JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 2, No.1, (2013) 2337-3520 (2301-928X Print) 1 Abstrak—Penelitian dilakukan dengan membuat biogas dalam tiga jenis komposisi bahan yaitu S (limbah sayuran), K (kotoran sapi dan limbah sayuran), dan T (kotoran sapi, limbah sayuran, dan limbah cair tahu) dengan menggunakan reaktor digester kedap udara. Terdapat tiga tahap utama dalam penelitian ini yaitu, tahap preparasi yang meliputi preparasi bahan, reaktor digester, dan sample bag, tahap pemrosesan yang meliputi pencampuran bahan dan proses fermentasi, dan tahap pengujian yang meliputi pengamatan manometer dan termometer setiap hari serta pengujian kromatografi gas. Dari hasil pengamatan manometer diketahui bahwa penambahan substrat limbah sayuran tiap 1% dapat menurunkan produk biogas kurang lebih 4%. Sedangkan penambahan limbah cair tahu pada percobaan T2 dapat meningkatkan produksi biogas hingga 25%. Kata Kunci—biogas, kotoran sapi, limbah cair tahu, limbah sayuran, metana. I. PENDAHULUAN ERKURANGNYA sumber cadangan energi seperti minyak bumi, batu bara, dan gas bumi tengah dialami oleh berbagai negara dan tidak terkecuali Indonesia. Pada 2011, BP Migas memperkirakan bahwa cadangan minyak potensial di Indonesia hanya akan bertahan sampai 12 tahun, sedangkan untuk gas hanya akan bertahan sampai 46 tahun. Kondisi ini dipersulit dengan adanya fakta bahwa konsumsi energi di Indonesia juga mengalami peningkatan secara bertahap. Salah satu solusi energi terbarukan adalah biogas. Biogas merupakan salah satu bentuk produk sekunder dari biomasa. Bukan hanya buangan hewan pemakan tanaman yang dapat digunakan sebagai sumber biomasa, tetapi juga semua sampah organik dan buangan yang berasal dari tanaman juga dapat digunakan sebagai sumber biomasa [11]. Untuk mengimbangi jumlah konsumsi energi yang meningkat maka diperlukan adanya peningkatan produksi biogas. Peningkatan produksi biogas dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu menggunakan bahan aditif, penggunaan kembali slurry, menjaga nilai parameter seperti pH, temperatur, laju pengisian reaktor digester, dan pengadukan, serta menggunakan biofilter [16]. Salah satu penelitian untuk meningkatkan produksi biogas yang dilakukan sebelumnya adalah penggunaan bahan aditif dengan menambahkan limbah cair tahu ke dalam bahan baku penghasil biogas yaitu kotoran sapi. Berdasarkan penelitian Utami, Triwikantoro, dan Muntini dengan empat variasi perbandingan massa limbah tahu dan kotoran sapi, produksi biogas tertinggi diperoleh dari campuran bahan limbah tahu dan kotoran sapi dengan perbandingan massa 70:30 [15]. Penelitian lain mengenai peningkatan produksi biogas adalah dengan penggunaan bahan aditif berupa limbah tanaman tomat ke dalam bahan utama pembentukan biogas berupa kotoran kelinci [16]. Pada penelitian ini akan dilakukan pembentukan biogas dengan bahan utama berupa kotoran sapi dan bahan aditif berupa limbah sayuran dan limbah cair tahu. Kandungan zat organik yang terdapat pada tiap substrat ditampilkan pada Tabel 1. Komolka, Gorecka, dan Dziedzic menyebutkan pula bahwa dalam 100 gr sayuran kubis tanpa daun terluar terdapat 3,09 gr hemiselulosa, 7,87 gr selulosa, dan 1,7 gr lignin [6]. Pengamatan laju produksi biogas dilakukan dengan mengamati perubahan tekanan gas melalui manometer. Pada manometer tersebut, tekanan akan terbaca melalui perubahan ketinggian air dalam manometer. Dari selisih ketinggian tersebut, nilai tekanan biogas dapat diketahui dengan (1). P = P 0 + ρgh (1) dengan: P = tekanan gas yang diukur (N/m 2 ) P 0 = tekanan gas udara (1.10 5 N/m 2 ) ρ = massa jenis air ( 1000 kg/m 3 ) h = tinggi (m) Jika nilai tekanan gas telah diketahui, maka nilai mol gas dapat dicari dengan menggunakan (2). PV = nRT (2) dengan: P = tekanan gas yang diukur (N/m 2 ) V =volume ruang kosong dalam reaktor (m 3 ) Analisis Peran Limbah Sayuran dan Limbah Cair Tahu pada Produksi Biogas Berbasis Kotoran Sapi I. Ghevanda, Triwikantoro Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: [email protected]B Tabel 1. Kandungan zat organik sayuran kubis, limbah cair tahu, dan kotoran sapi. Parameter Sayuran kubis (gr) Limbah cair tahu Kotoran sapi Protein 2,4[5], 1,4[12] 0,45%[15] 6,74%[13] Lemak 2,2[5], 0,02[12] - 2,45%[13] Karbohidrat 4,9[5], 5,3[12] 2,08%[15] 36,64%[13] Glukosa - 2,31%[15]
5
Embed
1 Analisis Peran Limbah Sayuran dan Limbah Cair Tahu pada ... · kelinci [16]. Pada penelitian ini akan dilakukan pembentukan biogas dengan bahan utama berupa kotoran sapi ... sepeda
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
JURNAL SAINS DAN SENI POMITS Vol. 2, No.1, (2013) 2337-3520 (2301-928X Print)
1
Abstrak—Penelitian dilakukan dengan membuat biogas dalam
tiga jenis komposisi bahan yaitu S (limbah sayuran), K (kotoran
sapi dan limbah sayuran), dan T (kotoran sapi, limbah sayuran,
dan limbah cair tahu) dengan menggunakan reaktor digester
kedap udara. Terdapat tiga tahap utama dalam penelitian ini
yaitu, tahap preparasi yang meliputi preparasi bahan, reaktor
digester, dan sample bag, tahap pemrosesan yang meliputi
pencampuran bahan dan proses fermentasi, dan tahap pengujian
yang meliputi pengamatan manometer dan termometer setiap
hari serta pengujian kromatografi gas. Dari hasil pengamatan
manometer diketahui bahwa penambahan substrat limbah
sayuran tiap 1% dapat menurunkan produk biogas kurang lebih
4%. Sedangkan penambahan limbah cair tahu pada percobaan
T2 dapat meningkatkan produksi biogas hingga 25%.
Kata Kunci—biogas, kotoran sapi, limbah cair tahu, limbah
sayuran, metana.
I. PENDAHULUAN
ERKURANGNYA sumber cadangan energi seperti
minyak bumi, batu bara, dan gas bumi tengah dialami oleh
berbagai negara dan tidak terkecuali Indonesia. Pada 2011, BP
Migas memperkirakan bahwa cadangan minyak potensial di
Indonesia hanya akan bertahan sampai 12 tahun, sedangkan
untuk gas hanya akan bertahan sampai 46 tahun. Kondisi ini
dipersulit dengan adanya fakta bahwa konsumsi energi di
Indonesia juga mengalami peningkatan secara bertahap. Salah satu solusi energi terbarukan adalah biogas. Biogas
merupakan salah satu bentuk produk sekunder dari biomasa.
Bukan hanya buangan hewan pemakan tanaman yang dapat
digunakan sebagai sumber biomasa, tetapi juga semua sampah
organik dan buangan yang berasal dari tanaman juga dapat
digunakan sebagai sumber biomasa [11].
Untuk mengimbangi jumlah konsumsi energi yang
meningkat maka diperlukan adanya peningkatan produksi
biogas. Peningkatan produksi biogas dapat dilakukan dengan
beberapa metode yaitu menggunakan bahan aditif, penggunaan
kembali slurry, menjaga nilai parameter seperti pH,
temperatur, laju pengisian reaktor digester, dan pengadukan,
serta menggunakan biofilter [16].
Salah satu penelitian untuk meningkatkan produksi biogas
yang dilakukan sebelumnya adalah penggunaan bahan aditif
dengan menambahkan limbah cair tahu ke dalam bahan baku
penghasil biogas yaitu kotoran sapi. Berdasarkan penelitian
Utami, Triwikantoro, dan Muntini dengan empat variasi
perbandingan massa limbah tahu dan kotoran sapi, produksi
biogas tertinggi diperoleh dari campuran bahan limbah tahu
dan kotoran sapi dengan perbandingan massa 70:30 [15].
Penelitian lain mengenai peningkatan produksi biogas adalah
dengan penggunaan bahan aditif berupa limbah tanaman tomat
ke dalam bahan utama pembentukan biogas berupa kotoran
kelinci [16].
Pada penelitian ini akan dilakukan pembentukan biogas
dengan bahan utama berupa kotoran sapi dan bahan aditif
berupa limbah sayuran dan limbah cair tahu. Kandungan zat
organik yang terdapat pada tiap substrat ditampilkan pada
Tabel 1. Komolka, Gorecka, dan Dziedzic menyebutkan pula
bahwa dalam 100 gr sayuran kubis tanpa daun terluar terdapat
3,09 gr hemiselulosa, 7,87 gr selulosa, dan 1,7 gr lignin [6].
Pengamatan laju produksi biogas dilakukan dengan
mengamati perubahan tekanan gas melalui manometer. Pada
manometer tersebut, tekanan akan terbaca melalui perubahan
ketinggian air dalam manometer. Dari selisih ketinggian
tersebut, nilai tekanan biogas dapat diketahui dengan (1).
P = P0 + ρgh (1)
dengan: P = tekanan gas yang diukur (N/m2)
P0 = tekanan gas udara (1.105 N/m
2)
ρ = massa jenis air ( 1000 kg/m3)
h = tinggi (m)
Jika nilai tekanan gas telah diketahui, maka nilai mol gas
dapat dicari dengan menggunakan (2).
PV = nRT (2)
dengan: P = tekanan gas yang diukur (N/m2)
V =volume ruang kosong dalam reaktor (m3)
Analisis Peran Limbah Sayuran dan Limbah
Cair Tahu pada Produksi Biogas Berbasis
Kotoran Sapi
I. Ghevanda, Triwikantoro
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh