PRODUKSI BIOGAS DARI UMBI SINGKONG MENGGUNAKAN PROSES FERMENTASI 2

TAHAP

OLEH : PRIMA FITRIA HILLMAN (0910412042)Pembimbing : Dra. Masdiaty M. Manaf

PENDAHULUAN

Kelangkaan Bahan Bakar

Fosil

Energi Alternatif

Biogas

Singkong

Proses Fermentasi

2 Tahap

TINJAUAN PUSTAKA

Biogas

Gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik pada

proses fermentasi dari bahan-bahan organik, termasuk

diantaranya: kotoran hewan serta limbah domestik (rumah

tangga).

Komposisi Biogas

Komponen %

Metana (CH4)

Karbon dioksida (CO2)

Nitrogen (N2)

Hidrogen (H2)

Hidrogen sulfida (H2S)

Oksigen (O2)

55-75

25-45

0-0.3

1-5

0-3

0.1-0.5

Tahap Pembentukan Biogas :

Gas Metana

KARAKTERISTIK :1. Tidak berbau dan berwarna yang apabila dibakar akan menghasilkan

nyala biru cerah.2. Memiliki berat 20% lebih ringan dibanding udara dan memiliki suhu

pembakaran antara 650-750oC.

Fungsi :Metana dapat digunakan sebagai sumber energi baru, menggantikan sumber energi minyak.

Kandungan metana dalam biogas :Biogas akan mudah terbakar dan memberikan nyala biru apabila memiliki kandungan metana setidaknya 45%

Singkong

Singkong

Tpe Manis

Tipe Pahit

Asam hidrosianat rendah

Asam Hidrosiana

t tinggi

Pakan ternak

Konsumsi manusia

mengandung

mengandung

Digunakan untuk

Digunakan untuk

Biogas

METODOLOGI PENELITIAN

ALAT DAN BAHAN

Bahan : - Singkong pahit, - kultur benih alami, - kultur benih KU, - H2O, - K2Cr2O7 anhidrous, - H2SO4 pekat, - HgSO4, - Ag2SO4, - 1,10- phenantroline

monohydrat, - FeSO4.7H2O, - FAS, - NaOH 0,1N, - indicator fenoftalein.

Alat : -Biodigester sistem fermentasi 2 tahap, -cawan porselen, -neraca analitik, -tanur, -steam bath, -desikator, -oven suhu 103-105oC, -stirrer magnet -pH meter, -culture tube, -labu ukur, -oven, -Erlenmeyer, -buret, -sentrifuge, -biogas meter.

Diagram tangki fermentasi (2 tahap)

Gambar tangki fermentasi (2 tahap)

METODA PENELITIAN

a. Pembuatan Kultur Benih Alami

500 g kotoran sapi 500 g lumpur

- campur dalam wadah plastik+ 5,8 L air - inkubasi selama 2 bulan pada suhu kamar

Kultur benih alami

b. Produksi Biogas 50 g singkong kering

Biogas

- digiling+ 200 mL air

- masukkan dalam tangki asam - inokulasikan 3 L kultur benih alami ke dalam tangki metana - setelah 13 hari fermentasi inokulasikan 3 L benih KU (10%) ke dalam tangki metana - masukkan bubur singkong secara kontinyu setiap hari ke dalam tangki asam - proses fermentasi dilakukan pada suhu ambien dengan rata-rata 33oC

Bubur/Slurry

c. Analisis Sampel

1. Pengukuran pH [Metoda AOAC] pH sampel diukur dengan menggunakan pH meter (Ultra Basic, USA).

2. Pengukuran Chemical Oxygen Demand (COD) [Metoda Bikromat]

10 mL sampel+ 3 mL larutan digest+ 7 mL larutan katalis

Berubah warna

dari hijau menjadi merah

culture tube

Titrasi dengan FAS

Tuang kedalam erlenmeyer

Oven

Dinginkan pada suhu ruangan

Kocok

Tutup Tabung

150oC, 2 jam

+ 3 tetes indikator ferroinn

3. Pengukuran Total Solid (TS)

Cawan porselen

Bobot porselen

Oven

Desikator

25 mL Sampel

Cawan porselen

Oven

Timbang

Desikator

Timbang

Panaskan

Dinginkan

Desikator

Timbang

Hasil

103-105oC,24 jam

Berat konstan

Catat pembacaan

Muffle furnace, 550±50oC

4. Pengukuran Volatil Solid (VS)

Cawan porselen

Bobot porselen

Oven

Desikator

25 mL Sampel

Cawan porselen

Oven

Desikator

Furnace

Desikator

Timbang

Hasil

103-105oC,1 jam

Berat konstan

550oC, 1 jam

5. Pengukuran Volatil Fatty Acid (VFA) [berdasarkan APHA,1980]

100 mL sampel

- sentrifuge dengan kecepatan 1000 rpm selama 5 menit

Supernatan - ambil 50 mL/encerkan hingga 50 mL ke dalam erlenmeyer 250 mL+ 50 mL akuades+ 5 mL asam sulfat 50% - kocok agar asam tidak mengendap di dasar erlenmeyer - distilasi selama 30 menit

150 mL distilat

NaOH 0,1 N, indikator fenolftalein

Titrasi

Hasil warna merah jambu

d. Pengukuran Volume Total Produksi dan Gas Metana

Volume total produksi gas diukur dengan penggantian volume air dalam silinder gas

holder

Gas metana yang terbentuk dideteksi dengan biogas meter

HASIL DAN PEMBAHASAN

Catatan: COD awal adalah 284.200 mg / L Hari 0 diinokulasi dengan kultur benih alami Hari 13 diinokulasi dengan kultur benih KU

Tabel 1 COD rata-rata dan nilai pH limbah setelah fermentasi dengan kultur benih alami selama 11 hari dan dengan kultur unggulan KU selama 31 hari.

Tabel 2 Produksi TS, VS dan VFA dalam tangki fermentasi.

Catatan: Tahapan penstabilan pada hari 23

Menggunakan umbi singkong sebagai substrat dalam digester dua tahap, hasil gas yang maksimum adalah 13,20 L/hari dengan didapatkan kandungan metana

64,3%.

Tabel 3 Produksi biogas dalam tangki fermentasi.

Catatan: Hari 1 berarti Hari 23 dalam sistem fermentasi

Pengukuran produksi metana dari biogas adalah 64,3% (Gambar 1).

Gambar 1 Pengukuran produksi metana oleh biogas meter.

Produksi biogas menggunakan sistem single phase

Bila dibandingkan dengan digester single stage, Anunputtikul dan Rodtong , menemukan bahwa hasil biogas adalah 1,20 L/hari.

KESIMPULAN

- Fermentasi dengan sistem dua fase dapat memberikan kondisi yang lebih cocok untuk bakteri pembentuk asam dan bakteri pembentuk metana dibandingkan fermentasi fase tunggal, sehingga meningkatkan aktivitas digester secara keseluruhan.

- Umbi singkong mentah dapat digunakan sebagai sumber yang baik untuk produksi biogas.

- Produksi optimum biogas adalah 13,20 L/hari dengan kandungan metana 64,3%.

DAFTAR PUSTAKA

- Sirirote, Pramote dkk. 2010. The Production of Biogas from Cassava Tubers. KMITL Sci.Tech.J. Vol. 10 No. 1 Jan. - Jun. 2010.

- Cheng, Xi-Yu and Liu, Chun-Zhao. 2010. Enhanced biogas production from herbalextraction process residues by microwave-assisted alkaline pretreatment. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 85, 127-131.

 - Schaumann Bioenergy. 2010. Biogas production- a

complex process. www.schauman-bioenergy.eu.

TERIMA KASIH

Volatil Solid

VFA

Volatil Solid

- larutan digest (5,1085 g K2CrO7+, 83,5 mL

H2SO4 pekat, dan 4,1625 g HgSO4 dilarutkan denan akuades sampai 500 mL)

- larutan katalis (5,0551 g Ag2SO4 ditambahkan ke dalam 500 mL atau 1,375 g Ag2SO4 ke dalam 0,25 kg H2SO4 pekat. Dibiarkan 1-2 hari untuk melarutkan Ag2SO4)

- FAS (9,8035 g FAS dilarutkan dengan 10 mL H2SO4, kemudian ditambahkan aquadest sampai 500 mL, distandarisasi dengan larutan standar primer K2Cr2O7 0,05 N)