0, 90 : 10, 80 : 20, 70 : 30, 60 : 40, 50 : 50.
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
21
Hasil penelitian menunjukkan bahwa volume biogas terbanyak dihasilkan
pada biogas kotoran ternak dan sampah sayuran. Produksi biogas dengan
rasio terbanyak 50 : 50 dihasilkan pada hari ke-5 sebanyak 4,3 mL. pH 7
merupakan pH optimum pada pembentukan biogas dari campuran sampah
sayuran dan kotoran ternak.
Siboro et al., 2013 melakukan penenilitian hasil analisis laboratorium
terhadap limbah sayuran diperoleh bahwa pada awal penelitian mengandung
kadar air 88,78%; pH 7,68; dan rasio C/N 33,56. Pada hari ke 25 setelah
fermentasi dengan penambahan EM4 350 mL dihasilkan pupuk organik cair
dengan 3 kandungan unsur hara tertinggi yaitu 1% N; 1,98% P; 0,85% K;
dan rasio C/N 30, total solid 34,78%; Chemical Demand Oxygen (COD)
2386 mg.L-1; biogas 13 mL; dan pH 5,55.
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018
22
2.8 Kerangka Konsep
Persiapan digester
(galon 19 L)
Pengambilan sampel sampah pasar
mencacah sampah menjadi
ukuran kecil
Memasukkan sampel ke dalam
digester dan nenambahkan air.
Dengan perbandingan 1: 1
Uji lanjut pada digester
Anaerobik
Menimbang sampel 5kg
untuk setiap digester
pH SUHU
Uji ANOVA
BOD Volume Gas
Memasukkan sampel ke dalam
digester dan nenambahkan air.
Dengan perbandingan 1: 1
Menambahkan EM-4 ke masing-
masing digester dg konsentrasi
sejumlah 3%, 5%, 7%, dan 9%
Pengaruh Konsentrasi Starter…, Rosita Laelatul Safariah, FKIP UMP, 2018