BIOGAS SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF BAHAN BAKAR (Variasi Jumlah Green Phoskko (Gp-7) Sebagai Media Pengurai Terhadap Rendemen Dan Karakteristik Biogas Dari Biomasa Organik Menggunakan Reaktor Partisi)
Dibuat Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Kimia
OLEH : JUMIATI 0611 3040 1462
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN AKHIR BIOGAS SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF BAHAN BAKAR (Variasi Jumlah Green Phoskko (Gp-7) Sebagai Media Pengurai Terhadap Rendemen Dan Karakteristik Biogas Dari Biomasa Organik Menggunakan Reaktor Partisi)
Disahkan dan Disetujui Oleh :
Pembimbing I
Palembang, Juli 2014 Mengetahui, Pembimbing II
Ir. Arizal Aswan, M.T NIP.195804241993031001
Sahrul Effendy, M.T NIP.196312231996011001
Menyetujui, Ketua Jurusan Teknik Kimia
Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP.196607121993031003
Telah Diseminarkan di Hadapan Tim Penguji di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Tanggal 17 Juli 2014
Tim Penguji
Tanda Tangan
1. Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP 196607121993031003
(
)
2. Ir. Erwana Dewi, M.Eng. NIP 196011141988112001
(
)
3. Ir. Sahrul Effendy, M.T. NIP 196312231996011001
(
)
4. Yohandri Bow, S.T., M.S NIP 197110231994031002
(
)
Palembang, Juli 2014 Mengetahui, Ketua Jurusan
Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP 196607121993031003
MOTTO : Seorang ayah yang mampu menjadi pahlawanku, Ibu yang menjadi bidadari dalam menepiskan rasalelahku, air mata kebanggaan akan menjadi saksi mereka atas apa yang telah aku dapat dan tuk membayar jerih payah mereka . Tak akan ada sesuatu keberhasilan yang di capai tanpa masa ujian, masa sulit. Keberhasilan adalah ketika saya mampu mencapai pada titik kesuksesan yang bisa membuat saya tetap berada pada fase awal dan fase perubahan, ketika saya bisa membuat kedua orang tua saya tersenyum lalu berkata “kami bangga memiliki anak sepertimu”
Kupersembahkan untuk : ♥ Allah SWT ♥ Ayah dan Ibu tercinta ♥ kedua Kakakku ♥Para dosen yang telah membimbing dan memberikan bekal dan ilmu yang bermanfaat ♥ JOB Pertamina Talisman Jambi – Merang ♥ Motifatorku Bpk Yohandri Bow ♥ Orang terpenting dalam hidupku “MAS YUSUF” ♥ Sahabat-sahabatku terbaikku (Hera,Yanti,Yayu) ♥ Almamaterku ♥ Teman-teman seangkatan,seperjuangan DIII Teknik Kimia
ABSTRAK BIOGAS SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF BAHAN BAKAR (Variasi Jumlah Green Phoskko (GP-7) Sebagai Media Pengurai Terhadap Rendemen Dan Karakteristik Biogas Dari Biomassa Organik Menggunakan Reaktor Partisi) (Jumiati 2014, 66 Halaman, 16 Tabel, 38 Gambar) Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan dengan menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih dari pada batubara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Proses fermentasi dilakuakan di reaktor Hidrolisis, asidogenesis dan metanogenesis. Penelitian ini ditujukan untuk menentukan variasi jumlah Green Phoskko (gp-7) sebagai media pengurai terhadap rendemen dan karakteristik biogas dari biomassa organik menggunakan reaktor partition. Kondisi pH dijaga pada rentang 7 sampai 8 dan temperatur dijaga pada rentang 30-38ºC pada kondisi mesofilik.Kecepatan produksi biogas lebih terlihat pada variasi jumlah Green Phosko sebanyak 1300 gram. Sehingga menghasilkan titik optimum produksi biogas pada hari ke-12 yaitu 69,833%mol. Dengan demikian membuktikan bahwa pembesaran stater dan activator metan mampu mempercepat degradasi bahan organik dengan waktu yang lebih cepat. untuk variasi green phoskko 1000 gram yaitu 67,257%mol lebih lambat dibandingkan dengan Green Phosko sebanyak 1300gr. Rendemen yang dihasilkan pada proses fermentasi limbah organik menjadi biogas adalah 5,12 %.Setelah melewati titik optimum, produksi biogas selanjutnya akan berada pada produksi stasioner sehingga terjadi penurunan. Bahwa perlakuan proses fermentasi pada sirkulasi yang optimum mampu meningkatkan volume biogas yang terbentuk yaitu : 8.9515, 16.352, 35.847, 44.651, 69.833, 67.257. Kata kunci : Biomassa Organik, Fermentasi, Bakteri pengurai, Komposisi Gas metan
ABSTRACT BIOGAS AS A ALTERNATIVE ENERGY FUELS (Variation Number Green Phoskko (Gp-7) For The Bacterial Decomposition And Characteristics Of The Yield Of Biogas Of Organic Biomass Using Partition Reaktor) (Jumiati 2014, 66 pages, 16 tables, 38 pictures) Biogas is produced by anaerobic digestion is popular for treating biodegradable waste used as fuel can be produced by destroying pathogens and reducing the volume of the waste. Methane in the biogas, when burned will be relatively cleaner than coal, and produces greater energy with carbon dioxide emissions less. The fermentation process carried out at the reactor Hydrolysis, asidogenesis and methanogenesis. This study aimed to determine the variation in the amount of Green Phoskko (gp-7) as a medium for the yield and characteristics of decomposition of biogas from organic biomass using partition reactor. PH is maintained in the range of 7 to 8 and in the range of temperature is kept at 30-38 ºC mesofilik. speed conditions biogas production more visible on the amount of Green Phosko variation as 1300 grams. Thus generating an optimum point biogas production on day 12 ie 69.833% mol. Thus proving that the enlargement stater and activator of methane able to accelerate the degradation of organic material with a faster time. to variations in Green Phoskko 1000 grams is 67.257 mol% slower than the Green Phosko as 1300gr. Yield produced in the fermentation of organic waste into biogas is 5.12%.Once past the optimum point, the production of biogas will then be in a stationary resulting in decreased production. Thus the treatment of the fermentation process at the optimum circulation can increase the volume of biogas formed: 8.9515, 16.352, 35.847, 44.651, 69.833, 67.257. Keyword : Organic biomass, Fermentation, Decomposing Bacteria, methane gas composition
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir dengan judul “ Biogas Sebagai Energi Alternatif Bahan Bakar (Variasi Jumlah Green Phoskko (GP-7) Sebagai Media Pengurai Pada Biomassa Organik Menjadi Biogas Di dalam Reaktor Partisi)” Laporan Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III sesuai dengan kurikulum yang ditetapkan oleh Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Laporan Akhir ini disusun berdasarkan hasil analisa di laboratorium Teknik Energi dan di laboratorium Sucofindo. Terlaksananya penelitian ini tidak lepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan hormat penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada JOB PERTAMINA TALISMAN JAMBI MERANG atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mendapatkan program CSR (Corporate Social Responsibility) berupa beasiswa pendidikan D3 (Diploma III) di POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA dan juga kepada : 1. Bapak R.D. Kusumanto, S.T., M.M, Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya; 2. Bapak Firdaus, S.T., M.T, Wakil direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya; 3. Bapak Dr.Dipl.ing.Ahmad Taqwa, M.T., selaku Pembantu Direktur IV yang mengelola bidang kerja sama POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA dengan JOB PERTAMINA TALISMAN JAMBI MERANG; 4. Bapak Yohandri Bow, S.T., M.S, selaku Dosen yang Membimbing dan Memotivasi Saya; 5. Bapak Ir. Robert Junaidi, M.T., Ketua Jurusan Teknik kimia Politeknik Negeri Sriwijaya; 6. Bapak Zulkarnain, S.T., M.T., Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 7. Bapak Ir. Arizal Aswan, M.T., Selaku Dosen Pembimbing Pertama.
8. Bapak Sahrul Effendy, M.T., Selaku Dosen Pembimbing Kedua. 9. Bapak Tahdid, S.T., M.T., Selaku Dosen yang senantiasa Membimbing dan memberikan motivasi. 10. Seluruh staf pengajar dan Administrasi di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 11. Seluruh Teknisi Laboratorium Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 12. Kedua Orang Tuaku Tercinta yang telah begitu ikhlas mendoakan agar selalu mendapat ridho Allah SWT dalam setiap perjalanan hidup. 13. Kakakku Yusuf dan Ayukku Trimah yang senantiasa memberikan tambahan motivasi. 14. Teman-teman kelas 6 PK yang telah memberikan semangat serta doa dalam penulisan Laporan ini. 15. Teman-teman seperjuangan Kelompok Penelitian Biogas kelas EGA dan EGB khususnya Agung wiranata, Agusetiawan, Muhammad adi nugraha, dan Neneng maryani, semua teman Jurusan Teknik Kimia 2014 Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Laporan Akhir ini disamping banyak kekurangan, Untuk itu penulis menerima masukan, kritik dan saran
yang dapat
menyempurnakan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini bermanfaat bagi pembacanya.
Palembang,
Juli 2014
Penulis
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ……….................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ………………………………………...
ii
MOTTO ……………………………………………………………….. iii ABSTRAK …………………………………………………………….. iv ABSTRACT …………………………………………………………...
v
KATAPENGANTAR …………………………………………………
vi
DAFTARISI …………………………………………………………...
viii
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………….
x
DAFTAR TABEL …………………………………………………….. xii DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………….
xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……………………………………………..
1
1.2 Tujuan ………………………………................................
3
1.3Manfaat ……………………………………………………..
4
1.4 Rumusan Masalah ………………………………………….
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Biogas ………………………………………….
5
2.2 Karakteristik Biogas ……………………………………….
5
2.3 Digestifikasi Anaerobik ……………………………………
8
2.4 Sumber Bahan Baku Gas …………………………………..
10
2.5 Kandungan Energi Biogas …………………………………
15
2.6 Tahap Pembentukan Biogas ……………………………….. 15 2.7 Green Phoskko ……………………………………………..
18
2.8 Faktor yang mempengaruhi proses Digestifikasi Anaerob ...
20
2.9 Reaktor Biogas …………………………………………….
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat …………………………………………
35
3.2 Alat dan Bahan …………………………………………….. 35 3.3 Perlakuan dan Rancangan Percobaan ……………………...
36
3.4 Prosedur Percobaan ………………………………………... 27 3.5 Alur Proses ………………………………………………… 45 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengamatan ………………………………………….. 46 4.2 Pembahasan ………………………………………………... 47 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ………………………………………………...
55
5.2 Saran ……………………………………………………….. 55 DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………
56
LAMPIRAN A ………………………………………………………...
57
LAMPIRAN B ………………………………………………………...
62
LAMPIRAN C ………………………………………………………...
64
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Proses Digestifikasi Anaerobik …………………………….
8
Gambar 2. Penggunaan biogas untuk berbagai aplikasi ……………….
9
Gambar 3. Limbah Perternakan ………………………………………... 10 Gambar 4. Limbah Sayur di pasar ……………………………………..
11
Gambar 5. Aktivator pembangkit metan Green phoskko(GP-7) ………. 18 Gambar 6. Digester Biogas …………………………………………….
23
Gambar 7. Digester tipe fixed dome ……………………………………
24
Gambar 8. Digester tipe floating dome ………………………………...
25
Gambar 9. Reaktor balon ………………………………………………. 26 Gambar 10. Reaktor bahan fiber glass …………………………………
27
Gambar 11. Gas Cromatography …………………………………........
31
Gambar 12. Bagian alat kromatografi ………………………………….
32
Gambar 10. Metanogenesis Reaktor …………………………………...
30
Gambar 11. Alur proses pembuatan Biogas …………………………… 34 Gambar 12. Grafik waktu proses terhadap MLVSS …………………… 38 Gambar 13. Grafik waktu proses terhadap BOD ….…………………… 39 Gambar 14. Grafik waktu proses terhadap COD ….…………………… 40 Gambar 15. Grafik waktu proses terhadap VFA ….…………………… 41 Gambar 16. Grafik waktu proses terhadap LHV ….…………………… 42 Gambar 17. Grafik waktu proses terhadap CH4 ….…………………….
43
Gambar 18. Pengurasan pada reaktor ………………………………….. 53 Gambar 19. Sekat yang akan di gunakan ………………………………
53
Gambar 20. pengecoran ………………………………………………... 53 Gambar 21. Reaktor hidrolisis asidogenesis dan metanogenesis ………
53
Gambar 22. Pengumpulan sampah …………………………………….. 53 Gambar 23. Penyincangan kubis ……………………………………….
53
Gambar 24. Pengadukan kubis ………………………………………… 54 Gambar 25. Memasukkan sampah kedalam reaktor …………………… 54 Gambar 26. Penambahan air ……………………………………….......
54
Gambar 27. Bakteri pengurai …………………………………………..
54
Gambar 28. Melarutkan bakteri ………………………………………..
54
Gambar 29. Pengecekan pH ……………………………………………
54
Gambar 30. Pengecekan Temperatur di reaktor hidrolisis ………........
55
Gambar 31. Pengecekan temperatur di reaktor metanogenesis ………... 55 Gambar 32. Membuka Valve …………………………………………..
55
Gambar 33. Mengecek kecepatan laju alir ……………………………..
55
Gambar 34. Menimbang sampel ……………………………………….
55
Gambar 35. Mengoven sampel ………………………………………… 55
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi Biogas dalam biogas ……………………………... 5 Tabel 2. Komposisi Biogas …………………………………………….
6
Tabel 3. Biogas dibandingkan bahan bakar lain ……………………….. 8 Tabel 4. Potensi Produksi Gas dari berbagai tipe kotoran ternak………. 11 Tabel 5. Potensi Limbah Sayur di Pasar ……………………………….. 12 Tabel 6. Komposisi kimia dari berbagai limbah kering ………….........
14
Tabel 7. Berbagai macam bakteri penghasil metan ……………………. 17 Tabel 8. Rasio C/N beberapa bahan organik …………………………...
22
Tabel 9. Kelebihan dan kekuranga digester jenis kubah tetap………….
25
Tabel 10. Zat yang dapat dianalisis Rtx-1 ……………………………... 33 Tabel 11. Pengamatan jumlah Variasi Green phoskko 1000 gr ………..
46
Tabel 12. Pengamatan jumlah Variasi Green phoskko 1300 gr ………..
46
Tabel 13. Produk gas untuk percobaan 1000 gr Green Phokko ………..
47
Tabel 14. Produk gas untuk percobaan 1300 gr Green Phoskko ...…….. 47 Tabel 15. Data dari Laboratorium ……………………………………...
57
Tabel 16. Data dari Laboratorium ……………………………………...
58
Tabel 17. Data dari Laboratorium ……………………………………..
59
Tabel 18. Data dari Laboratorium ……………………………………...
60
Tabel 19. Data dari Laboratorium ……………………………………...
61
Tabel 20. Komposisi biogas proses anaerobik …………………………
62
Tabel 21. Kondisi Operasi Reaktor Metagenesis ………………………
63
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A …………………………………………………………….. 57 Lampiran B …………………………………………………………….. 62 Lampiran C …………………………………………………………….. 64
