produksi biogas dari limbah peternakan …/produksi... · ii tinggal hidraulik pada biodigester...

i

PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN AYAM DENGAN PENAMBAHAN BEBAN ORGANIK DAN WAKTU TINGGAL HIDRAULIK

PADA BIODIGESTER ANAEROB SISTEM KONTINYU

TESIS

Untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar

Magister

Program Studi Biosain

Oleh

Inpurwanto

NIM: S900809009

PROGRAM PASCA SARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN AYAM

MELALUI PENAMBAHAN BEBAN ORGANIK DAN WAKTU

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

TINGGAL HIDRAULIK PADA BIODIGESTER

ANAEROB SISTEM KONTINYU

TESIS

Oleh:

INPURWANTO

NIM.S900809009

Telah disetujui oleh pembimbing

pada tanggal…………………..2012

Komisi Nama Tanda tangan Tanggal

Pembimbing

Pembimbing I. Dr.Edwi Mahajoeno,M.Si ……………… 2012 NIP.196010251997021001Pembimbing II. Dr.Sunarto,MS …………… 2012 NIP.195406051991031002

Mengetahui

Ketua Program Studi Biosain

Program Pascasarjana

Prof.Dr.Sugiyarto,M.Si

NIP.1967043019922031002

PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN AYAM DENGANPENAMBAHAN BEBAN ORGANIK DAN WAKTU TINGGAL HIDRAULIK

PADA BIODIGESTER ANAEROB SISTEM KONTINYU


commit to user

iii

TESIS

Oleh

InpurwantoS900809009

Telah disetujui oleh tim penguji

Jabatan

Tanggal

Nama Tanda tangan

Ketua Prof.Dr.Sugiyarto,M.Si

NIP.196704301992031002 …………………2012

Sekertaris Drs. Marsusi, M.S. Ph. D

NIP. 195007011981031003 …………………2012

Anggota Dr.Edwi Mahajoeno,M.Si

NIP.196010251997021001 …………………2012

Anggota Dr.Sunarto,M.S

NIP.195406051991031002

Telah dipertahankan di depan penguji

Dinyatakan telah memenuhi syarat

Pada tanggal…………………….2012

…………………2012

Mengesahkan

Direktur Program Pasca Sarjana UNS

Prof.Dr.Ir.Ahmad Yunus,M.Si

NIP.196107171986011001

Ketua Program StudI BIosain

Prof.Dr.Sugiyarto,M.Si

NIP.196704301992031002


commit to user

iv

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI TESIS

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:

1. Tesis yang berjudul: “Produksi Biogas Dari Limbah Peternakan Ayam Dengan Penambahan Beban Organik dan Waktu Tinggal Hidraulik Pada Biodegester Anaerob Sistem Kontinyu “ adalah karya penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka. Apabila ternyata di dalam naskah tesis ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur jiplakan, maka saya bersedia tesis beserta gelar MAGISTER saya dibatalkan, serta diproses sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku (UU No.20 Tahun 2003, pasal 25 ayat 2 dan pasal 70).

2. Tesis ini merupakan hak milik Prodi Biosains PPs-UNS. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain harus seijin Ketua Prodi Biosain PPs-UNS dan minimal satu kali publikasi menyertakan tim pembimbing sebagai author. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (6 bulan sejak pengesahan tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka Prodi Biosain PPs-UNS berhak mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Prodi Biosains PPs-UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.

Surakarta, Juli 2012

Mahasiswa

Inpurwanto S900809009


commit to user

v

Inpurwanto NIM S900809009. 2012. Produksi Biogas Dari LimbahPeternakan Ayam Dengan Penambahan Beban Organik dan WaktuTinggal Hidraulik Pada Biodegester Anaerob Sistem Kontinyu. Tesis.Komisi pembimbing I Dr.Edwi Mahajoeno.M.Si II Dr.Sunarto.MS. Program Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Biogas merupakan salah satu sumber energi bahan bakar yang

ramah lingkungan dan terbaharui yang dapat berasal dari bahan organik

limbah eceng gondok dan limbah peternakan ayam. Dengan digester

anaerob limbah tersebut dapat dikonversi menjadi biogas.Tujuan penelitian

untuk mendapatkan produksi biogas maksimal dengan efisiensi

perombakan beban yang tinggi.

Substrat terdiri dari limbah peternakan ayam dan limbah eceng

gondok dicampur dengan air dengan perbandingan 1 : 1. Perlakuan

dengan penambahan beban organik/Organic Loading Rate(OLR) dan waktu

tinggal hidraulik /Hydraulic Retention Time(HRT) yaitu 50kg/hari dengan

HRT 34 hari, 70kg/hari HRT 24 hari, 90kg/hari HRT 19 hari, 110kg/hari HRT

15 hari dan 130kg/hari HRT 13 hari. Pengisian beban setiap hari masing-

masing selama 5 hari.Variabel pengamatan meliputi produksi biogas per

hari, COD, TS, VS, pH dan suhu diukur setiap hari. Data yang diperoleh

dianalisis diskriptif..

Produksi biogas maksimal dan efisiensi perombakan COD, TS dan

VS tertinggi dicapai pada pengisian beban 110kg/hari dengan HRT 15 hari

yaitu sebesar 492, 68 liter/hari dengan suhu rata-rata 28,4 0C dan pH rata-

rata 7,54, efisiensi perombakan COD, TS, dan VS tertinggi sebesar

91,8%, 36,4% dan 58,4%.

Kata kunci: Biogas, efisiensi perombakan,limbah peternakan ayam, digester

anaerob.


commit to user

vi

INPURWANTO. NIM. S900809009. 2012. Production Of Biogas From Waste of Chicken Manure With The Addition of Organic Load and Hidraulic Retention Time In Biodigester Anaerobic Continuous System. Thesis. Supervisor I Dr. Edwi Mahajoeno. M. Si. II. Dr. Sunarto. MS. Bioscience Program, Post GraduatesProgram Sebelas Maret University of Surakarta

Biogas is one of the fuel energy sources that are environmentally friendly and

renewable materials derived from organic water hyacinth waste and poultry waste.

With anaerobic digester waste can be converted into biogas. The purposed of this

research was obtain maximum production of biogas with a high load efficiency

overhaul.

The substrate consists of chicken waste and water hyacinth waste mixed with

water in the ratio 1: 1. Treatment with the addition of organic load (OLR) and

hydraulic retention time (HRT) was 50 kg/days with HRT of 34 days, 24 days HRT

70 kg/days, 90 kg/days HRT of 19 days, 15 days 110 kg/days HRT and HRT 130

kg/days 13 days. Charging load each day for 5 days. Observation variables include

the production of biogas per day, COD, TS, VS, pH and temperature were

measured every day. Data were analyzed descriptively.

Optimal biogas production was achieved at the expense110 kg/days filling

with HRT of 15 days that were equal to 492, 68 liters/day with an average

temperature of 28.40 C and average pH of 7.54. While the efficiency of COD

reforms, TS, and VS 110 kg/days highest load achieved in the HRT of 15 days

consecutive or 91.8%, 36.4% and 58.4%.

Keywords: Biogas, the efficiency reforms, poultry waste, anaerobic digester.


commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Karya tulis ini kupersembahkan untuk yang

tercinta :

Kedua orang tuaku almarhum

Isteriku tercinta

Kedua anakku :

Arya ajisaka dan arsy kusumawardhani

kedua kakakku dan adikku almarhum

TERIMA KASIH ATAS DORONGAN SEMANGATNYA


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah hirobil’alamin puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah

Subhanahu Wa Ta’ala, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat

menyelesaikan Tesis yang berjudul “ Produksi Biogas Dari Limbah Peternakan

Ayam Dengan Penambahan Beban Organik /Organic Loading Rate (OLR) dan

Waktu Tinggal Hidraulik / Hidraulic Retention Time (HRT) Pada Biodigester Anaerob

Sistem Kontinyu ”.

Di dalam tulisan ini, disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi rancang-

bangun reaktor digester anaerob sistem kontinyu skala semi pilot, peningkatan

produksi biogas dengan adanya perlakuan penambahan beban organik dan lama

waktu tinggal hidraulik di dalam digester , efisiensi perombakan COD, TS dan VS

serta dampak limbahnya terhadap lingkungan.

Nilai penting penelitian ini adalah untuk mendapatkan produksi biogas yang

maksimal dari digester anaerob dengan bahan limbah peternakan ayam dan limbah

eceng gondok (Euchornia crassipes) serta besarnya efisiensi perombakan COD dan

TS, sehingga lebih lanjut disain prototipe reaktor digester anaerob ini dapat

diterapkan terutama di sentra industri peternakan. Hasil penelitian ditemukan

bahwa produksi biogas belum optimal, untuk selanjutnya perlu penelitian terhadap

kemurnian biogasnya dan mengoptimalkan produksinya sehingga didapat produksi

biogas lebih tinggi dan berkualitas.

Disadari bahwa dengan kekurangan dan keterbatasan yang dimiliki penulis,

walaupun telah dikerahkan segala kemampuan untuk lebih teliti, tetapi masih


commit to user

ix

dirasakan banyak kekurang tepatan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik

dan saran yang bersifat membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi yang

membutuhkan.


Penulis


commit to user

x

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulillah hirobil’alamin puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah

Subhanahu Wa Ta’ala, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat

menyelesaikan Tesis yang berjudul “ Produksi Biogas Dari Limbah Peternakan

Ayam Dengan Penambahan Beban Organik /Organic Loading Rate (OLR) dan

Waktu Tinggal Hidraulik / Hidraulic Retention Time (HRT) Pada Biodigester

Anaerob Sistem Kontinyu ”.Dalam penyusunan tesis ini banyak bimbingan ataupun

bantuan baik moril maupun spiritual dari berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan

satu persatu. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat:

1. Prof. Dr.Ir.Ahmad Yunus selaku Direktur Program Pascasarjana Universitas

Sebelas Maret yang telah memberikan kesempatan serta segala macam

perizinan dalam mendukung penelitian ini.

2. Prof. Dr. Sugiyarto, M.Si , selaku Ketua Program Studi Biosains yang telah

banyak mendukung dalam program belajar mengajar dan memotifasi dalam

penelitian ini.

3. Dr.Edwi Mahajoeno, M.Si selaku pembimbing pertama yang telah banyak

membimbing, memotifasi dan membantu dengan penuh kesabaran sehingga

penelitian dan penulisan tesis ini dapat diselesaikan.

4. Dr.Sunarto, M.S. selaku pembimbing kedua yang telah berkenan

membimbing dan memberikan arahan sehingga penulisan tesis dapat

diselesaikan.


commit to user

xi

5. Ibu Dr.Siti Chalimah, M.Pd. dosen Universitas Muhammadiyah Surakarta

yang telah banyak memberikan dorongan, motifasi, dan bantuan dalam

penelitian ataupun penulisan, sehingga naskah tesis ini dapat diselesaikan.

6. Kepala UPT sub Laboratorium kimia Universitas Sebelas Maret yang telah

memberikan ijin penggunaan laboratorium, sehingga penelitian dan

penulisan tesis ini dapat diselesaikan.

7. Teman-teman Biosains angkatan 2009 semuanya yang selalu kompak dalam

suka dan duka utamanya (Mas Dodik, pak Muryanto, pak Heru, pak Amar,

pak Supriyadi, pak Hamdin, mbakPipit, mbak Ainun, mbak Nina, mbak Zahra

dan pak Pur ) yang telah banyak memberikan semangat belajar dan

dukungan dalam penyelesaian penulisan tesis ini.

8. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak

memberikan dukungan sehingga naskah tesis dapat diselesaikan.


Penulis


commit to user

xii

DAFTAR ISI

JUDUL ......................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................... iii

PERNYATAAAN ORISINILITAS TESIS ....................................... iv

ABSTRAK .................................................................................... v

ABSTRACT .................................................................................. vi

PERSEMBAHAN ......................................................................... vii

KATA PENGANTAR ................................................................... viii

UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................... x

DAFTAR ISI ................................................................................ xii

DAFTAR TABEL …………………………………………………….. xiv

DAFTAR GAMBAR ..................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ............................................................... 1

B. Rumusan Masalah ......................................................... 6

C. Tujuan Penelitian ........................................................... 6

D. Manfaat Penelitian ......................................................... 7

BAB II LANDASAN TEORI

A.Limbah Peternakan Ayam ................................................ 8

B.Tumbuhan Eceng gondok ............................................... 12

C.Biogas dan Prinsip Kerja Proses Digester Anaerob ........ 13


commit to user

xiii

D.Dampak Limbah Peternakan Ayam terhadap

Pencemaran Lingkungan ............................................... 30

E.Kerangka pemikiran ........................................................ 32

F.Hipotesis ....................................................................... 36

BAB III METODE PENELITIAN

A. Waktu dan tempat penelitian ...................................... 37

B. Alat dan bahan penelitian ........................................... 37

C. Rancangan penelitian ................................................. 38

D. Cara kerja ................................................................... 39

E. Pengamatan/Pengambilan data ................................... 42

F. Analisis data ............................................................... 43

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A.Produksi Biogas ........................................................... 45

B.Efisiensi perombakan COD, TS dan VS ....................... 52

C.Pengamatan pH dan suhu ........................................... 57

D.Pengamatan limbah digester terhadap pencemaran

Lingkungan .................................................................. 58

BAB V.KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ………………………………………… 62

B. Saran …………………………………………………. 62

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………….. 63

LAMPIRAN ………………………………………………………… 68


commit to user

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel1. Komposisi Kimia Tumbuhan Eceng Gondok …………… 13

Tabel 2. Zat organik yang dapat menghambat pertumbuhan

mikroorganisme …………………………………………… 29

Tabel 3. Rerata produksi biogas pada awal/sebelum pengisian

beban, saat pengisian masing-masing beban dan akhir/

setelah pengisian beban…………………………………… 46

Tabel 4. Peningkatan rerata produksi biogas pada tiap beban

dibandingkan dengan rerata produksi biogas awal/

sebelum pengisian beban (liter/hari)………………………. 50

Tabel 5. Peningkatan rerata produksi biogas pada tiap beban

dibandingkan dengan rerata produksi biogas akhir/

sesudah pengisian beban (liter/hari) …………………… 50

Tabel 6. Efisiensi perombakan COD pada masing-masing

Beban organik dan HRT(%) ………………………………… 52

Tabel 7. Efisiensi perombakan TS pada masing-masing

beban organik dan HRT (%) ……………………………………54

Tabel 8. Efisiensi perombakan VS pada masing-masing

beban organik dan HRT (%) ………………………………… 56

Tabel 9. Nilai rerata pH sebelum, sesudah, dan saat

pemberian beban (load) masing-masing ………………. 58

Tabel 10. Nilai rerata suhu sebelum, sesudah, dan saat

pemberianbeban (load) dan HRT (0C) … ………………… 59

Tabel 11. Karakteristik limbah peternakan ayam dengan

limbah eceng gondok terhadap baku mutu limbah……… 60


commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.Gambar skema reaktor digester anaerob

tipe batch kontinyu ………………………………………. 19

Gambar 2.Gambar prinsip kerja digester anaerob……….. ……… 34

Gambar 3.Bagan alir kerangka pemikiran………………………… 35

Gambar 4.Grafik hubungan antara rerata produksi biogas

terhadap waktu tinggal hidraulik pada awal,

saat pengisian masing masing beban dan akhir ……… 49


commit to user

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Metode analisis sampel effluent …………… 67

Lampiran 2 Dokumentasi penelitian ……………………………… 69

Lampiran 3. Surat Pernyataan …………………………………… 75


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

A.Latar Belakang.

Perkembangan populasi penduduk di dunia yang pesat akhir-akhir ini

mengakibatkan permintaan akan energi minyak bumi di dunia semakin meningkat.

Sementara energi cadangan minyak dari bahan fosil (yang tidak terbaharui) di dunia

semakin menipis. Hal ini akan mengakibatkan percepatan akan krisis energi di

dunia. Keadaan inilah yang menekan semua negara untuk mengembangkan energi

alternatif yang bersifat terbaharui, sehingga kebutuhan akan energi minyak bumi

dari bahan fosil dapat digantikan dan dipenuhi yang sekaligus menanggulangi

dampak negatif emisi gas minyak bumi bahan fosil yang memicu meningkatnya

pemanasan global.

Di Indonesia konsumsi bahan bakar minyak mencapai 1,3 juta barel, yang

tidak seimbang dengan produksinya yang hanya mencapai 1 juta barel sehingga

harus mengimport 0,3 juta barel. Menurut data kantor energy dan sumber daya

mineral Tahun 2006 , bahwa cadangan minyak Indonesia hanya tersisa sekitar 9

milyar barel dan apabila cadangan minyak ini dikonsumsi terus menerus tanpa

adanya cadangan minyak baru maka diperkirakan cadangan minyak Indonesia akan

habis dalam 2 dekade mendatang. Untuk itu pemerintah telah menerbitkan

Peraturan Presiden Republik Indonesia No.5 tahun 2006, tentang kebijakan energi

nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan

bakar minyak. Kebijakan tersebut berarti menekankan pada sumber daya energi


commit to user

2

yang diperbaharui sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak dari fosil. Salah

satu sumber energi yang diperbaharui adalah biogas (Ditjen PPHP, 2009).

Biogas adalah gas-gas yang dihasilkan melalui Teknologi Biodigester Anaerob

yang menggunakan bahan-bahan limbah organik seperti : kotoran hewan, kotoran

manusia, sampah biomasa dan limbah organik lainnya dengan bantuan bakteri.

Hasil dari proses biodigester anaerob sebagian besar atau 50% lebih adalah gas

metana dan gas karbondioksida, yang merupakan bagian dari gas rumah kaca yang

memicu meningkatnya pemanasan global. Sisanya dalam sejumlah kecil yaitu gas

hidrogen sulfida, amoniak, hidrogen, dan nitrogen dengan jumlah sangat kecil (Grant

and Marshalleck, 2008).

Proses teknologi biodigester anaerob berlangsung di dalam sebuah reaktor.

Reaktor yaitu sebuah tempat yang dirancang untuk memproses bahan baku limbah

menjadi biogas. Ada beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan saat ini,

diantaranya adalah reaktor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reaktor terapung

(Floating-drum), reaktor jenis balon, reaktor jenis horizontal, reaktor jenis lubang

tanah dan reaktor jenis ferrocement. Di dalam prosesnya, bahan baku yang berupa

bahan organik ditampung di dalam sebuah reaktor, kemudian akan diuraikan oleh

beberapa kelompok bakteri melalui tahapan-tahapan. Tahap pertama, bahan organik

akan didegradasi menjadi asam-asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk

asam seperti Clostridium aceticum, Clostridium thermoaceticum dan Acetobacterium

woodii (Haryati, 2006).

Bakteri ini akan menguraikan bahan organik pada tingkat hidrolisis dan

asidifikasi. Hidrolisis yaitu proses penguraian senyawa komplek/rantai karbon


commit to user

3

panjang seperti karbohidrat, lemak, dan protein menjadi senyawa yang lebih

sederhana. Sedangkan asidifikasi merupakan proses pembentukan asam-asam dari

senyawa sederhana. Proses selanjutnya bila telah terbentuk senyawa asam-asam

adalah proses pembentukan gas metana yang disebut sebagai proses

methanogenesis dengan bantuan golongan bakteri methanogen pembentuk gas

metana seperti Methanococcus, Methanosarcina, Methanobacterium,

Methanothermus,Methanospirillum, dan Methanothrix (Schlegel, 1994).

Penggunaan system reaktor biogas memiliki keuntungan, antara lain:

mengurangi efek rumah kaca, mengurangi bau yang tidak sedap, mencegah

penyebaran penyakit, panas, daya (mekanisasi/listrik), dan hasil samping berupa

pupuk organik padat dan cair. Pemanfaatan limbah dengan cara seperti ini secara

ekonomi akan sangat kompetitif seiring dengan meningkatnya harga bahan bakar

minyak dunia, dan harga pupuk anorganik yang penggunaan dosisnya semakin

meningat yang berakibat rusaknya struktur fisik, biologi, dan kimia dari tanah.

Penggunaan pupuk organik bioreaktor dari sisa bioreaktor yang berupa limbah

biogas ini merupakan cara baru teknologi dibidang pertanian yang ramah lingkungan

dan berkelanjutan. Disamping itu limbah biodigester anaerob ini juga punya potensi

untuk pupuk organik, di teknologi budidaya perikanan karena dapat menyuburkan

plankton yang merupakan pakan ikan alami dan juga berpotensi untuk dijadikan

bahan pembuat pellet ikan. Hasil utama reaktor biodigester anaerob adalah energi

biogas, energi ini dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan seperti bahan bakar

kompor rumah tangga, penerangan rumah, menyalakan alat elektronik melalui alat

genset yang mempergunakan bahan bakar biogas (Haryati, 2006).


commit to user

4

Penelitian teknologi biodigester anaerob dengan bahan baku berupa kotoran

sapi untuk menghasilkan biogas telah banyak dilakukan di Indonesia, dan hasilnya

cukup signifikan. Hasil penelitian Widodo dkk (2006) dilaporkan bahwa reaktor

biogas tipe fixed dome yang dirancang untuk 10 ekor sapi (dengan kotoran sapi 20

kg/ekor/hari dan retention time 45 hari) maka kapasitas reaktor dapat mencapai 18

m3. Selain itu juga dilaporkan bahwa produksi gas metana tergantung dari C/N rasio

dari input kotoran ternak, hydraulic retention time, pH, suhu, organic loading rate dan

toxicity. Hasil pengukuran suhu bahan baku di dalam reaktor berkisar 250C sampai

dengan 270C dan pH berkisar antara 7 sampai dengn 7,8 kondisi ini berdasarkan

teori cukup baik bagi aktifitas mikroorganisme penghasil metana. Hal ini didukung

dengan fakta hasil analisis kandungan gas metana (CH4) yaitu sekitar 77% (lebih

besar dari data referensi) dan produksi biogasnya mencapai 6 m3/hari ( untuk rata-

rata produksi biogas 30 liter gas/kg kotoran sapi). Sedangkan hasil pengukuran

tanpa beban, menunjukkan laju aliran gas 1,5 m3/jam dengan tekanan 490 mmH2O.

Sementara itu Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian di Serpong

telah mengkaji pemanfaatan energi biogas dari bahan kotoran sapi untuk lampu

penerangan dan kompor gas, dan hasilnya ternyata biogas layak secara teknis dan

ekonomis dan juga telah dikaji untuk pembangkit listrik. Uji kinerja generator listrik

dengan motor bakar diesel berbahan bakar solar-biogas untuk membangkitkan daya

listrk 3000 watt menunjukkan hasil yang memuaskan, dengan konsumsi bahan

bakar solar 100 ml/Jam dan 0,39 m3 biogas/kwh (Widodo,2007). Sementara Kottner

(2002) mengatakan, bahwa 1m3 biogas ekivalen dengan energi 0,6 liter BBM atau

6,36 kw/h


commit to user

5

Di daerah Tuban Jawa Timur, sebagian besar peternak ayam belum

melakukan pengelolaan limbahnya secara terpadu. Salah satu peternak ayam

terbesar di Tuban mempunyai kurang lebih 150.000. ekor ayam petelur dan

merupakan peternak tradisional yang sama sekali belum ada manajemen

pengelolaannya. Menurut Yunus (1997) bahwa satu ekor ayam petelur dalam 1 hari

dapat menghasilkan kotoran sebesar 0,06 kg sedangkan ayam pedaging

menghasilkan 0,1 kg. Jika dihitung setiap peternakan ayam rata-rata mempunyai

150.000. ekor ayam petelur, maka dalam 1 hari peternakan itu akan menghasilkan

limbah kotoran ayam berjumlah 9000 kg atau 9 ton per hari. Hasil limbah yang

berupa kotoran ayam ini apabila dikelola dengan baik, paling tidak sudah dapat

mencukupi kebutuhan peternakan sendiri untuk penyediaan energi ataupun pupuk

pertanian dan pupuk kolam perikanan.

Energi biogas yang dihasilkan dapat dipergunakan untuk kebutuhan panas

seperti kompor, pemanas mesin penetasan telur, penerangan dan menghidupkan

energi listrik sehingga dapat menghidupkan alat-alat elektronik. Sedangkan hasil

samping dari proses pembuatan biogas yang berupa limbah bioreaktor (slurry),

dapat digunakan untuk pupuk organik tanaman, pupuk organik kolam perikanan dan

campuran bahan pembuat pellet pakan ikan. Pupuk organik hasil limbah

pemrosesan biogas mempunyai kandungan unsur hara yang tidak dipunyai pupuk

lain dan pemberian pada kolam ikan dapat menyuburkan plankton yang merupakan

pakan alami dari ikan atau hewan budidaya perairan lainnya. (Marchaim, 1992).

Dengan demikian limbah peternakan ayam yang berupa limbah padat kotoran

ayam dan limbah cair yang jika dibiarkan atau dibuang pada suatu tempat akan


commit to user

6

menjadi sumber pencemaran tanah, air ataupun udara, namun bila dilakukan

pengelolaan yang benar akan menjadikan bahan yang berdaya guna dan bernilai

tambah bagi peternak sendiri sekaligus mendukung program pertanian terpadu dan

pembangunan pertanian yang berkelanjutan. Demikian pula ikut mensukseskan

program langit bersih pemerintah dan mencegah percepatan proses global warming

yang dampaknya semakin terasa terhadap kehidupan manusia di bumi. Untuk itu

penelitian tentang limbah peternakan ayam yang dicampur dengan limbah eceng

gondok dalam meningkatkan produksi biogas melalui variasi penambahan beban

organik/ organik loading rate (OLR) dan waktu tinggal hidraulik / Hidraulic Retention

Time (HRT) dengan teknologi biodigester anaerob secara kontinyu perlu dilakukan.

B. Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah diuraikan maka dapat dirumuskan beberapa

masalah seperti berikut :

1.Bagaimana pengaruh penambahan beban organik / Organic Loading Rate (OLR)

dan Waktu tinggal hidraulik/ Hydraulic Retention Time terhadap produksi biogas.

2.Bagaimana efisiensinya terhadap perombakan COD, TS dan VS pada OLR dan

HRT yang berbeda sampai batas waktu tertentu.

C.Tujuan Penelitian

1.Mengetahui pengaruh penambahan beban organik /Organic Loading Rate (OLR)

dan waktu tinggal hidraulik/Hydraulic Retention Time (HRT) terhadap produksi

biogas.

2.Mengetahui efisiensi terhadap perombakan COD, TS dan VS pada OLR dan HRT

yang berbeda sampai batas waktu tertentu.


commit to user

7

D.Manfaat Penelitian.

1. Didapat produksi biogas maksimal yang berasal dari bahan limbah organik yang

ramah lingkungan sebagai alternatif pengganti energi bahan bakar fosil .

2. Biogas yang di produksi dapat dipergunakan sebagai, bahan bakar kompor,

penerangan, pemanas mesin penetas dan dengan teknologi lebih lanjut dapat

dipergunakan untuk pembangkit energi listrik sehingga dapat menghidupkan

alat-alat elektronik.

3. Limbah hasil proses digester anaerob yang berupa lumpur (slurry) dapat

dipergunakan sebagai pupuk organik, sehingga dapat menyuburkan terhadap

tanaman perindang sekeliling area peternakan, untuk pupuk kolam perikanan

atau dikomersiilkan.

4. Menanggulangi terhadap pencemaran air, udara ataupun tanah sekeliling area

akibat limbah kotoran ayam yang tidak dikelola dengan baik, menghindari terha

dap penyebaran penyakit.

5. Diperoleh desain baru bioreaktor digester anaerob dengan pengisian secara

kontinyu.


commit to user

BAB II

LANDASAN TEORI

A.Limbah Peternakan Ayam.

Sejalan dengan upaya pemerintah dalam mencerdaskan bangsa, maka

kebutuhan akan gizi seperti protein untuk masyarakat semakin meningkat terus

setiap tahunnya. Pemenuhan kebutuhan protein masyarakat sebagian diantaranya

dipenuhi dengan mengkonsumsi telur dan daging terutama daging ayam dan sapi.

Daging ayam relatif lebih aman terhadap kesehatan, karena kandungan kolesterol

dan lemak jenuhnya yang lebih rendah dari pada daging sapi. Dengan demikian,

kebutuhan akan daging ayam dan telurpun meningkat terus yang berarti usaha

peternakan ayam juga semakin meningkat. Di dalam pengelolaan peternakan ayam,

selalu dihasilkan limbah. Limbah adalah kotoran atau buangan yang merupakan

komponen pencemaran yang terdiri dari zat atau bahan yang tidak mempunyai

kegunaan lagi bagi masyarakat (Agustina, 2008). Limbah tersebut dapat berupa

limbah padat yang berupa kotoran ayam, dan limbah cair untuk peternakan ayam

semi modern yang membuat pakan berupa pellet dengan menambahkan rebusan

ikan sebagai sumber proteinnya.

Pengelolaan limbah padat dan cair pada peternakan ayam di Indonesia belum

sepenuhnya dikelola dengan baik, hal ini akan mengakibatkan proses terjadinya

pencemaran lingkungan. Hal ini berlawanan dengan anjuran pemerintah dalam

mendukung peternakan menjadi suatu usaha yang berwawasan lingkungan dan

efisien, maka tata laksana pemeliharaan,perkandangan, dan penanganan limbah

nya harus selalu diperhatikan. Pemerintah, dalam hal ini Departemen Pertanian

8


commit to user

9

telah menyadari hal tersebut dengan mengeluarkan peraturan menteri melalui SK

Mentan No.237/1991 dan SK Mentan No.752/1994, yang menyatakan bahwa usaha

peternakan dengan populasi tertentu perlu dilengkapi dengan upaya pengelolaan

dan pemantauan lingkungan (Deptan ,1994). Apabila limbah-limbah organik tidak

dilakukan pengelolaan yang baik bahkan hanya di buang pada suatu tempat areal

pembuangan, maka akan menimbulkan proses pencemaran lingkungan.

Pencemaran terhadap lingkungan akibat limbah padat dan cair dari

peternakan ayam dapat menimbulkan dampak negatif terutama pada kesehatan

manusia. Pembuangan limbah ini di areal tanah sekeliling penduduk dapat

menyebarkan bau yang tidak sedap, menjadi tempat bersarangnya serangga vektor

penyakit dan emisi gas rumah kaca seperti metana dan karbondioksida. Bila limbah

dibuang ke perairan akan menyebabkan pencemaran badan air yang berakibat air

berbau, berwarna dan pembawa pathogen bagi manusia dan air tidak layak pakai.

Sedangkan terhadap biota perairan, limbah organik akan menyebabkan spesies-

spesies plankton tertentu menjadi blooming yang berakibat matinya jenis-jenis ikan

yang berarti akan mengurangi jumlah keanekaragaman hayati perairan (Fauziah,

2009). Teknologi biodegester anaerob merupakan teknologi yang dapat mengubah

bahan biomassa seperti limbah peternakan ayam, sapi, kambing/domba, sampah

organik dan limbah-limbah pertanian menjadi biogas. Proses biodegester anaerob

berlangsung dengan bantuan mikroorganisme dalam keadaan anaerob, dan

memerlukan wadah (reaktor) untuk berlangsungnya proses tersebut (Kottner, 2002).

Menurut Yunus (1997) bahwa satu ekor ayam petelur dalam 1 hari dapat

menghasilkan kotoran sebesar 0,06 kg dan kandungan bahan kering sebanyak


commit to user

10

26%. Sedangkan Fontenot et al., (1983) melaporkan bahwa rata-rata produksi

buangan segar ternak ayam petelur adalah 0,06 kg/hari/ekor, dan kandungan bahan

kering sebanyak 26%, sedangkan dari ayam pedaging kotoran yang dikeluarkan

sebanyak 0,1 kg/hari/ekor dan kandungan bahan keringnya 25%.

Kotoran ayam terdiri dari sisa pakan dan serat selulosa yang tidak dicerna.

Kotoran ayam juga mengandung karbohidrat, protein, lemak dan senyawa organic

lainnya. Protein pada kotoran ayam merupakan sumber nitrogen selain ada pula

bentuk nitrogen anorganik lainnya. Penumpukan unsur nitrogen dan sulfid yang

terkandung dalam kotoran ayam akan mengalami proses dekomposisi oleh

mikroorganisme membentuk gas ammonia, nitrat, dan nitrit serta gas sulfid, gas

inilah yang menimbulkan bau yang menyengat (Svensson, 1990; Pauzenga, 1991).

Komposisi kotoran ayam sangat bervariasi bergantung pada jenis ayam,

umur, keadaan individu ayam dan jenis makanan. Berdasarkan bobot basah,

kandungan rata-rata unsur pada kotoran ayam petelur adalah sebagai berikut: total

padatan 92%, total N=5,8%, NH4-N=1,48%, P2O5=6,14%, K2O=4,26%, Ca=6,22

ppm, Mg=1,37 ppm, sulfide=1,05 ppm, Mn=579,00 ppm, Zn=583,00 ppm,

Cu=634,00 ppm (Malone,1992 di dalam Fauziah, 2009) Jika dihitung setiap

peternakan ayam rata-rata mempunyai 150.000. ekor ayam, maka dalam 1 hari

peternakan itu akan menghasilkan limbah kotoran ayam berjumlah 9000 kg atau 9

ton per hari. Rata-rata limbah kotoran hewan ternak memiliki ratio C/N sekitar 24.

Kandungan ratio C/N rendah menyebabkan nitrogen akan dibebaskan dan

diakumulasi dalam bentuk amoniak. Timbulnya amoniak akibat dari penumpukan

kotoran ayam yang masih basah dalam kondisi anaerob yang akan menimbulkan


commit to user

11

bau yang kurang enak. Gas amoniak mempunyai pengaruh buruk terhadap hewan

ternak sendiri dan juga terhadap manusia. Bau gas amoniak dapat menyebabkan

produktivitas ayam menurun. Kandungan C/N kotoran ayam berkisar 10, hal ini

meyebabkan produksi amoniak tinggi dan jika diproses menjadi biogas memerlukan

waktu yang relatip lama dan hasilnya tidak optimum, sedangkan ratio C/N antara 20

sampai dengan 30 dianggap paling optimum untuk pencernaan anaerob (Demuynck

et.al.,1984).

Rendahnya kandungan C/N pada kotoran ayam berpengaruh ketika

dimanfaatkan menjadi biogas. Beberapa penelitian yang telah dilakukan

menunjukkan produksi biogas yang rendah, oleh karena itu untuk mendapatkan

produksi biogas yang tinggi maka penambahan bahan organik yang mengandung

karbon (C) seperti limbah eceng gondok, seresah, sampah organik dapat dipakai

untuk meningkatkan kandungan ratio C/N pada kotoran ayam sehingga dapat

meningkatkan produksi biogas. Hasil limbah yang berupa kotoran ayam ini apabila

dikelola dengan baik, paling tidak sudah dapat mencukupi kebutuhan peternakan

sendiri untuk penyediaan energi ataupun pupuk pertanian dan pupuk kolam

peternakan ikan.

Energi biogas yang dihasilkan dapat dipergunakan untuk kebutuhan panas

seperti kompor, pemanas mesin penetasan telur, penerangan dan menghidupkan

energi listrik sehingga dapat menghidupkan alat-alat elektronik. Sedangkan hasil

samping dari proses pembuatan biogas yang berupa limbah bioreaktor (slurry),

dapat digunakan untuk pupuk organik tanaman, pupuk organik kolam peternakan

ikan dan campuran bahan pembuat pellet pakan ikan. Pupuk organik hasil limbah


commit to user

12

pemrosesan biogas mempunyai kandungan unsur hara yang tidak dipunyai pupuk

lain dan pemberian pada kolam ikan dapat menyuburkan plankton yang merupakan

pakan alami dari ikan atau hewan budidaya perairan lainnya. (Marchaim, 1992).

B.Tumbuhan Eceng gondok (Euchornia crassipes)

Tumbuhan eceng gondok merupakan tanaman air, perenial, batang simpodial,

berakar serabut pada bagian dasar / pangkal batang, mengapung di permukaan air.

Daun dengan helaian yang seringkali lebar, dengan pertulangan daun melengkung,

pada pangkal tangkai mempunyai upih. Daun tersusun berseling atau membentuk

suatu roset akar. Tidak mempunyai batang, kadang-kadang batang menyerupai

rumput (Tjitrosoepomo, 1995).

Penggunaan bahan-bahan alami yang tidak merusak lingkungan saat ini

semakin sering dijumpai untuk mewujudkan pembangunan yang berwawasan

lingkungan. Salah satu upayanya adalah dengan memanfaatkan tumbuhan air

seperti eceng gondok yang selama ini cukup menimbulkan masalah bagi manusia

dengan mengganggu aktifitas lalu lintas air, menghambat kelancaran air irigasi,

mempercepat pendangkalan sungai dan danau serta merupakan gulma dari

persawahan, (Almoustapha, 2009). Eceng gondok banyak tumbuh di parit-parit,

sawah dan danau. Menurut Moenadir (1988) bahwa tumbuhan eceng gondok

merupakan salah satu gulma air yang perkembangbiakannya sangat cepat.

Di Rawa Pening eceng gondok dimanfaatkan sebagai sarana penyubur tanah,

karena memberikan tambahan unsur hara seperti Nitrogen, Kalium, Phosfor dan

sebagainya. Eceng gondok mengandung air 95% dan terdiri dari jaringan parenkim


commit to user

13

yang berongga (aerenkim), mempunyai energi yang tinggi, terdiri dari bahan yang

dapat difermentasikan dan berpotensi sangat besar dalam menghasilkan biogas

Tabel 1. Komposisi Kimia Tumbuhan Eceng Gondok Parameter Yang diamati Nilai

Karbon organik (%) 34,90 Nitrogen total (%) 1,6 C/N Ratio 21,68 Ektrasi HCl 1N : Phosfor (%) 0,31 Kalium (%) 3,81 Kalsium (%) 1,66 Magnesium (%) 0,56 Kadar abu (%) 24,90

Kadar air segar 9500___________________________________________________________________,Sumber: Kashani ( 2009)

(Chanakya et.al., 1993 dalam Gunnarsson dan Cecilia,2006). Sementara

Murbandono (2000) mengatakan bahwa dalam perombakan bahan organik terjadi

penguraian hidrat arang, selulosa, hemiselulosa, zat lemak, lilin dan lain-lain menjadi

CO2 dan air. Penguraian zat putih telur melalui amida-amida dan asam-asam amino

menjadi amoniak, CO2 dan air. Terjadi peningkatan unsur hara didalam tubuh

mikroorganisme terutama unsur nitrogen, phosfor dan kalium dimana unsur tersebut

akan lepas kembali bila mikroorganisme tersebut mati. Ditambahkan oleh Musnawar

(2003) bahwa sisa karbon yang dilepaskan ke lingkungan dalam bentuk CO2

sehingga kandungan C bahan turun mengakibatkan C/N ratio berkurang.

C. Biogas dan Prinsip Kerja Proses Biodigester Anaerob.

1.Biogas

Biogas adalah gas produk akhir pencernakan atau degradasi anaerob

bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob dalam lingkungan bebas oksigen.


commit to user

14

(Judoamidjojo,1992). Teknologi biogas pada dasarnya memanfaatkan proses

pencernakan yang dilakukan oleh bakteri methanogen yang produknya gas

methane. Gas metana hasil pencernakan bakteri tersebut bisa mencapai 60% dari

keseluruhan gas hasil reaktor biogas, sedangkan sisanya didominasi gas

karbondioksida. Bakteri ini bekerja dalam lingkungan yang tidak ada udara

(anaerob), sehingga proses ini juga disebut sebagai pencernakan anaerob (digester

anaerob). Bakteri methanogen secara natural berada dalam limbah yang

mengandung bahan organik, seperti kotoran binatang, kotoran manusia, dan

sampah organik rumah tangga. Keberhasilan proses pencernakan tergantung pada

kelangsungan hidup bakteri metanogen di dalam reaktor, sehingga beberapa kondisi

yang mendukung perkembangbiakan bakteri ini di dalam reaktor perlu diperhatikan

misalnya temperatur, keasaman, dan jumlah material organik yang hendak dicerna

(Nurtjahya, 2003).

Gas metana dalam biogas bila terbakar akan relatif lebih bersih dari pada

batubara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbondioksida

yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam

manejemen limbah karena gas metana merupakan gas rumah kaca yang lebih

berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbondioksida.

Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer pada proses

fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskn lagi ke atmosfer tidak akan menambah

jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.

Komposisi biogas bervariasi tergantung pada proses anaerobik yang terjadi. Gas

landfill memiliki konsentrasi gas metana sekitar 50%, sedangkan sistem pengolahan


commit to user

15

limbah yang sudah maju dapat menghasilkan biogas dengan kandungan gas

metana 50-70%. Kandungan gas metana dalam biogas yang dihasilkan tergantung

dari jenis bahan baku yang dipakai. Untuk menghasikan gas metana yang ideal

dalam proses dekomposisi anaerob, diperlukan ratio C/N antara 20-

30.(Judoamidjojo dkk, 1992). Menurut Kadir (1995) komposisi biogas tersusun oleh

gas metana (CH4) 55-80%, Karbondioksida (CO2) 36-45%, Nitrogen(N2) 0-3%,

Hidrogen (H2) 0-1%, Hidrogen sulfide (H2S) 0-1%, Oksigen (O2) 0-1%.

Nilai kalori dari 1 meter kubik biogas sekitar 6000 watt/jam yang setara dengan

setengah liter minyak disel, oleh karena itu biogas sangat cocok digunakan sebagai

bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan sebagai pengganti minyak tanah, gas

LPG, butana atau batubara maupun bahan-bahan lain yang bersal dari fosil. Bila

dibandingkan dengan nilai kesetaraannya, 1m3 biogas setara dengan 0,46 kg gas

elpiji, 0,62 liter minyak tanah, 0,52 minyak solar dan 3,5 kayu bakar,Untuk

produksinya 1 kg kotoran ayam akan menghasilkan 0,065-0,116 m3 biogas (Reid,

2005). Bila digunakan sebagai penerangan, energi 1m3 biogas sebanding dengan

60-100 W selama 6 jam. Untuk memasak sebanding dengan memasak 3 jenis

makanan untuk 5 sampai 6 orang, sebanding juga dengan menjalankan motor 1 pk

selama 2 jam, sebanding juga dengan 1,25 KWH listrik (Kristoferson dan Bolkaders,

1991).

Sifat fisik dari biogas adalah sebagai berikut, BM rata-rata 34, titik didih pada 1

atm -161,490C, titik beku pada 1 atm -182,98oC. Sedangkan sifat kimianya, tidak

berbau, berwarna, tidak beracun, dan tidak larut dalam air (Muchayat, 2009).

2.Jenis reaktor biogas


commit to user

16

Biodigester atau pambangkit biogas adalah konstruksi yang secara fisik

biasanya dikenal sebagai kilang biogas. Karena berbagai bahan kimia dan reaksi-

reaksi mikrobiologi berlangsung di dalam biodigester, ini juga dikenal sebagai

reaktor biogas atau bioreaktor atau reaktor anaerob. Fungsi utama dari konstruksi

ini adalah untuk menyediakan kondisi anaerob di dalamnya, sebagai suatu ruang

yang kedap udara dan air. Bioreaktor ini dapat dibuat dari berbagai bahan material

konstruksi dan dalam bentuk dan ukuran yang berbeda-beda.

Dilihat dari sisi konstruksinya, pada umumnya reaktor biogas dapat

digolongkan dalam 2 jenis yaitu jenis kubah tetap (fixed dome) dan jenis terapung

(floating drum) .

a.Tipe fixed dome (kubah tetap)

Tipe ini mewakili konstruksi reaktor yang memiliki volume tetap sehingga

produksi gas akan meningkatkan tekanan di dalam reaktor. Tipe kubah berupa

reaktor yang dibangun dengan menggali tanah kemudian dibuat bangunan dengan

bahan bata, pasir dan semen yang berbentuk seperti rongga dan kedap udara dan

berstruktur seperti kubah atau bentuk bulatan setengah bola. Tipe ini dikembangkan

di China sehingga disebut juga tipe China. Tahun 1980 sebanyak 7 juta unit alat ini

telah dibangun di China, dan penggunaannya untuk menggerakkan alat-alat

pertanian dan untuk generator tenagalistrik.

b.Tipe floating drum (terapung).

Tipe terapung berarti ada bagian pada konstruksi reaktor yang bisa bergerak

untuk menyesuaikan dengan kenaikan tekanan reaktor. Pergerakan bagian reaktor

tersebut juga menjadi tanda telah dimulainya produksi gas di dalam reaktor biogas.


commit to user

17

Tipe ini dikembangkan di India. Konstruksinya terdiri atas sumur pencerna dan

diatasnya ditaruh drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung

gas yang dihasilkan oleh reaktor. Sumur dibangun dengan bahan- bahan yang

biasa dipakai untuk membuat fondasi rumah. Karena dikembang kan di India, maka

reaktor ini juga disebut tipe India (Syamsudin dan Iskandar, 2005).

Bila dilihat dari aliran bahan bakunya ke dalam reaktor, reaktor biogas dapat

dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

1) Sistem curah (batch)

Pada tipe curah, bahan baku isian reactor ditempatkan di dalam wadah atau

ruang tertentu dari awal hingga selesainya proses pencernaan. Ini umumnya

digunakan pada tahap eksperimen untuk mengetahui potensi gas dari suatu jenis

limbah organik. Tipe ini biasanya dipakai untuk limbah padatan seperti sayuran atau

hijauan. Desain ini tidak memerlukan pipa air, tangki tunggal merupakan desain

yang paling baik untuk digunakan. Tangki dapat dibuka dan slurry buangan proses

dapat dikeluarkan dan digunakan sebagai pupuk kemudian bahan baku yang baru

dimasukkan lagi, kemudian tangki ditutup dan proses fermentasi diawali kembali.

Proses pencernaan akan dimulai berproduksi setelah minggu kedua sampai minggu

keempat, setelah itu laju peningkatan produksi menjadi lambat lalu menurun setelah

bulan ketiga atau keempat namun produksi gasnya juga tergantung dari jenis bahan

limbah dan temperatur yang dipakai. Sistem curah biasanya dibuat dalam beberapa

set sekaligus sehingga paling tidak, ada yang beropersi dengan baik. Pada tipe

konstruksi ini gas yang terbentuk akan langsung disalurkan ke pengumpul gas di

luar reaktor berupa kantung yang berbentuk balon.


commit to user

18

2) Sistem mengalir (kontinyu)

Pada reaktor tipe kontinyu, ada aliran bahan baku atau substrat yang

dimasukkan dan residu yang dikeluarkan pada selang waktu tertentu. Produksi

biogas dapat dipercepat dan konsisten dengan system pemasukan bahan

baku/substrat yang kontinyu serta sejumlah kecil buangan limbahnya setiap hari.

Proses ini akan menyisakan nitrogen pada lumpur buangannya (slurry) dan dapat

digunakan sebagai pupuk organik pertanian. Hal yang perlu diperhatikan dalam

system kontinyu adalah tangki harus cukup besar untuk menampung semua bahan

yang terus menerus dimasukkan selama proses pencernaan berlangsung. Kondisi

yang ideal untuk sistem ini adalah menggunakan dua buah tangki digester,

konsumsi limbah berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama untuk memproduksi

gas metan dan tahap kedua untuk hal yang sama namun lebih lambat. Perbedaan

antara tipe curah dengan tipe kontinyu adalah pada bagian konstruksi pengumpul

gasnya, sedangkan persamaannya keduanya mempunyai komponen tangki utama,

saluran pemasukan substrat dan pembuangan residu keluar dan saluran gas keluar

( Haryati,2006 ; Karim,2005).

3. Prinsip kerja proses digester anaerob

Proses pencernakan bahan organik menjadi biogas di dalam reaktor melalui

tahapan sebagai berikut:

a.Hidrolisis.

Pada tahap ini, molekul organik yang komplek seperti karbohidrat, protein,

lemak dan turunannya akan diuraikan menjadi bentuk yang lebih sederhana seperti


commit to user

19

gula sederhana (glukosa), asam amino dan asam lemak, dengan proses

pencernakan memakai enzim ekstraseluler.

b.Asetagenesis.

Pada tahap ini dilakukan proses penguraian produk hidrolisis, menghasilkan

Gambar 1.Gambar skema reaktor digester anaerob tipe batch kontinyu

hidrogen, karbondioksida, asetat, laktat, propionat, butirat, format, asetat dan

amoniak yang merupakan asam-asam lemak yang mudah menguap/ Volatile

Fatty Acid (VFA). Proses ini diperlukan bakteri asam seperti Bacteroides,

Clostridium, Bifidobacteria, Enterobacteriaceae, Streptococci, Syntrophobacter

woiinii dan Syntrophomonas wolfii.

300cm

200cm

300cm

200cm

1,5m

150cm


commit to user

20

c.Methanogenesis.

Tahap ini merupakan tahap terakhir dan sekaligus merupakan proses yang

menentukan, yakni dilakukan penguraian dan sintesis produk tahap sebelumnya

untuk menghasilkan gas metana (CH4). Hasil lain selain gas metana adalah

karbondioksida, air, dan sejumlah kecil senyawa gas lainnya seperti hidrogen

sulfida, amoniak, hydrogen dan nitrogen.

Di dalam reaktor biogas terdapat beberapa jenis bakteri yang sangat

berperan, yaitu bakteri asam seperti Clostridium aceticum, Clostridium thermo

aceticum, dan Acetobacterium woodii dan bakteri metana seperti Methanobacterium,

Methanococcus, Methanothrix, Methanosarsina dan Methanotherm. Kedua jenis

bakteri ini perlu eksis dalam jumlah yang seimbang. Kegagalan reaktor biogas

dikarenakan tidak seimbangnya populasi bakteri methan terhadap bakteri asam

yang menyebabkan lingkungan menjadi sangat asam yakni pHnya kurang dari 7,

yang selanjutnya menghambat kelangsungan hidup bakteri metana (Muchayat, 2009

; Werner, et al., 1989).

Keasaman substrat atau media biogas dianjurkan untuk berada pada rentang

pH 6,8 sampai dengan 8 (Indartono, 2005), 7 sampai dengan 8,5 (Widodo, 2006).

Sementara derajad keasaman pada kebanyakan bahan organik adalah pada kisaran

5 sampai dengan 9. Pada bahan organik kotoran sapi yang baru dimasukkan

umumnya mempunyai pH 7,7, kemudian setelah dimasukkan ke dalam digester dan

dicampur dengan air, keasamannya turun hingga 6,5. Bakteri metana ini juga cukup

sensitif dengan temperatur. Umumnya mikroba anaerob bekerja pada pH optimum 6

sampai dengan 7,5 (Hartono, 2009).


commit to user

21

4.Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap proses pencernaan anaerob

Proses pembentukan biogas dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu faktor biotik dan

faktor abiotik.

a. Faktor biotik

Faktor biotik berupa mikroorganisme dan jasad aktif di dalam proses atau

pun mikroba dan jasad kehidupan diantara komunitas. Di dalam proses

fermentasi anaerob untuk membentuk gas metana terjadi suatu simbiosis.

Semakin banyak simbiosis, akan semakin baik daya dukung terhadap

lingkungan kehidupan dari bakteri penghasil metan.

b. Faktor abiotik

Faktor abiotik mencakup faktor luar yang dapat diatur serta berpengaruh

secara langsung terhadap produksi biogas. Faktor-faktor tersebut antara lain:

1) Kadar air umpan

Setiap jenis mikroorganisme mempunyai kebutuhan air yang tertentu untuk

kelangsungan hidupnya. Dengan terpenuhi akan kebutuhan air yang tepat, hal ini

akan menghasilkan daya dukung yang optimal untuk proses metabolismenya.

2) Temperatur/suhu

Temperatur 350C merupakan temperatur optimum untuk

perkembangbiakan bakteri methan (Indartono, 2005), 320C sampai dengan

350C atau 500C sampai dengan 55oC (Eliantika, 2009). Sedangkan menurut

Widodo (2007) dalam kajian teknologi energinya melaporkan bahwa

temperatur optimal untuk proses digester anaerob adalah 300C sampai dengan

35oC dimana pertumbuhan bakteri dan produksi gas metana umumnya


commit to user

22

optimum. Namun demikian dengan rancangan tanpa memperhitungkan

tahanan termal bahan dinding reaktor, akan diperoleh temperatur digester

sebesar 190C sampai dengan 200C. Dengan kondisi di dalam reaktor seperti

ini, kemampuan bakteri untuk mencerna bahan limbah organik akan berkurang

dua kali lipat. Secara umum terdapat 3 rentang temperatur yang ideal untuk

pertumbuhan mikroorganisme, yaitu :

a) Mikroorganisme psicrofilik: yaitu hidup pada rentang suhu 4 - 200C.

b) Mikroorganisme mesofilik: yaitu hidup pada rentang suhu 20 – 400C

c) Mikroorganisme thermofilik: yaitu hidup pada rentang suhu 40 – 600C

Perombakan limbah dapat berjalan lebih cepat pada penggunaan

bakteri thermofil. Suhu yang tinggi dapat memacu perombakan secara

kimiawi, perombakan yang cepat akan dimanfaatkan oleh bakteri

methanogenik untuk menghasilkan gas methan sehingga dapat memproduksi

biogas. Peningkatan suhu sebesar 400C dapat menghasilkan 68,5 liter biogas

(Mahajoeno, 2008) Suhu digester sekitar 250C sampai dengan 270C dengan

pH 7 sampai dengan 7,8 menghasilkan biogas dengan kandungan gas metana

sekitar 50% sampai dengan 70% ( Grant and Marshalleck, 2008).

3) Unsur hara

Makanan dari bakteri terutama yang mengandung unsur nitrogen, fosfor,

magnesium, sodium, mangan, kalsium,dan kobalt, serta unsur logam seperti

nikel, tembaga, besi dan seng dalam jumlah sedikit. Pada limbah kotoran

ayam terkandung karbohidrat, protein, lemak dan mineral yang diperlukan oleh

mikroba. Namun demikian komposisi limbah perlu diperbaiki dengan


commit to user

23

penambahan nutrisi seperti unsur P (fosfor) dan N (nitrogen) yang diberikan

dalam bentuk pupuk SP-36 dan Urea. Jumlah kandungan bahan makanan

dalam limbah harus dipertahankan agar bakteri tetap berkembang dengan

baik. Jumlah lemak yang terdapat dalam limbah akan mempengaruhi aktifitas

perombak limbah karbohidrat dan protein. Selain kontinuitas makanan, juga

kontak antara makanan dan bakteri perlu berlangsung dengan baik yang dapat

dicapai dengan melakukan agitasi (pengadukan).

4). Agitasi (pengadukan)

Agitasi juga berpengaruh terhadap produksi biogas. Pemberian agitasi

berpengaruh lebih baik dibandingkan tanpa agitasi dalam meningkatkan laju

produksi gas. Dengan agitasi, substrat substrat akan menjadi homogen

karena inokulum kontak langsung dengan substrat dan merata sehingga

proses perombakan akan lebih efektif. Pengadukan dapat mencegah

terjadinya benda-benda kecil yang mengapung (skum) pada substrat

dipermukaan serta dapat berfungsi juga untuk mencampur bakteri metanogen

dengan substrat. Perlakuan pengadukan dapat memberikan kondisi tempera

tur yang seragam dalam biodigester. Pengadukan secara kontinyu mampu

meningkatkan produksi gas metana sebanyak 12%, sedangkan tanpa

pengadukan hanya meningkatkan produksi gas metana sebesar 7% ( Hartono,

2009 ; Kaparaju et al., 2007).

5) Starter.

Starter atau inokulum mengandung mikroorganisme atau bakteri metana

dapat mempercepat proses fermentasi anaerob. Beberapa jenis starter antara lain :


commit to user

24

a).Starter alami: yaitu starter yang berasal dari lumpur aktif seperti lumpur kolam

ikan, air comberan atau air septik tank, sludge, timbunan kotoran, dan

timbunan sampah organik. Kotoran sapi juga merupakan starter alami yang

baik karena secara alami kaya akan bakteri metan.

b).Starter semi buatan: yaitu starter yang berasal dari fasilitas biodegester dalam

stadium aktif.

c).Starter buatan: yaitu starter yang berasal dari pembiakan bakteri dengan

medium buatan dilakukan di laboratorium.

6). Konsentrasi substrat

Sel mikroorganisme mengandung unsur karbon, nitrogen, fosfor dan

sulfur. Unsur-unsur tersebut mutlak diperlukan untuk pertumbuhan dan

perkembangan mikroorganisme. Kondisi yang optimum dicapai jika jumlah

mikroorganisme sebanding dengan substrat. Kandungan air dalam substrat

dan homogenitas system juga mempengaruhi proses kerja mikroorganisme.

Kandungan air yang tinggi akan memudahkan proses penguraian.

7) Potensial hydrogen (pH).

Aktivitas enzim sangat dipengaruhi pH, setiap perubahan pH akan

membawa perubahan pada sistem biologis. Umumnya mikroba anaerob

beraktifitas pada pH optimum antara 6 sampai dengan 7,5. Rentang pH yang

cukup sempit ini dapat dikontrol oleh buffer alami berupa ammonium (NH4) dan

bikarbonat (HCO-3). Ion ammonium diperoleh dari deaminasi asam-asam

amino dan material yang mengandung nitrogen dan amino lainnya seperti

DNA, RNA, ATP, dan enzim, Ion bikarbonat diperoleh dari karbondioksida


commit to user

25

yang diproduksi selama proses hidrolisis, pembantukan asam dan

metanogenesis (Kresnawaty et al., 2008).

Bakteri metanogen tidak dapat toleran pada pH diluar 6,7 sampai

dengan 7,4. Beberapa senyawa anorganik dan karbondioksida menyebabkan

menurunnya pH. Nilai pH yang tinggi dapat menyebabkan produk akhir yang

dihasilkan adalah CO2 sebagai produk utama. Dalam proses pembuatan

biogas, pengaturan pH sangat penting karena pembentukan asam akan

menurunkan pH awal. Penurunan pH akan menghambat aktivitas

mikroorganisme penghasil gas metana. Untuk meningkatkan pH dapat

dilakukan dengan penambahan kapur ke dalam substrat (Darsono, 2007).

Sementara Kashani (2009) melaporkan, bahwa pada pH antara 7 sampai

dengan 8 mikrobia pencernakan anaerob masih dapat berproses, akan tetapi

pada nilai pH dibawah 6,5 pertumbuhan bakteri metanogen sangat lambat.

Demikian juga Karki (1984) menyatakan kondisi keasaman yang optimal pada

proses pencernan anaerob yaitu sekitar pH 6,8 sampai dengan 8 , laju proses

pencernaan akan menurun pada kondisi pH yang lebih tinggi atau lebih

rendah.

.8) C/N rasio

Hubungan antara jumlah karbon dan nitrogen yang terdapat di dalam

bahan-bahan organik ditunjukkan dengan istilah rasio karbon/nitrogen.

Rentang rasio C/N antara 20 sampai dengan 30 merupakan rentang optimum

untuk proses penguraian anaerob. Jika rasio C/N terlalu tinggi maka nitrogen

akan terkonsumsi sangat cepat oleh bakteri-bakteri metanogen untuk


commit to user

26

memenuhi kebutuhan akan protein dan tidak akan lagi bereaksi dengan sisa

karbonnya, sebagai hasilnya produksi gas akan rendah. Dilain pihak jika rasio

C/N sangat rendah, nitrogen akan dibebaskan dan terkumpul dalam bentuk

NH4OH. NH4OH akan meningkatkan nilai pH dalam digester anaerob. Jika

nilai pH lebih tinggi dari 8,5 maka populasi bakteri metanogen akan menurun.

Oleh karena itu bahan organic yang mempunyai nilai C/N rasio tinggi dapat

dicampur dengan rasio C/N rendah untuk memperoleh campuran yang sesuai

dengan kebutuhan (Karki et al., 1994). Total perbandingan C/N pada digester

yang optimum umumnya dicapai pada nilai 30 (Widodo, 2008); 20 sampai

dengan 25 (Siregar, 2009).

.9) Kandungan oksigen terlarut.

Reaksi perombakan anaerob tidak menginginkan kehadiran oksigen,

karena oksigen akan menonaktifkan aktifitas metabolisme bakteri seperti

tahapan proses hidrolitik, asetogenik dan matanogenik. Kahadiran oksigen

pada limbah cair dapat berupa kontak limbah dengan udara. Kedalaman

reaktor akan mempengaruhi reaksi perombakan, semakin dalam reaktor akan

semakin baik hasil perombakannya.

10) Konsentrasi Volatil solid (VS)

Fraksi VS dalam digester anaerob merupakan parameter yang

penting dan dapat dipergunakan untuk perhitungan pembebanan (load).

Semakin tinggi konsentrasi VS, semakin tinggi pula pembebanan. VS

merupakan bahan makanan untuk proses hidrolisis dan pembentukan asam

secara anaerob. Hasil proses digester kotoran sapi dapat menghasilkan


commit to user

27

volatile solid (VS) sekitar 34%, prosentase ini di bawah rata-rata pemrosesan

bahan organic yang umumnya berada pada kisaran 28 sampai dengan 70%

11) Hydraulic Retention Time (HRT)

HRT adalah waktu rata-rata feed atau substrat bahan organik tinggal di

dalam digester. HRT sangat dipengaruhi oleh temperatur, pengenceran, laju

pemasukan bahan organik (Organik Loading Rate/OLR). Lama proses suatu

bahan organik dapat menghasilkan gas metana yang optimum sangat

tergantung kepada temperature dan lama proses fermentasi. Hal ini

disebabkan untuk melakukan perombakan anaerob harus melalui 4 tahapan

proses dan setiap prosesnya memerlukan waktu yang cukup. Pada temperatur

yang tinggi, laju proses fermentasi berlangsung dengan cepat, dan

menurunkan waktu proses yang diperlukan. Pada kondisi normal, fermentasi

kotoran berlangsung antara 2-4 minggu (Haryati, 2006). Pengaruh waktu

fermentasi memberikan hasil yang berbeda pada produksi biogas. Semakin

lama proses fermentasi, akan semakin tinggi produksi biogas. Untuk bahan

kotoran sapi misalnya, pada temperatur 300C sampai dengan 350C produksi

gas metana optimum terjadi pada hari ke 10, kemudian produksi gas metana

akan menurun.

12) Organic Loading Rate (OLR)/Pembebanan

OLR adalah banyaknya bahan organic/material mentah (feed) yang

dimasukkan ke dalam digester per hari per unit volume dari kapasitas digester

dan biasanya dinyatakan dalam volatile solid (VS) atau total solid (TS). Bila

feed berlebihan di dalam digester, akan terjadi akumulasi asam-asam organik


commit to user

28

yang menyebabkan produksi gas terhambat. Hal yang sama bila digester

kekurangan mendapatkan feed. OLR tergantung pada suhu, HRT dan ukuran

digester (Reid,2005).

13) Zat beracun

Kehadiran bahan toksik juga menghambat proses produksi biogas.

Kehadiran bahan toksik ini akan menghambat aktifitas mikroorganisme untuk

melakukan perombakan. Maka untuk memperoleh produksi biogas yang

tinggi, kehadiran bahan toksik harus dicegah (Siregar, 2009). Konsentrasi

amoniak yang baik dalam digester adalah 200 sampai dengan 1500 mg/l.

Pada konsentrasi 1500 sampai dengan 3000 mg/l, proses pertumbuhan

bakteri akan terhambat pada pH 7,4. Pada konsentrasi amoniak di atas 3000

mg/l dapat menyebabkan keracunan pada digester pada pH berapapun. Pada

konsentrasi yang tinggi, asam lemak menguap, hidrogen, hidrogen sulfid,

garam-garam dan xenobiotik akan menghambat aktifitas bakteri dan akan

menurunkan produksi biogas (Kashani , 1978).

Demikian juga terhadap zat-zat organik yang terlarut dan dapat

menghambat pertumbuhan bakteri bahkan dapat bersifat racun jika dalam

konsentrasi tinggi seperti: formaldehyde konsentrasi 50 sampai dengan 200

ppm, chloroform konsentrasi 0,5 ppm, ethyl benzene konsentrasi 200 sampai

dengan 1000 ppm, ethylene konsentrasi 5ppm, kerosene konsentrasi 500

ppm, dan detergen konsentrasi 1% dari berat kering.

14) Konsentrasi padatan /Total Solid (TS)


commit to user

29

Kandungan solid yang paling baik untuk proses an aerob yaitu sekitar

8% dan maksimalnya 12,5% (Aguilar, 2001). Sementara Kottner (2002)

melaporkan bahwa kandungan solid yang ideal untuk pembentukan biogas

adalah 7-9% kandungan kering.

Tabel 2..Zat organik yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme. __________________________________________________________ Komponen Konsentrasi __________________________________________________________ Sedang (ppm) Kuat (ppm) __________________________________________________________

K+ 2500-4500 12000 Ca+2 2500-4500 8000 Mg+2 1000-15 3000 Na+ 3500-5500 800 NH+ 1500-300 200 S2- 5 (larut) Cu 50-70 (total) Cr (vi) 3,0 (larut) Cr (III) 180-420 (larut) Ni 2 (larut) Zn 1 (larut)

__________________________________________________________ Sumber: Almoustapha (2009)

15) Ukuran partikel dan perlakuan awal

Ukuran partikel bahan substrat sangat berpengaruh terhadap proses

pencernaan anaerob, semakin kecil atau lembut ukuran substrat akan semakin

cepat didegradasi oleh mikrobia sehingga akan semakin cepat pula dihasilkan

biogas. Secara fisik proses pengecilan ukuran substrat dapat dilakukan

dengan cara dicacah dan digiling Perlakuan awal dimaksudkan juga untuk

memperkecil ukuran substrat. Perlakuan awal tersebut dapat dilkukan secara

kimia yaitu dengan penambahan zat-zat yang bersifat asam atau alkali. Cara

biologi juga dapat dilakukan dengan cara memasukkan bakteri hidrolisis


commit to user

30

kedalam substrat atau penambahan enzim, dan secara fisik dapat dilakukan

dengan cara perlakuan pemanasan, memberikan tekanan tinggi, pemberian

ultrasonic, pencacahan (Kashani, 2009).

D.Dampak Limbah Peternakan Ayam Terhadap Pencemaran Lingkungan

Berdasarkan Undang-undang Pokok Pengelolaan Hidup No.4 tahun

1982 yang dimaksut dengan pencemaran lingkungan adalah masuknya atau

dimasukkannya makhluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam

lingkungan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau

oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ketingkat

tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat

berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.

Limbah pertanian dan peternakan mempunyai dua potensi yang

bertolak belakang yaitu potensi yang merugikan dan potensi yang

menguntungkan bagi manusia. Limbah tersebut berpotensi untuk memberi

nilai tambah ekonomi bagi masyarakat petani jika dikelola dengan baik.

Namun limbah tersebut juga akan menjadi masalah bagi masyarakat sekitar

area pertanian khususnya dan manusia pada umumnya, jika pengelolaannya

dilakukan dengan serampangan atau bahkan tidak dikelola sama sekali.

Masih banyak peternakan ayam di Indonesia ini yang belum mengelola

limbahnya dengan benar, pengelolaan limbah hanya dikelola secara

tradisional bahkan hampir tidak terdengar upaya pengelolaan limbah secara

terpadu. Apabila dapat dipadukan antara pengelolaan limbah pertanian dan

peternakan dengan menggunakan system anaerob, maka berbagai


commit to user

31

keuntungan akan diperoleh masyarakat. Keuntungan itu antara lain,

masyarakat memperoleh produk pupuk dan energi biogas, terciptanya

lingkungan yang higienis dan berkurangnya emisi gas rumah kaca (Hartono,

2009).

Biomasa yang mengandung kadar air tinggi seperti kotoran hewan

dan limbah pengolahan pangan cocok digunakan untuk bahan baku

pembuatan biogas. Limbah peternakan merupakan salah satu sumber bahan

yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas, sementara

perkembangan atau pertumbuhan industri peternakan menimbulkan masalah

bagi lingkungan karena menumpuknya limbah peternakan. Polutan yang

disebabkan oleh dekomposisi kotoran yaitu Biological Oxygen Demand (BOD)

dan Chemical Oxygen Demand (COD), bakteri pathogen, polusi air karena

terkontaminasinya air bawah tanah dan air permukaan, debu dan polusi bau.

Dibanyak negara berkembang, kotoran ternak, limbah pertanian, dan

kayu bakar digunakan sebagai bahan bakar. Polusi asap yang diakibatkan

oleh pembakaran bahan bakar tersebut mangakibatkan masalah kesehatan

yang serius dan harus dihindarkan. Juga yang paling menjadi perhatian yaitu

emisi metana dan karbondioksida yang menyebabkan efek rumah kaca dan

mempengaruhi perubahan iklim global (Ghosh, 1980).

Jika dilihat dari segi pengelolaan limbahnya , proses pencernaan

anaerob juga memberikan beberapa keuntungan yaitu menurunkan nilai COD

dan BOD, total solid, volatile solid, nitrogen nitrat dan nitrogen organik, bakteri

coliform dan pathogen lainnya, telur insekta, parasit, bau juga dihilangkan atau


commit to user

32

menurun, yang berarti telah mengurangi proses pencemaran lingkungan. Di

samping itu proses pencernaan anaerob juga memperkecil volume atau berat

limbah yang dibuang, memperkecil rembesan polutan, merupakan proses

produksi energi yang bersih, memperoleh bahan bakar berkualitas tinggi dan

dapat diperbaharui, menghasilkan kompos yang bersih dan pupuk yang kaya

nutrisi, memaksimalkan proses daur ulang dan menghilangkan bakteri coliform

sampai 99% sehingga memperkecil kontaminasi sumber air.( Haryati, 2006).

Hasil penelitian Widodo (2006) menunjukkan bahwa limbah reaktor

biogas dengan bahan organik kotoran sapi yang berupa lumpur menunjukkan

penurunan COD (Chemical Oxigen Demand) sebesar 90% dari kondisi bahan

awal, sedangkan perbandingan BOD/COD sebesar 0,37 lebih kecil dari kondisi

normal limbah cair BOD/COD yaitu 0,5. Hasil analisis unsur NPK dari lumpur

limbah biogas kotoran sapi menunjukkan hasil yang hampir sama dengan

pupuk kompos (referensi)

E.Kerangka Pemikiran.

Beberapa tahun terakhir ini enegi merupakan persoalan yang krusial di dunia.

Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi

penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan

emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk

segera memproduksi dan menggunakan energi terbaharukan. Salah satu sumber

energi alternatif adalah biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah

organik, antara lain seperti limbah peternakan ayam. Limbah peternakan ayam

dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerob digestion. Proses ini


commit to user

33

merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan

mengurangi dampak negatip penggunaan bahan bakar fosil. Digester anaerob

merupakan proses pengubahan dari bahan limbah organik menjadi biogas dengan

bantuan mikroorganisme di dalam suatu tempat yang disebut bioreaktor dalam

keadaan anaerob.

Dalam proses perombakan bahan organik menjadi biogas, sangat tergantung

pada aktifitas mikroorganisme yang bekerja. Aktifitas perombakan bahan organik di

dalam biodigester juga sangat tergantung pada faktor lingkungan seperti pH, suhu,

ketersediaan dan ukuran bahan organik, pengadukan, lama waktu pemeraman dan

lain-lain. Produksi biogas dapat ditingkatkan dengan meminimalisir faktor yang

berpengaruh terhadap produksinya. Pada biodigester system kontinyu, penambahan

bahan organik secara kontinyu pada berat per volume tertentu dalam kapasitas

biorektor tertentu serta waktu pemeraman tertentu dapat meningkatkan produksi

biogas dan dapat dihasilkan biogas yang terus menerus.

Teknologi digester anaerob menghasilkan terutama gas metana dan

karbondioksida yang merupakan komponen gas rumah kaca sehingga teknologi

digester anaerob merupakan teknologi yang ramah lingkungan, berkelanjutan, tepat

guna dan sangat menunjang di dalam issue global warming. Biogas yang

merupakan hasil utama dalam teknologi digester anaerob dapat dimanfaatkan

langsung sebagai energi untuk bahan bakar kompor gas, penerangan, dan

pembangkit listrik. Sedangkan hasil samping dari proses biodigester anaerob yang

berupa limbah lumpur biogas dapat dipergunakan sebagai bahan pupuk organik

dalam budidaya tanaman, pupuk organik kolam perikanan karena dapat


commit to user

34

menyuburkan plankton. Adapun prinsip kerja proses digester anaerob beserta

bakteri yang berperan adalah sebagai berikut:

Dengan demikian limbah peternakan ayam yang jika dibiarkan akan

menyebabkan proses pencemaran lingkungan, akan tetapi jika dikelola dengan baik

akan berdaya guna dan mempunyai nilai tambah bagi peternak itu sendiri ataupun

lingkungannya dan sekaligus mendukung program pertanian terpadu dan

pembangunan pertanian yang berkelanjutan (gambar 3)


commit to user

35

Manusia berkualitas

Peternakan ayam

Manusia Daging dan telur Limbah (kotoran)

Sumber daya alam

Industri Energi Rumah tangga

Krisis energi

Energi tidak dapat diperbaharui Energi dapat diperbaharui

Pemicu global warming Dikelola Tidak dikelola

Kualitas lingkungan turun Biogas Polutan

Pencemaran udara, air dan tanah

Peningkatan produksi biogas

Limbah peternakan ayam + Limbah Enceng gondok

Waktu tinggal hidraulik Laju beban organik

Produksi biogas maksimum

Bermanfaat bagi manusia dan ramah lingkungan

Gambar 3. Bagan alir kerangka pemikiran


commit to user

36

F.Hipotesis.

1. Pemberian beban bahan organik dengan waktu tinggal hidraulik tertentu

akan berpengaruh terhadap peningkatan produksi biogas.

2. Efisiensi perombakan beban yang tinggi pada biodigester anaerob system

kontinyu.


commit to user

37

BAB III

METODE PENELITIAN

A.Waktu dan Tempat Penelitian

1.Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan selama 10 bulan mulai bulan September 2011 sampai

dengan bulan Juli 2012.

2.Tempat Penelitian

Lokasi penelitian dilakukan di desa Demakan, Kecamatan Mojolaban,

Kabupaten Sukoharjo, Ekskaresidenan Surakarta. Analisis sampel dilakukan di

UPT Sub.Laboratorium Kimia UNS Surakarta .

B.Alat dan Bahan Penelitian

1.Alat Penelitian

a. Alat yang digunakan dalam perakitan dan operasional biodigester

Peralatan yang digunakan antara lain seperangkat alat las, gergaji

besi, bor listrik, obeng, tang, kunci inggris, kunci pas, gunting kain.

Sedangkan peralatan pembantu yang sudah jadi antara lain mesin

pencacah, mixer berkapasitas 25 kg, Alat yang lain adalah timbangan

kapasitas 25 kg, ember plastik kapasitas 10 kg, ember cat kapasitas 25

kg, corong plastik besar, parang kran kompresor, sendok semen.

b. .Alat yang digunakan dalam analisis sampel

Peralatan yang digunakan antara lain pH-meter digital,

thermometer infra red, meteran logam, timbangan analitik,

spektrofotometer sinar tampak,tanur, oven, penangas air, botol winkler,

37


commit to user

38

cawan porselen, desikator, penjepit cawan, gelas ukur, buret mikro 2 ml,

pipet 5 ml, Erlenmeyer 125 ml, gelas piala 400 ml, labu ukur 1000 ml,

kuvet, tabung pencerna, alat pemanas,kertas saring.

2.Bahan penelitian

a. .Bahan yang digunakan dalam perakitan dan operasional biodigester

Bahan yang digunakan antara lain besi lempeng ukuran 2 cm dan 4

cm, berbentuk “L” ukuran 4 cm, besi plat bentuk lingkaran berdiameter

18 cm, pipa pralon ukuran 1 dan 1,5 inch, pipa besi diameter 1 inch, besi

as diameter 18 mm, besi laker, strength, roda plastik (poli), ger, ger

ulir,sekrup, ban dalam motor, besi lempeng plat stenlis ukuran 4 cm X 40

cm, aluminium bentuk “L”,ukuran 3 cm, selang plastik, kantong plastik,

kni pralon ukuran 1,5 inch dan 1 inch, sok drat ukuran 1,5 inch, lem

pralon, lem karet, kotoran ayam petelur,tumbuhan Eceng gondok, air

tanah, inokulum, tandon air bahan plastik volume 2000 liter.

b. Bahan yang digunakan dalam analisis sampel

Bahan yang digunakan antara lain akuades, larutan buffer 4 dan 7,

H2SO4 pekat, NaOH, Na Iodida, asam salisilat, Natrium azida, amilum,

MnSO4.4H2O larutan pencerna K2Cr2O7 konsentrasi tinggi dan rendah,

Ag2SO4, Na2S2O3.5H2O.

C.Rancangan Penelitian

Penelitian menggunakan metode eksperimen lapang dengan

mengunakan perlakuan laju beban organik/Organic Loading Rate (OLR) dan


commit to user

39

waktu tinggal hidraulik/Hydraulic Retention Time (HRT) dengan variasi sebagai

berikut:

1. OLR 50 kg/ hari dengan HRT 34 hari dilakukan selama 5 hari





D.Cara Kerja

1.Persiapan

Pada tahap persiapan ini meliputi pembuatan kerangka penopang

pengaduk/ kipas digester, tutup digester, pengaduk, dan pemasangan

kelengkapan reaktor digester. Kerangka penopang pengaduk dibuat dengan

bahan besi lempeng cor yang berbentuk balok dengan panjang 180 cm, lebar

80 cm dan tinggi 200 cm. Kerangka kanan atas ditempatkan dynamo yang

dihubungkan roda dengan menggunakan strength, as roda dihubungkan dengan

as pengaduk dengan ger, bila roda berputar karena dynamo hidup maka

putaran as roda yang berputar akan menggerakkan kipas pengaduk. Kipas

pengaduk, asnya terbuat dari bahan pipa besi dan lempeng kipas terbuat dari

logam stainless susunan lempeng kipas terdiri. 2 tingkat yang masing-masing

berbentuk huruf “M”, sedangkan kipas paling atas berbentuk lurus yang terbuat

dari aluminium yang berfungsi untuk memecah skum. Tutup digester,

kerangkanya terbuat dari lempeng besi cor dan besi plat yang berbentuk

lingkaran. Tutup dibuat berbentuk kerucut terpotong puncaknya, pada bagian


commit to user

40

puncak ini terdapat 2 lubang, satu untuk as kipas dan yang lain untuk lubang

kran pengeluaran gas yang dihubungkan dengan slang plastik ke plastik

penampung gas. Kerangka tutup digester digunakan untuk menopang penutup

tutup digester yang terbuat dari plastik dan plastik diklem dengan dasar

kerangka. Reaktor digester an aerob terbuat dari tandon air dengan kapasitas

2000 liter. Alat ini dilengkapi dengan lubang pengisian substrat (inlet) dan

lubang pengeluaran limbah digester (outlet) Alat tambahan lain berupa timer

untuk mengatur frekuensi dan waktu lamanya pengadukan.

Tahap berikutnya adalah pembuatan inokulum. Inokulum dibuat dengan

cara mencampurkan kotoran ayam dengan air dengan perbandingan 1 : 1

kemudian diinkubasikan selama kurang lebih 1 bulan di dalam bak tertutup.

Inokulum sudah jadi bila gas yang ditimbulkan dan di sulut dengan api sudah

menyala. Substrat atau media terdiri dari limbah peternakan ayam dan limbah

Enceng gondok. Kotoran ayam yang akan dimasukkan ke digester terlebih

dahulu diayak dengan ayakan kasar, sedangkan enceng gondok terlebih dahulu

dicacah setebal kurang lebih 0,5 cm kemudian dilembutkan dengan

memasukkan ke mesin pencacah dalam keadaan segar.

2.Pelaksanaan

a .Operasional Bioreaktor Digester Anaerob.

Pengisian substrat melalui lubang inlet dengan bantuan corong.

Substrat terdiri dari campuran kotoran ayam dan limbah eceng gondok

dengan perbandingan 3 : 1 yang kemudian campuran substrat ini dicampur

dengan air dengan perbandingan 1 : 1. Campuran substrat dan air diisikan


commit to user

41

kedalam tangki digester sebanyak 65% dari volume tangki (1300 liter) dan

inokulum sebanyak 20% (400 liter), sedangkan sisanya 15% (300 liter)

dipakai sebagai ruang penampung gas. Setelah pengisian selasai, kran

saluran gas ditutup, kemudian timer pengaduk disetel dengan frekuensi 8

kali dan setiap kali pengaduk berputar berlangsung selama 30 menit untuk

setiap 24 jam (1 hari). Setelah tercapai produksi biogas puncak, ditunggu

sampai menurun kontinyu, baru kemudian load atau beban diisikan. Beban

yang diisikan berturut-turut sebanyak 50 kg per hari, 70 kg per hari, 90 kg

per hari, 110 kg per hari dan 130 kg per hari, masing-masing beban

diberikan selama 5 hari. Limbah hasil pencernaan anaerob yang

dikeluarkan melalui pipa outlet pada saat pengisian beban ditampung di

botol sampel untuk kemudian di analisis di laboratorium, sedangkan gas

yang didapat dikeluarkan dengan membuka kran gas untuk ditampung di

tabung silinder plastik dengan diameter 20 cm. Dengan mengukur panjang

silinder plastik maka volume gas dapat diketahui Produksi gas dihitung

setiap hari sampai akhir penelitian, sedangkan pengambilan sampel limbah

digester dilakukan pada hari ke 0,3,4,5 setelah beban mulai diisikan pada

setiap beban

b. Analisis Sampel Limbah Digester

Analisis sampel limbah digester meliputi COD (Chemical Oxigen

Demand), dengan menggunakan Metode Titrasi (Greenberg et al,1992),

TS (Total Solid) menggunakan Metode Evaporasi (Greenberg et al, 1992),

VS (Volatil Solid) menggunakan metode Penyaringan dan Evaporasi


commit to user

42

(Greenberg et al,1992). Sedangkan pH diukur menggunakan pH-meter

digital dan suhu diukur dengan menggunakan Termometer digital Infra Red

pengukuran dilakukan langsung di lapangan.. Metode dan prosedur kerja

analisis sampel yang digunakan terdapat di lampiran.

E.Pengamatan/Pengambilan Data

Pengambilan data terhadap variable penelitian ini meliputi:

1.Produksi biogas (liter/hari)

Produksi biogas diukur setiap hari sampai akhir penelitian yang ditandai

dengan adanya produksi yang menurun sampai hampir habis. Volume gas

yang ditampung dalam kantong plastik silinder dapat dihitung setiap harinya

dengan menggunakan rumus volume silinder.

Volume silinder = π r2 t

dimana: r adalah jari-jari kantong plastik penampung gas.

t adalah panjang kantong plastik penampung gas

2.Potensial Hidrogen (pH)

Pengukuran pH dilakukan langsung dilapangan dengan menggunakan

pH-meter digital terhadap sampel limbah digester, yang diambil 2 kali (duplo)

yaitu pada saat substrat diaduk dan 30 menit setelah diaduk. Dilakukan mulai

awal penelitian sampai akhir dari pengisian beban

3.Suhu (0C)

Pengukuran suhu dilakukan terhadap suhu substrat di dalam reaktor

dengan menggunakan termometer infrared, langsung di lapangan yang diambil


commit to user

43

2 kali (duplo) yaitu saat pengaduk diputar dan 30 menit setelah pengadukan.

Dilakukan mulai awal penelitian sampai akhir dari pengisian beban organik.

4.COD (Chemical Oxigen Demand) (mg/l)

Sampel limbah dari digester diambil dengan botol sampel sebanyak 250

ml untuk dianalisis di laboratorium. Sampel diambil 2 kali (duplo) yaitu saat

pengaduk berjalan dan 30 menit setelah dihentikan, dimulai pada hari ke 0,3,4,

dan 5 untuk masing-masing beban

5.TS (Total Solid) (mg/l)




dan 5 untuk masing-masing beban

6.VS.(Volatil Solid) (mg/l)




dan 5 untuk masing-masing beban. Semua hasil pengukuran analisis

dimasukkan dalam tabulasi data.

F. Analisis Data

Data yang diperoleh dilapangan dan laboratorium dianalisis dengan

analisis diskriptif yang disajikan dalam bentuk tabulasi data dan grafik.


commit to user

44

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Biogas merupakan gas yang dihasilkan dari proses pencernaan oleh

bakteri dalam kondisi anaerob di dalam suatu alat digester. Bahan baku biogas

berasal dari bahan organik limbah peternakan ataupun pertanian yang apabila

tidak dikelola akan menyebabkan pencemaran lingkungan sehingga kualitas

lingkukngan menurun. Produksi biogas dipengaruhi oleh beberapa faktor yang

antara lain adalah jenis dan banyaknya substrat, pH, suhu dalam digester, total

padatan, lama waktu substrat tinggal dalam digester, besaran beban substrat

yang diisikan ke dalam digester per hari dan lain-lainnya.

Keuntungan dari proses perombakan limbah bahan organik menjadi

biogas antara lain adalah mendapatkan hasil utama berupa biogas (metana)

yang aman terhadap lingkungan dan hasil samping berupa cairan lumpur

organik aktif yang dapat digunakan sebagai pupuk organik, menurunkan nilai

COD, VS, TS, bakteri coliform, pathogen, parasit dan bau. Pada penelitian ini

digunakan reaktor digester anaerob dengan kapasitas volume 2000 liter, yang

diisi terdiri dari inokulum 20%, substrat 65% dan ruang penampung gas 15%,

yang disertai pengadukan yang dioperasikan 8 kali per hari dengan masing-

masing lama pengadukan selama 30 menit dengan cara otomatis

menggunakan timer dan penggerak dari dynamo. Bahan yang digunakan

sebagai substrat adalah campuran kotoran ayam dengan limbah Eceng gondok

dengan perbandingan 2:1, kemudian campuran substrat tersebut dicampur

44


commit to user

45

dengan air dengan perbandingan 1:1. Pencampuran substrat kotoran ayam

dengan eceng gondok diharapkan dapat meningkatkan C/N rasio substrat

karena kotoran ayam mempunyai C/N rasio 10 dan Eceng gondok rasio C/N nya

adalah 25 (Karki dan Dixit, 1984), sedangkan C/N rasio yang baik untuk substrat

adalah antara 25 sampai dengan 30 (Hartmann, 2000). Penggunaan digester

anaerob dengan sistem pengisian kontinyu setiap hari diharapkan dapat

mempercepat dan meningkatkan produksi biogas bila dibandingkan dengan

penggunaan digester sistem curah.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui produksi biogas optimum yang

berbahan dasar limbah peternakan ayam dan limbah eceng gondok dengan

penambahan laju beban bahan organik setiap hari dengan variasi 50 kg, 70 kg,

90 kg, 110 kg dan 130 kg, dan waktu tinggal hidraulik di dalam digester yang

berbeda yaitu selama 34 hari, 24 hari, 19 hari, 15 hari dan 13 hari. Demikian

juga untuk mengetahui efisiensi perombakan beban bahan organik terlarut

seperti COD, TS, VS, pH, serta suhu. Data dianalisis diskriptif, dan disajikan

dalam bentuk grafik dan tabulasi.

A .Produksi biogas

Produksi biogas diukur setiap hari dan dibagi menjadi 3 bagian yaitu awal

atau sebelum pengisian beban organik, saat pengisian beban organik, dan

setelah pengisian beban organik, dengan lama penelitian 100 hari. Selanjutnya

dibuat nilai reratanya untuk setiap 5 hari.


commit to user

46

Rerata produksi biogas semakin meningkat dengan naiknya beban, akan

tetapi setelah pemberian beban 110 kg/hari yaitu 130 kg/hari rerata produksi

biogas mulai menurun. Rerata produksi biogas maksimum terdapat pada beban

Tabel 3.Rerata produksi biogas pada awal/sebelum pengisian beban, saat pengisian beban dan akhir/setelah pengisian beban.

________________________________________________________________Rerata produksi Rerata produksi biogas pada masing-masing Rerata produksi biogas awal beban (liter/hari) biogas akhir (liter/hari) __________________________________________ (liter/hari) 50kg 70kg 90kg 110kg 130kg

(Hari 0-19) (20-24) (25-29) (30-34) (35-39) (40-44) (45-100) ________________________________________________________________

276,55 293,48 347,48 360,49 492,68 266,83 66,87 ________________________________________________________________

110 kg/hari, hal ini dapat dicapai karena didukung oleh kondisi lingkungan yang

optimum seperti pH substrat yang berada pada kisaran 7,54, suhu 28,360C

(tabel 9 dan 10). Efisiensi perombakan COD= 91,8%, TS=36,4%, VS=58,4%

(tabel 6, 7 dan 8) serta adanya kontinyuitas pengadukan atau agitasi. Limbah

peternakan ayam , limbah eceng gondok yang dicampur dengan air yang cukup

merupakan larutan substrat yang mengandung karbohidrat, lemak, protein dan

mineral yang merupakan persediaan makanan yang diperlukan bakteri sebagai

mikroorganisme perombak makanan menjadi biogas di dalam digester.

Menurut Widodo (2007) bahwa mikroba dalam kondisi lingkungan yang

ideal akan mempercepat proses perombakan bahan organik. Pada penelitian ini

pH yang dicapai adalah 7,54. Kashani (2009) melaporkan bahwa lingkukngan

pH yang ideal berada pada kisaran 6,5 sampai dengan 7,5 , di bawah 6,5 dan

diatas 8,5 bakteri metanogen pertumbuhannya sangat lambat, sedangkan


commit to user

47

Kottner (2002) menyatakan bahwa pH pada proses perombakan anaerob dapat

berlangsung antara 6,6 sampai dengan 7,6 sedangakan bakteri non metanogen

mampu hidup pada pH 5 sampai dengan 8,5. Sementara Haryati (2006)

mengatakan bahwa kondisi optimal proses pencernaan anaerob yaitu pada pH

6,8 sampai dengan 8, laju pencernaan akan menurun pada kondisi pH yang

lebih tinggi atau lebih rendah. Suhu di dalam digester yaitu 28,360C,

merupakan suhu untuk bakteri golongan mesofil. Pencernaan anaerob dapat

berlangsung dengan baik pada lingkungan mesofilik (15 sampai dengan 450C

dan optimumnya 350C (Kashani, 2009).

Pada penelitian ini digunakan pengadukan atau agitasi dengan frekuensi 8

kali sehari, lama waktu setiap pengadukan 30 menit. Ini dimaksudkan untuk

meningkatkan produksi biogas serta efisiensi perombakan substrat. Hal ini

sejalan dengan pendapat Mahajoeno (2007) bahwa agitasi merupakan salah

satu faktor untuk meningkatkan produksi biogas limbah cair kelapa sawit secara

anaerob. Sedangkan menurut Alwi et. al (2009) bahwa perlakuan agitasi

mampu meningkatkan efisiensi perombakan COD sebesar 95% pada substrat

limbah sawit. Sementara Subramanian (1978) menyatakan bahwa penggunaan

pengaduk berfungsi antara lain untuk mencampur substrat dengan inokulum,

untuk menghindari padatan yang mengapung (skum) dan tenggelam, untuk

meningkatkan aktifitas bakteri sehingga produksi biogas menjadi optimal, serta

untuk meningkatkan laju dekomposisi dengan mengeluarkan gelembung gas

yang terperangkap dalam matrik sel mikroorganisme.


commit to user

48

Pada pemberian beban substrat 130 kg/hari, produksi biogas mulai

menurun, walaupun penambahan substratnya lebih besar (naik) dari 110 kg/hari

yang merupakan produksi biogas yang maksimal pada penelitian ini. Jika

diamati kondisi lingkungannya saat pemberian beban 130 kg/hari, nilai rata pH

nya 7,48, dan suhunya 28,160C ini masih termasuk dalam lingkungan ideal

tetapi sudah menurun bila dibandingkan pH dan suhu pada pemberian beban

yang lain. Akan tetapi jika diamati terhadap nilai rata-rata efisiensi perombakan

bahan organiknya seperti COD, TS dan VS nya sudah mulai menurun

dibandingkan dengan pengisian beban organik 110 kg/hari, hal ini akan

berakibat menurunnya produksi biogas. Hal ini sejalan dengan pernyataan

Subramanian (1978) yang menyatakan bahwa menurunnya nilai efisiensi

perombakan substrat organik di dalam digester disebabkan karena tingginya

beban padatan yang dimasukkan ke dalam digester, akan berpengaruh

terhadap produksi biogas. Sedangkan menurut Stafford et.al (1980) bahwa laju

beban yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan keadaan jenuh dimana asam

lemak volatile (FVA) akan meningkat dan produksi gas akan menurun serta

proporsi pembentukan gas CO2 akan meningkat.

Rerata produksi biogas berturut-turut naik dari beban substrat 50 kg/hari

sampai 110 kg/hari yaitu 5,8%, 20,4%, 23,3% dan 43,9% akan tetapi setelah itu

menurun pada beban 130 kg/hari yaitu menjadi 3,6% jika dibandingkan dengan

rerata produksi biogas sebelum pengisian beban (tabel 4). Sedangkan bila di

bandingkan dengan rerata produksi biogas setelah pengisian beban substrat,

kenaikannya terjadi pada semua beban berturut-turut mulai beban substrat


commit to user

49

50 kg/hari sampai dengan 130 kg/hari yaitu 77,2%, 80,8%, 81,5%, 86,4% dan

74,9% (tabel 5). Peningkatan rerata produksi biogas tertinggi terjadi pada

pemberian beban organik 110 kg/hari yaitu 86,4%.

Penurunan rerata produksi biogas sesudah pengisian beban substrat

sebesar 110 kg/hari disebabkan karena menurunnya kondisi lingkungan

substrat di dalam digester seperti pH yaitu dari 7,54 menjadi 7,48 selanjutnya

Gambar 4.Grafik hubungan antara rerata produksi biogas terhadap waktu ting gal hidraulik (HRT) pada awal, saat pengisian masing-masing beban organik dan akhir

0

100

200

300

400

500

600

prod

uksi

bio

gas

(L/h

ari)

OLR/HRT


commit to user

50

menjadi 7,30, namun nilai pH ini masih toleran terhadap aktivitas mikroba

bakteri baik bakteri asetogen maupun bakteri metanogen. Menurut Kashani

(1978) bahwa lingkungan pH yang ideal berada pada kisaran 6,5 sampai

dengan 7,5 dan bakteri metanogen tidak toleran pada pH diluar 6,7 sampai

dengan 7,4, sedangkan bakteri non metanogen mampu hidup pada kisaran pH

5 sampai dengan 8,5 Sementara laju beban substrat yang terlalu tinggi dapat

Tabel 4.Peningkatan rerata produksi biogas pada masing-masing beban diban dingkan dengan rerata produksi biogas awal/sebelum pengisian beban ________________________________________________________________Rerata produksi Rerata produksi biogas pada Persentase peningkatanbiogas awal masing-masing beban rerata produksi biogas (liter/hari) ( %)

_____________________________ Beban (kg/hari) Produksi(liter/hari)________________________________________________________________ 276,55 50 293,48 5,8 70 347,48 20,4 90 360,49 23,3 110 492,68 43,9 130 266,83 - 3,6________________________________________________________________

Tabel 5. Peningkatan rerata produksi biogas pada masing-masing beban diban dingkan dengan rerata produksi biogas akhir/setelah pengisian beban.___________________________________________________________Rerata produksi Rerata produksi biogas pada Persentase peningkatanbiogas akhir masing-masing beban rerata produksi biogas(liter/hari) (%)

_____________________________ Beban (kg/hari) Produksi (liter/hari)________________________________________________________________ 66,87 50 293,48 77,2 70 347,48 80,8 90 360,49 81,5 110 492,68 86,4 130 266,83 74,9________________________________________________________________


commit to user

51

mengakibatkan keadaan jenuh, dimana asam lemak volatil (VFA) akan

meningkat serta produksi biogas akan menurun namun proporsi CO2 akan

meningkat ( Subramanian, 1978)

Suhu dari 28,360C pada beban 110 kg/hari mengalami fluktuasi menjadi

28,160C dan selanjutnya menjadi 28,35oC kisaran suhu tersebut masih

termasuk kisaran suhu mesofilik yang berarti mikrobia di dalam digester masih

mampu bekerja dengan baik. Hal ini masih sejalan dengan Kashani (1978)

yang menyatakan bahwa pencernakan anaerob dapat berlangsung dengan baik

pada lingkungan mesofilik (suhu 15 sampai dengan 450C). Sedangkan jika

dicermati dari sisi besarnya pengisian beban organik ke dalam digester, hal

inilah sebagai penyebab menurunnya rerata produksi biogas setelah pengisian

beban organik 110 kg/hari. Pengisian beban organik sebesar 110 kg/hari yang

berlangsung selama 15 hari merupakan batas tertinggi pengisian beban pada

digester dengan kapasitas volume 2000 liter, setelah itu pada pengisian beban

organik sebesar 130 kg/hari dengan HRT 13 hari produksi biogas akan menurun

karena substrat di dalam digester telah mengalami kejenuhan. Hal ini sejalan

dengan pendapat Widodo (2006) yang menyatakan bahwa pertumbuhan dan

aktifitas mikroba sangat dipengaruhi oleh berbagai hal diantaranya tersedianya

nutrisi (bahan organik) substrat, pH dan suhu. Sedangkan Manurung (2004)

sependapat bahwa kerja bakteri metanogen dipengaruhi oleh beberapa faktor

antara lain suhu, pH, konsentrasi substrat, dan zat beracun, dan proses anaerob

mampu merombak senyawa organik yang terkandung di dalam limbah sampai

batas tertentu yang dilanjutkann dengan proses aerob secara alami atau


commit to user

52

bantuan mekanik. Sedangkan Subramanian (1978) berpendapat bahwa

rendahnya nilai efisiensi perombakan substrat karena tingginya beban padatan

atau TS yang dimasukkan ke dalam digester, hal ini akan berpengaruh terhadap

produksi biogas. Demikian juga Stafford et.al,(1980) sependapat bahwa laju

beban substrat yang terlalu tinggi dapat menghasilkan keadaan jenuh dimana

asam lemak volatile (VFA) meningkat dan produksi biogas akan menurun.

B. Efisiensi perombakan COD, TS dan VS.

Rerata COD terkecil terdapat pada pengisian beban organik 110 kg/hari

pada HRT 15 hari yaitu 2093,3 mg/l, dengan nilai efisiensi perombakan yang

terbesar yaitu 91,8%. Sedangkan pada beban 50 kg/hari, 70 kg/hari, 90

kg/hari nilai efisiensi perombakan COD nya berturut-turut adalah 37,0%, 84,7%

dan 87,5% (tabel 6). Nilai efisiensi perombakan bahan organik yang tinggi ini

berarti proses perombakan bahan organik oleh bakteri di dalam digester

berjalan sangat efisien, kondisi aktifitas ini akan meningkatkan produksi biogas.

Tabel 6. Efisiensi Perombakan COD pada masing-masing beban organik dan HRT________________________________________________________________Beban (kg/hari) HRT (hari) Rerata COD (mg/l) Efisiensi perombakan COD(%) ________________________________________________________________ 50 34 16.098,7 37,0

70 24 3.906,0 84,7 90 19 3.198,0 87,5

110 15 2.093,3 91,8 130 13 11.465,0 55,2 _______________________________________________________________

Semakin tinggi nilai efisiensi perombakan COD, akan semakin tinggi nilai

produksi biogasnya. Hal ini dapat diamati pada produksi biogasnya yang

mencapai 492,68 liter/hari yang merupakan produksi tertinggi dibandingkan


commit to user

53

dengan pembebanan yang lainnya. Bila diamati untuk semua pengisian beban

mulai dari beban 50 kg/hari sampai 130 kg/hari, rerata efisiensi perombakan

COD berangsur-angsur naik seiring dengan bertambahnya beban. Namun

hanya sampai pengisian beban 110 kg/jhari, setelah pada beban 130 kg/hari

efisiensi perombakannya menurun menjadi 55,2%. Menurut Mahajoeno (2008)

bahwa keuntungan pengelolaan sistem pencernaan anaerob adalah selain

dapat menurunkan kadar zat polutan, juga dihasilkan biogas yang dapat

digunakan sebagai pengganti BBM, terbaharukan dan ramah lingkungan.

Sementara Neves et.al (2008) mengatakan bahwa beban substrat dengan

kandungan karbohidrat menghasilkan biogas yang lebih tinggi dibandingkan

dengan bahan yang mengandung selulosa yang membutuhkan waktu retensi

tinggi, dengan pencampuran substrat antara kotoran ternak (ayam) dengan

limbah pertanian (eceng gondok) yang mengandung selulosa membutuhkan

waktu pemeraman relative lebih lama untuk menurunkan nilai efisiensi

perombakannya. Demikian juga sejalan dengan pendapat Muzanah dan

Prayatni (2008) yang menyatakan bahwa semakin tinggi beban inffluent , maka

efisiensi perombakan akan menurun.

Pada penelitian ini produksi optimal biogas dicapai setelah 15 hari (HRT),

dan setelah 13 hari produksi menurun yakni dari 492,68 liter/hari menjadi

266,83 liter/hari. Menurut Stafford et. al (1980) menyatakan bahwa semakin

besar reduksi COD, berarti bahan organik yang terdegradasi menjadi asam-

asam organik (VFA) juga semakin besar. Asam-asam organik inilah yang


commit to user

54

kemudian terkonversi menjadi gas metana, maka jika reduksi COD semakin

besar maka kecepatan pembentukan biogasnya juga semakin besar.

Rerata TS mulai dari beban 50kg/hari sampai 110kg/hari berangsur-

angsur turun yaitu 644.616,7mg/l, 600.866,7 mg/l, 533.400,0 mg/l dan terendah

490.983,3 mg/l setelah itu yaitu pada beban 130kg/hari reratanya naik tinggi

mencapai mencapai 719.583,0 mg/l. Nilai efisiensi perombakan TS tertinggi

terdapat pada beban 110kg/hari yaitu 36,4% dengan HRT 15 hari, dan setelah

itu pada beban 130kg/hari dan HRT 13 hari efisiensinya menurun dari 36,4%

menjadi 6,8% (tabel 7). Total solid (TS) merupakan padatan bahan organik yang

berada di dalam digester. Selama proses perombakan bahan organik

berlangsung maka padatan bahan organik tersebut akan didegradasi berangsur-

Tabel 7. Efisiensi perombakan TS pada masing-masing beban organik dan HRT Beban (kg/hari) HRT (hari) Rerata TS (mg/l) Efisiensi perombakan TS (%)

50 34 644.616,7 16,5 70 24 600.866,7 22,2 90 19 533.400,0 30,9 110 15 490.983,3 36,4

130 13 719.583,0 6,8

angsur dan hasil akhirnya adalah biogas dan sisa padatan yang merupakan

lumpur aktif yang masih bisa dimanfaatkan sebagai pupuk organik pertanian.

Bila hasil rerata TS semakin rendah artinya sebagian besar padatan

berhasil dirombak menjadi Volatil Fatty Acid (VFA) yaitu asam-asam lemak yang

mudah menguap yang merupakan bahan untuk membentuk biogas, maka

produksi biogas akan semakin tinggi. Semakin tinggi nilai TS, maka

perombakan bahan organik tidak efektif.atau semakin kecil ini berakibat


commit to user

55

menurunnya pembentukan VS (volatile solid) dan produksi biogas akan

menurun. Menurut Subramanian (1978) bahwa rendahnya nilai efisiensi karena

tingginya beban padatan (TS) yang dimasukkan ke dalam digester, hal ini akan

berpengaruh terhadap produksi biogas. Pencampuran substrat antara kotoran

ternak (ayam) dengan limbah pertanian (eceng gondok) yang mengandung

selulosa membutuhkan waktu pemeraman lebih lama untuk menurunkan nilai

efisiensi perombakannya (Neves et.al., 2008).

Nilai rerata VS (asam lemak menguap/VFA) berturut-turut menurun dari

beban 50kg/hari sampai beban 110kg/hari yaitu 106.200,0 mg/l, 86.516,7 mg/l

73.663,3 mg/l, 60.733,3 mg/l. Nilai rerata VS terendah terdapat pada beban

110kg/hari dan pada beban 130 kg/hari reratanya naik menjadi 100.516,7 mg.l.

Sedangkan efisiensi perombakannya berturut-turut naik terus dari beban

50kg/hari , 70kg/hari, 90kg/hari dan 110kg/hari yaitu 27,2%, 40,7%, 49,5% dan

58,4%, merupakan efisiensi perombakan VS tertinggi dengan HRT 15 hari,

namun setelah pada beban 130kg/hari nilai efisiensinya turun menjadi 31,1%

dan nilai rerata VS nya menjadi 100.516,7 mg/l (tabel 8).

Volatil solid (VS) merupakan asam-asam organik yang mudah menguap

seperti asam asetat, butirat, propionate, format, laktat, yang oleh bakteri

metanogen akan dirubah sangat diperlukan untuk menjadi gas metana, oleh

karena itu ketersediaan VS sangat diperlukan untuk pembentukan biogas.

Sedangkan VS dapat dibentuk bila padatan bahan organik (TS) di dalam

digester cukup jumlahnya. Semakin mengecil nilai rerata VS , maka akan


commit to user

56

semakin besar nilai efisiensi perombakannya dan produksi biogasnya juga

semakin meningkat.

Tabel 8. Efisiensi perombakan VS pada masing-masing beban organik dan HRT

Load (kg/hari) HRT(hari) Rerata VS (mg/l) Efisiensi perombakan VS (%) 50 34 106.200,0 27,2 70 24 86.516,7 40,7 90 19 73.663,3 49,5 110 15 60.733,3 58,4 130 13 100.516,7 31,1

perombakannya dan produksi biogasnya juga semakin meningkat. Namun

pada beban bahan organik yang terlalu besar serta kodisi lingkungan di dalam

digester seperti pH, suhu tidak menunjang atau diluar tolertansi, produksi biogas

akan menurun. Menurunnya produksi biogas karena beban padatan bahan

organik yang terlalu besar disebabkan menumpuknya asam-asam organik (VS)

namun tidak mampu mendegradasi menjadi biogas, tetapi cenderung

membentuk gas karbondioksida.

Menurut Kresnawaty et al.(2008) bahwa meningkatnya nilai VS atau

menurunnya nilai efisiensi perombakan VS ini terjadi karena bahan-bahan

organik mengalami degradasi pada saat reaksi hidrolisis yang akan berubah

menjadi senyawa yang larut dalam air. Pada saat reaksi hidrolisis masih

berlangsung, zat terlarut tersebut digunakan untuk reaksi selanjutnya yaitu

asidogenesis sehingga total padatan terlarut turun kembali. Sedanhgkan

Muzanah dan Prayatni (2008) berpendapat bahwa semakin tinggi beban influen

maka efisiensi perombakan bahan organik akan menurun. Selanjutnya

rendahnya nilai efisiensi perombakan karena tingginya beban padatan (TS)


commit to user

57

yang dimasukkan ke dalam digester, hal ini akan berpengaruh terhadap

produksi biogas (Subramanian,1978), dan selanjutnya laju beban yang terlalu

tinggi dapat menghasilkan keadaan jenuh dimana asam lemak Volatil akan

meningkat dan produksi biogas akan menurun dan proporsi pembentukan CO2

akan meningkat.

C .Pengamatan pH dan suhu

Rerata pH sebelum pengisian beban berada pada kisaran 7,8,

sedangkan setelah pengisian beban sedikit demi sedikit berangsur-angsur

turun dari rerata pH 7,65 pada pemberian beban 50kg/hari dan HRT 34 hari

menjadi pH 7,48 pada beban 130kg/hari dengan HRT 13 hari.dan semakin

menurun lagi setelah pengisian beban 130kg/hari yaitu menjadi pH 7,3. Jika

dilihat secara keseluruhan, pH selama penelitian berlangsung masih dalam

kondisi toleran terhadap pH untuk berlangsungnya proses pencernaan

anaerob, walaupun pH sebelum pengisian beban mencapai 7,8.

Penurunan nilai pH yang berangsur-angsur akan membuat lingkungan di

dalam digester menuju kearah suasana asam, hal ini disebabkan karena

adanya pembentukan senyawa-senyawa asam lemak volatile yang terus-

menerus namun nilai pH 7,3 sampai dengan 7,8 masih dalam lingkungan pH

netral sehingga pengaruhnya terhadap proses pencernakan anaerob kurang

begitu nyata. Namun produksi biogasnya malahan semakin meningkat,

karena penambahan beban substrat organik yang merupakan padatan

bahan organik sebagai bahan pembentuk biogas (tabel 9). Menurut Haryati

(2006) bahwa kondisi keasaman (pH) yang optimal pada proses pencernakan


commit to user

58

anaerob yaitu sekitar pH 6,8 sampai dengan 8, laju pencernakan semakin

menurun pada kondisi pH yang lebih tinggi atau lebih rendah.

Tabel 9. Nilai rerata pH sebelum, sesudah dan saat pemberian beban organik masing- masing _______________________________________________________________ Beban (kg/hari) HRT (hari) Rerata pH ___________________________________ Sebelum Saat pengisian beban Sesudah_______________________________________________________________ - - 7,80 - 7,3 50 34 - 7,65 - 70 24 - 7,61 - 90 19 - 7,55 - 110 15 - 7,54 - 130 13 - 7,48 -

Jika pH lebih tinggi dari 8,5 akan menunjukkan pengaruh negatip pada populasi

baktri metanogen. Sementara Kresnawaty et.al.(2008) menambahkan bahwa

penurunan pH di dalam digester terjadi karena pembentukan asam organik

selama proses asidogenesis seperti asam asetat, propionat, butirat, valerat

bahkan isovalerat dan isobutirat, sedangkan tahap asetogenesis produk utama

yang dihasilkan adalah asam lemak volatile (VFA).

Suhu selama penelitian berlangsung fluktuatif, namun berkisar antara

28,17 sampai dengan 28,800C, kisaran suhu ini masih dalam kisaran suhu

mesoflik (tabel 10). Oleh karena itu pengaruh suhu didalam digester terhadap

proses pencernaan anaerob selama penelitian kurang berarti, dan masih dalam

lingkungan yang mendukung walaupun suhu optimumnya berkisar 350C untuk

bakteri mesofil. Menurut Haryati (2006) mengatakan bahwa bakteri metanogen

tidak aktif pada suhu sangat tinggi atau rendah, temperatur optimumnya yaitu


commit to user

59

sekitar 350C. Jika suhu turun menjadi 10oC, produksi gas akan terhenti.

Produksi biogas yang memuaskan berada pada daerah mesofilik yaitu antara

25 sampai dengan 30oC. .Biogas yang dihasilkan pada kondisi diluar

temperatur tersebut mempunyai kandungan karbondioksida yang lebih tinggi.

HRT untuk mesofilik berkisar antara 30 sampai dengan 60 hari (Reid, 2005).

Tabel 10. Nilai rerata suhu di dalam digester sebelum, sesudah dan saat pem berian beban organik masing- masing.

________________________________________________________________ Beban (kg/hari) HRT (hari) Rerata suhu ( 0C) ____________________________________ Sebelum Saat pengisian beban Sesudah_______________________________________________________________ - - 28,17 - 28,35 50 34 - 28,26 - 70 24 - 28,50 - 90 19 - 28,84 - 110 15 - 28,36 - 130 13 - 28,16 -_______________________________________________________________

D. Pengamatan limbah digester terhadap pencemaran lingkungan.

Parameter yang menggambarkan karakteristik limbah terdiri dari sifat

fisik, kimia dan biologi. Karakteristik limbah berdasarkan sifat fisik meliputi

suhu, kekeruhan bau, dan rasa. Berdasarkan sifat kimia meliputi kandungan

bahan organik, protein, COD, sedangkan berdasarkan sifat biologi meliputi

kandungan bakteri pathogen dalam air limbah (Wibisono, 1995). Berdasarkan

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup, ada 6 parameter utama yang

diajukan acuan baku mutu limbah yaitu: pH, COD, BOD, TS, kandungan total

nitrogen, dan kandungan oil dan grease (Dep.LH, 1995). Akan tetapi tidak

harus semua parameter tersebut dianalisis, pernyataan ini dapat dipertanggung

jawabkan (Darsono, 2007).


commit to user

60

Untuk parameter pH, limbah digester (effluent) yang dikeluarkan

mempunyai pH 7,33 sampai dengan 7,80 sedangkan standart baku mutu dari

Kep.Men,LH tahun 1995 adalah 6 sampai dengan 9, berarti pH effluent masih

bisa dikategorikan aman terhadap lingkungan. Untuk kandungan COD, limbah

buangan digester mempunyai nilai 11.465 mg/l sedangkan standar baku mutu

limbahnya adalah 250.000 mg/l, maka kadar COD dari limbah buangan

digester masih dikatagorikan aman jika dibuang ke lingkungan. Sedangkan

untuk parameter TS, limbah digester masih mengandung padatan yang tinggi

yaitu 719.583,3 mg/l yang berarti jauh melebihi nilai standar baku mutu limbah

yaitu 100.000 mg/l, untuk itu limbah digester masih dikatagorikan tidak aman

terhadap lingkungan (tabel 11).

Tabel 11. Karakteristik limbah peternakan ayam dengan limbah eceng gondok terhadap baku mutu limbah._______________________________________________________________No. Parameter Baku mutu limbah Limbah kotoran ayam+enceng gondok

_______________________________________________________________1 pH 6 – 9 7,33 - 7,80

2 COD (mg/l) 250.000 11.465 3 TS (mg/l) 100.000 719.583,3 _______________________________________________________________ Sumber: Kepmen LH nomor 51/MEN LH/10/1995.

Untuk parameter pH, limbah digester (effluent) yang dikeluarkan

mempunyai pH 7,33 sampai dengan 7,80 sedangkan standart baku mutu dari

Kep.Men,LH tahun 1995 adalah 6 sampai dengan 9, berarti pH effluent masih

bisa dikategorikan aman terhadap lingkungan. Untuk kandungan COD, limbah

buangan digester mempunyai nilai 11.465 mg/l sedangkan standar baku mutu

limbahnya adalah 250.000 mg/l, maka kadar COD dari limbah buangan

digester masih dikatagorikan aman jika dibuang ke lingkungan. Sedangkan


commit to user

61

untuk parameter TS, limbah digester masih mengandung padatan yang tinggi

yaitu 719.583,3 mg/l yang berarti jauh melebihi nilai standar baku mutu limbah

yaitu 100.000 mg/l, untuk itu limbah digester masih dikatagorikan tidak aman

terhadap lingkungan.

Karena kadar TS dan COD terdapat dalam satu limbah digester, maka

secara keseluruhan bahwa limbah buangan digester (effluent) masih

dikatagorikan tidak aman terhadap lingkungan. Bila limbah buangan digester

tersebut langsung dibuang ke badan perairan, sangat berpotensi mencemari

lingkungan, bahkan dapat meracuni biota perairan,menimbulkan bau, dan

menghasilkan gas metan dan karbondioksida yang merupakan emisi gas

penyebab efek rumah kaca yang berbahaya bagi lingkungan sehingga harus

diolah terlebih dahulu. Namun demikian limbah buangan digester hasil proses

pencernaan anaerob dengan bahan dasar kotoran ayam dan limbah eceng

gondok masih bisa digunakan langsung tanpa pengolahan untuk pupuk organik

pertanian.


commit to user

62

62

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan serta analisis diskriptip, diperoleh kesim-

pulan sebagai berikut.

1. Produksi biogas tertinggi diperoleh pada pengisian beban 110 kg/hari

dengan waktu tinggal substrat selama 15 hari yaitu sebesar 492,68 liter/hari

dengan suhu rata-rata 28,4oC dan pH rata-rata 7,54

2. Efisiensi perombakan COD, TS dan VS tertinggi terdapat pada pengisian

beban 110 kg/hari dengan HRT 15 hari sebesar 91,8%, 36,4% dan 58,4%.

B.Saran

Berdasarkan hasil kesimpulan dalam penelitian ini disarankan:

1. Perlu dilkukan penelitian lanjutan kapasitas skala industry peternakan

dengan menambah satu elemen reaktor digester yaitu thermostat sebagai

pengendali suhu di dalam digester.

2 .Perlu penelitian lebih lanjut untuk menguji kemurnian biogas (purifikasi),

sehingga didapatkan biogas dengan kualitas tinggi.


commit to user

63

DAFTAR PUSTAKA

Agustina,S.P.R., T.Widianto dan A.Trisni. 2008. Penggunaan Teknologi Membran Pada Penge lolaan Air Limbah industri Kelapa Sawit. www.bblklibtang.go.id/eng/edmin/Upload/TEKNOLOGI MEMBRAN .PDF. (17 Desember 2009).

Alawi.S, Mohd Ali Hassan, Yoshihito Shirai, Suraini Abd-aziz, Meisam.T,Zainuri.B, Shakrakbah.Y. 2009. The effeci of Mixing on Methane Production in a Semi- Commercial Closed Digester Tank Treating Palm Oil Mill Effluent. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 3(33) : 1577-1583.

Almoustapha, O.,Kenfack,S. and J.M.Rosolodimby. 2009 Biogas production using water hyacinths to meet collective energy need in a sahelian country. Journal Field Action Sci.Rep.,2 : 27-32

Aguilar, F.X. 2001. How to Installa Polyethylene Biogas Plant. Proceeding of the IBS Net Electronic Seminar, The Royal Agricultural College, Cirencester,UK. 23. Bhattacharya,S.S Banerjee,R. 2008. Laccase Mediated Biodegradation of 2,4 DichloroPhenol Using Response Surface Methodology. J Chemosphere. 73 : 5 – 83.

Callander,I.J dan J.P.Barford. 1983. Improved Anaerobic Digestion of Pig Manure Throug Increased Retention of Substrate and Bacterial Solids. Biotech.Lett. 5(3):147-152.

Chanakya, H.N.,S. Borgaonkar, G.Meena dan K.S. Jagadish. 1993. Solid Phase Biogas Production with Garbage or Water Hyacinth. Bioresource Techno logy. 46: 227-231.

Choorit,W. and P.Wisarnwan. 2007. Effect of temperature on the anaerobic digestion of Palm oil mill effluent. Electronic Journal of Biotechnology, 10(3):376-385.

Darsono. 2007. Pengolahan Limbah Cair Tahu Secara Anaerob Dan Aerob Program Study Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Atma Jaya. Jurnal Teknologi Industri. XI (1) : 9-20. Yogyakarta.

Demuynck.M.,Nyns.E.J. and Naveau,H.P. 1984. A Review of The Effects of Anaero bic Digestion on Odor and Disease Survival. In : Compositng of Agricultural and Other Wastes. Gasser, J.K.R.(ed) Elsevier Applied Science Publisher, London And New York.

Deptan. 1994. Surat Keputusan Menteri Pertanian, SK Mentan No.752/Kpts/OT.210/ 10/ 94, 21 Oktober 1994. Departemen Pertanian RI. Jakarta.


commit to user

64

Ditjen Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian. 2009. Pemanfaatan Biogas Sebagai Energi Alternatif. Petunjuk Pelaksanaan Kegiatan Pengelolaan Lingkungan Jakarta.

Departemen Lingkungan Hidup. 1995. Keputusan Menteri KLH Nomor KEP 51/MEN KLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri. Jakarta.

Eliantika,E.F. 2009. Biogas Limbah Peternakan Sapi Sumber Energi Alternatif Ramah Lingkungan. Jurnal Lingkungan 5 (1):19-26.

Fauziah,S.H. 2009. Municipal Solid Waste Management : A Comprehensive Study In Selangor. Ph.D.Thesis, University of Malaya , Kuala Lumpur, 55-57.

Fontenot,J,P.,L.W.Smith and A.L.Sutton. 1983. Alternative Utilization of Animal wastes J.Anim.Sci., 57 : 221-223.

Ghosh,S. dan Henry,M.P.1985. Hemicellulose Conversion by Anaerobic Digestion J.Biomass. 6 : 257-296.

Grant,S. and A.Marshaleck. 2008. Energy Production and Pollution Mitigation from Broilers Houses on Poultry Farm in Jamaica and Pennsylvania.Internatio nal Journal for Service learning in Engineering 3 (1): 41-52.

Gunnarsson,C.C.dan Cecilia,M.P.2006. Water hyacinth as a resource in agriculture And energy production : A literature review. Waste Management. 27: 117-129.

Haryati, T. 2006. Biogas Limbah Peternakan Yang Menjadi Sumber Energi Alterna tif. Wartazoa 16 (3): 160-169

Hartono,R. 2009. Produksi Biogas dari Jerami Padi dengan Penambahan Kotoran Kerbau. Prosiding.Seminar Nasional teknik Kimia Indonesia. SNTKI, Bandung p.ETU22 1-7.

Hartmann,H.I.Angedilaki. dan B.K.Ahring. 2000. Increase of anaerobic degradation of particulate organic matter in full scale biogas plant by mechanical maceration. Water Sci Technol. 41(3) : 145-153.

Indartono,Y.S. 2005. Reaktor Biogas Skala Kecil Menengah. Graduate School of Science and Technology, Kobe University. Jepang.

Judoamidjojo,M.dkk. 1992. Teknologi Fermentasi. Rajawali Press. Jakarta.

Junus,M. 1995. Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio. UGM. Yogyakarta.


commit to user

65

Kadir, A. 1995. Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi Ekonomi Edisi kedua. Universitas Indonesia. Jakarta.

Kaparaju,P.I. Buendia,L.Ellegaard and I.Angelidakia. 2007. Effect of Mixing on Methane Production during thermophilic anaerobic digestion of manure: Lab scale and Pilot scale studies. Bioresour Technol 99: 4919-4928.

Karki,A.B., K.Dixit. 1984. Biogas Fieldbook. Sahayogi Press, Kathmandu Nepal.

Kashani,A.K.2009. Application of Various Pretreatment Methods to Enhance Biogas Potential of Waste Chicken Feathers. Tesis. School of Enveronmental Engineering. University of Boras.

Kottner,M. 2002. Biogas In Agriculture and Industry potentials, Present Use and Perspectives. International Biogas and Bioenergy Centre of Compe tence, Germany.

Kresnawaty,I.,I.Susanti.,Siswanto., dan Panji,T. 2008. Optimasi produksi biogas Dari Limbah lateks cair pekat dengan penambahan logam . Jurnal Menara Perkebunan. 76 (1) : 23-35.

Kristoferson,L.A.dan V.Bolkaders. 1991. Renewable EnergyTachnologies Applica tion In Developing Countries.ITDG.Publishing.

Mahajoeno,E.,M.B.Widiati, Sutjahyo, S.Hadi dan Siswanto. 2008. Potensi Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Untuk produksi Biogas. Journal Biodi versitas 9 (1): 48-52.

Manurung,R. 2004. Proses anaerobic sebagai alternative untuk mengolah limbah sawit e-USU Repository 2004. Universitas Sumatera Utara.

Marchaim,U. 1992. Biogas Prosesses for Sustainable development. Food and Agriculture Organization of The United Nations, Vialle delle Terme

Caracalla Roma. Italy.

Muchayat., N.Suwarno, A.Bachtiar, R.P.Lintang. 2009. Pengaruh Hydraulic Reten tion Time (HRT) dan Sirkulasi Terhadap Produksi Biogas Dalam Diges ter Anaerob. Prosiding. Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia. SNTKI,Bandung.p.ETU20- 1-8.

Munazah,A.R.dan Prayatni,S. 2008. Penyisihan Organik Melalui Dua Tahap Peng olahan Dengan Modifikasi ABR dan Constructedwetland Pada Industri Rumah Tangg Jurnal Teknologi Lingkungan. 4(4) 93-100.


commit to user

66

Moenadir, J. 1988. Pengantar Ilmu Pengendalian Gulma. CV. Rajawali. Jakarta.

Murbandono, l. 2000. Membuat Kompos. Penebar Swadaya. Jakarta

Musnawar, E. I. 2003. Pupuk Organik. Penebar Swadaya. Jakarta.

Neves,E.Goncalo,R.Oliveira and M.M.Alves, “ Influence of composition on the Bio methanation potential of restaurant waste at mesophylic temperatures” Waste Management 28 : 965-72.

Nurtjahya,E., S.D.Rumentor, J.F.Salamena, E.Hernawan, S.Darwati dan S.M. Sunar mo.2003. Pemanfaatan Limbah Ternak Ruminansia Untuk Mengurangi Pencemaran Lingkungan. Makalah Pengantar Falsafah Sains. Program Pascasarjana IPB. Bogor.

Pauzenga. 1991. Animal Production in The 90’s in Harmony with Nature, a Case Study In The Nederlands. In Biotechnology in The Feed Industry. Proc. Alltech’seventh

Pipoli,T. 2005. Feasibility of Biomass-Based Fuel Cells for Manned Space Explora tion. Proceeding. Seventh European Space Power Conference, Stresa, Italy. p.1-7.

Ratnaningsih,H.Widyatmoko dan T. Yananto. 2009. Potensi pembentukan biogas pada Proses biodegradasi campuran sampah organic segar dan kotoran sapi dalam Batch reactor anaerob 5 (1) Jurusan Teknik Ling kungan, Fakultas Arsitektur Lansekap dan Teknologi Lingkungan, Universitas Trisakti. Jakarta.

Reid,T. 2005. The Feasibility of An On Campus Biogas Operation At The University Of Waterloo. The Royal Veterinary and Agricultural . University of Waterloo. P.1-47.

Setyowati,A.Lia. 2008. Amdal dan Peternakan Ayam. http://liasetyowati.blogspot com/2008/01/amdal-dan-peternakan-ayam .html. ( 22 September 2010).

Siregar,A.S. 2009. Analisis Pendapatan Peternak Sapi Potong di Kecamatan Stabat Kabupaten Langkat. Skripsi. Medan: Departemen Peternakan Univer sitas Sumatera Utara.

Siswanto,S.Marsudi, Suharyanto, E.Mahajoeno, Isroi. 2005. Pemanfaatan Limbah Padat Dan cair Pabrik Kelapa Sawit Untuk Produksi Kompos Bioaktif dan Gas Bio. Laporan akhir RUK. 62.

Stafford,D.A.,D.L.Hawkes dan R.Horton. 1980 . Methane Production from Water


commit to user

67

Organic Matter. CRC Press, Florida.

Subramanian,S.K.1978. Biogas in Asia: A survey. Di dalam Barnett,A.L.,L.Pyle dan S.K. Subramanian. 1978. Biogas technologyin The Third World, Ottawa.

Schlegel,H.G dan Schmidt,K. 1994. Mikrobiologi Umum. ( diterjemahkan oleh Tedjo Baskoro) . Edisi Keenam.Gadjah Mada University Press. Yogyakarta

Svensson,L. 1990. Puffing the lid on The dung heaps. Acid-Environment Magazine 9 : 13-15.

Syamsudin,T.R.dan H.H.Iskandar. 2005. Bahan Bakar Alternatif Asal Ternak. Sinar Tani, Edisi 21 : 3129.

Tjitrosoepomo,G. 1995. Tumbuhan Spermatophyta. Gadjah Mada University Press Yogyakarta.

Werner,U. and N.Hees.1989. Biogas Plant in Animal Husbandry: Aplication of the dutch Guesslechaft Fuer technische Zuemmernarbeit (GTZ) GnbH.

Wibisono,G. 1995. Sistem Pengelolaan dan Pengolahan Limbah Domestik. Jurnal Science 27.

Widodo,T.W., A.Azari, N.Ana dan R,Elita. 2006. Rekayasa dan Pengujian Reaktor Biogas Skala Kelompok Tani Ternak. Jurnal Enjiniring Pertanian 4 (1): 41-52.

Widodo,T.W. 2007. Biogas Untuk Generator Listrik Skala Rumah Tangga. Jurnal Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian 29 (2): 3-10.

Widodo,T.W., Ana,N., dan Elita,R. 2008. Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian untuk Energi Biogas. Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian Serpong. Badan Litbang Pertanian. Departemen Pertanian.

Yunus,M. 1987. Teknik Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.


commit to user

produksi biogas dari limbah peternakan …/produksi... · ii tinggal hidraulik pada biodigester...

Documents