SKRIPSI

PERFORMANSI DIGESTER BIOGAS DENGAN CO – SUBSTRAT

LIMBAH KELAPA MUDA DAN INOKULUM KOTORAN SAPI

Oleh :

Kadek Leo Adi Guna

0819351040

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

PERNYATAAN

Dengan ini saya nyatakan bahwa pada skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk

memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak

terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis

diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam pustaka.

Bukit Jimbaran, Agustus2015

Kadek Leo Adi Guna

NIM : 0819351040

PERFORMANSI DIGESTER BIOGAS DENGAN CO-SUBSTRAT LIMBAH KELAPA MUDA

DAN INOKULUM KOTORAN SAPI

Oleh : Kadek Leo Adi Guna

Dosen pembimbing : Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST ., MASc,PhD

: A. A. I. A. Sri Komaladewi, ST ., MT

ABSTRAK

Pemanfaatan biogas pada saat ini masih dalam skala yang terbatas dan hanya pada kotoran hewan

saja, namun pemanfaatan limbah organik yang berasal dari sampah masih belum dimanfaatkan, salah

satunya limbah kelapa muda yang banyak mencemari lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui performansi digester biogas dengan co-substrat limbah kelapa muda dan inokulum kotoran

sapi terhadap produksi gas yang dihasilkan.

Bahan baku limbah kelapa muda akan mendapat perlakuan awal untuk mencari total solid dan

volatil solid. Terdapat 5 variasi inokulum pada campuran substrat dengan jumlah TS 5 gram pada masing-

masing digester yaitu : 70 ml, 90 ml, 100 ml, 110 ml, 120 ml. masing-masing terdiri dari 2 digester.

Penelitian ini dilakukan selama 40 hari dengan mencatat parameter tekanan dan mengukur pH pada

digester B.

Hasil yang paling baik ditunjukan pada digester II dengan variasi 5 gram TS + 90 inokulum + 210

ml air, dengan volume spesifik akumulasi sebanyak 0,942 l/kg TS, persentase kadar CH4 57,304 % dan

kadar CO2 40,696 %.

Kata kunci : Biogas, Kelapa Muda, Variasi Substrat, Total Solid.

BIOGAS DIGESTER PERFORMANCE WITH CO-SUBSTRATE WASTE YOUNG COCONUT

AND COW MANURE INNOCULUM

By : Kadek Leo Adi Guna

Supervisor : Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST ., MASc,PhD

: A. A. I. A. Sri Komaladewi, ST ., MT

ABSTRACT

The utilization of biogas at the moment still on a limited scale and only on manure alone, but the

utilization of organic waste that comes from the waste is still untapped, one that many young coconut

waste polluting the environment. This study aims to determine the performance of biogas digester with a

co-substrate young coconut waste and cow manure inoculum to the production of gas produced.

Young coconut waste materials would be treated early to find the total solid and volatile solid.

There are 5 variations of inoculum on the substrate with a mixture of 5 grams of TS number on each

digester are: 70 ml, 90 ml, 100 ml, 110 ml, 120 ml. each consisting of two digester. This research was

carried out for 40 days with record pressure parameters and measuring the pH of the digester B.

Results are best shown in the digester II with a variation 5 grams TS + 90 inoculum + 210 ml of

water, with a specific volume accumulation as 0.942 L/kgTS, with the percentage of content CH4 as

57,304 % and CO2 as 40,696 %.

Keywords: Biogas, Young Coconut, Variation Substrate, Total Solid.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat–

Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Performansi Digester Biogas Dengan Co –

Substrat Limbah Kelapa Muda Dan Inokulum Kotoran Sapi”.

Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit memperoleh bantuan dari berbagai pihak, oleh

sebab itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST. MASc. PhD., selaku dosen pembimbing I dan

Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana

2. Ibu A.A.I.A. Sri Komaladewi, ST. MT. Selaku Dosen Pembimbing II dalam Penulisan

Skripsi ini.

3. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Udayana.

4. Semua pihak dan kawan–kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam

penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna mengingat keterbatasan pengetahuan dan

referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat kontruktif sangat penulis

harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis banyak mengucapkan terimakasih dan penulis mohon

maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulis skripsi ini.

Bukit Jimbaran, Agustus2015

Penulis

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................................... ii

LEMBAR PERNYATAAN ...................................................................................... iii

ABSTRAK ................................................................................................................. iv

ABSTRACT ............................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ............................................................................................... vi

DAFTAR ISI.............................................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... ........... x

DAFTAR TABEL...................................................................................... ................ xi

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ......................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................................. 4

2.1 Sejarah Biogas ........................................................................................... 4

2.2 Pengertian Biogas ...................................................................................... 4

2.3 Proses Pembentukan Biogas ...................................................................... 5

2.4 Faktor-Faktor Pembentukan ...................................................................... 6

2.5 Kandungan Biogas ..................................................................................... 8

2.6 Reaktor Biogas .......................................................................................... 8

2.7 Tekanan Gas Biogas .................................................................................. 11

2.8 Inokulum .................................................................................................... 12

2.9 Jenis-jenis Sampah .................................................................................... 12

2.10 Karakteristik Limbah Kelapa Muda......................................................... 12

Halaman

2.11 Volume Gas ............................................................................................. 13

2.12 Total Solid (TS) ........................................................................................ 14

2.13 Volatil Solid (TS ) .................................................................................... 14

2.14 Volume Spesifik Biogas .......................................................................... 15

2.15 Menghitung dan ......................................................................... 15

BAB III METODE PENELITIAN .......................................................................... 16

3.1 Tempat Penelitian ....................................................................................... 16

3.2 Pengambilan Sampel Awal ......................................................................... 16

3.2.1 Perlakuan Awal Sampel ................................................................. 16

3.2.2 Pengujian Karakteristik ................................................................. 16

3.2.3 Pengujian Sampel Bahan Baku ...................................................... 16

3.3 Rancangan Penelitian ................................................................................. 19

3.4 Alat Dan Bahan Penelitian ......................................................................... 20

3.4.1 Alat Penelitian ............................................................................... 20

3.4.2 Bahan Penelitian ............................................................................ 23

3.5 Deskripsi Penelitian ................................................................................... 25

3.6 Proses Penelitian ........................................................................................ 26

3.6.1 Diagram Alur Penelitian ................................................................ 28

3.6.2 Variabel Uji ................................................................................... 29

3.6.3 Variabel Bebas ............................................................................... 29

3.6.4 Variabel Terikat ............................................................................. 30

3.6.5 Parameter Pengamatan.................................................................. 30

3.7 Metode Pencatatan Dan Pengolahan Data ................................................. 31

3.7.1 Pencatatan Data ............................................................................ 31

3.7.2 Pengolahan Data ........................................................................... 31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 32

4.1 Data Awal Penelitian ................................................................................... 32

4.1.1 Data Sampel Kandungan Bahan Kering (TS) ................................ 32

4.1.2 Data Sampel Volatile Solids (VS).................................................. 32

4.1.3 Data Jumlah Bahan Baku Pervariasi Biogas ................................. 33

4.1.4 Data Hasil Penelitian .................................................................... 33

4.2 Pengolahan Data ......................................................................................... 34

4.2.1 Tekanan Akumulasi Biogas ........................................................... 34

4.2.2 Volume Akumulasi Biogas ............................................................ 35

4.2.3 Volume Spesifik Biogas ................................................................ 36

4.3 Pembahasan ................................................................................................ 37

4.3.1 Tekanan Akumulasi Biogas Harian ............................................... 37

4.3.2 Volume Akumulasi Biogas Harian ................................................ 38

4.3.3 Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian .................................. 39

4.3.4 pH Campuran DalamKontrol Digester .......................................... 40

4.3.5 Analisa Kandungan Gas (CH4danCO2) ......................................... 41

4.3.6 Pengujian Aktivitas Bakteri ........................................................... 43

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 45

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 45

5.2 Saran ........................................................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 46

LAMPIRAN............................................................................................................... 48

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Komposisi Yang TerkandungDalam Biogas .......................................... 8

Tabel 3.1 Alat Penelitian ........................................................................................ 20

Tabel 3.2 Bahan Penelitian ..................................................................................... 28

Tabel 3.3 Rasio Campuran Pada Setiap Digester ................................................... 29

Tabel 4.1 Data Total Solid (TS) Dan Volatil Solid (VS) Dari Sampel Kelapa Muda 32

Tabel 4.2 Data Tekanan Biogas Harian .................................................................. 34

Tabel 4.3 Data pH campuran Dalam Kontrol Digester .......................................... 34

Tabel 4.4 Data Tekanan Akumulasi Biogas Harian ............................................... 35

Tabel 4.5 Data Hasil Volume Akumulasi Biogas Harian ....................................... 36

Tabel 4.6 Data Hasil Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian ......................... 37

Tabel 4.7 Data Hasil Dan Pada Digester Biogas ..................................... 42

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Digester Biogas jenis Fixed Dome ........................................ 10

Gambar 2.2 Skema Digester Biogas jenis Floating Dome .................................... 11

Gambar 2.3 Pressure Gauge Digital ...................................................................... 11

Gambar 3.1 Alat Uji Analisa Ultimat ................................................................... 18

Gambar 3.2 Alat Uji Analisa Proksimat ............................................................... 19

Gambar 3.3 Skematik Digester Biogas ................................................................ 25

Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 28

Gambar 4.1 Grafik Tekanan Akumulasi Biogas Harian ....................................... 37

Gambar 4.2 Grafik Volume Akumulasi Biogas Harian ........................................ 38

Gambar 4.3 Grafik Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian .......................... 39

Gambar 4.4 Grafik pH Pada kontrol Digester ....................................................... 41

Gambar 4.5 Grafik Komposisi Kandungan Gas Pada Digester Biogas ................ 43

Gambar 4.6 Gambar Bakteri Biogas ..................................................................... 44

Halaman