ENCENG GONDOK SEBAGAI BIOGAS YANG RAMAH LINGKUNGAN Renilaili Dosen Universitas Bina Darma Jalan Jenderal Ahmad Yani No.12 Palembang Sur-el:
[email protected] Abstract: This plant can be used as raw material for the manufacture biogas. In this study used a mixture of water hyacinth with cow dung, using the percentage ratio (100:0), (75:25) , (50:50), (25:75) and (0:100). The formation of biogas fermentation period occurred from 10 up to 60 days. The optimum fermentation period occurred at day 35, here we get the maximum production of biogas is as much as 75.3 liters after the production of biogas back down . From the experimental results known that more hyacinth produce more volume of biogas and more hyacinth is used makes higher the pH of the mixture occurs . For Chemical Oxygen Demand (COD), can be known that the maximum COD was found in 75 % EG komposisin ratio: 25 % KS. Keywords: Hyacinth, Cow Manure, Fermentation, dan Biogas . Abstrak: Tumbuhan ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk pembuatan biogas. Dalam penelitian ini digunakan campuran Enceng gondok dengan kotoran sapi, dengan menggunakan perbandingan mulai dari persentase bahan Enceng gondok: kotoran sapi (100:0), (75:25), (50:50), (25:75) dan (0:100), pembentukan biogas terjadi mulai dari masa fermentasi 10 hari sampai masa fermentasi 60 hari,dari penelitian ini diketahui bahwa masa fermentasi optimum terjadi pada hari ke 35, di sini kita mendapatkan produksi maksimum yaitu biogas sebanyak 75,3 liter setelah itu produksi biogas kembali turun. Dari hasil eksperimen diketahui semakin banyak enceng gondok yang dipakai semakin besar volume biogas yang didapat, juga semakin banyak enceng gondok yang dipakai maka semakin tinggi pH campuran yang terjadi. Untuk Chemical Oksigen Demand (COD), bisa dikethui bahwa COD maksimum didapati pada perbandingan komposisin 75% EG:25% KS. Kata Kunci: Enceng Gondok, Kotoran Sapi, Fermentasi, dan Biogas.
1.
sebenarnya ia
PENDAHULUAN Biogas adalah gas yang dihasilkan dari
dalam
menangkap
polutan logam berat. Rangkaian
penelitian
seputar
berperan
kemampuan enceng gondok yang
proses penguraian bahan-bahan organik oleh
melaporkan
mikroorganisme pada kondisi langka oksigen
gondok
(anaerob). Selain
(Cd) 1,35 mg/gram, Mercurri (Hg) 1,77 mg/gram
itu ,perkembangan enceng
dalam waktu
mampu
24 jam,
enceng
menyerap logam Cadmium
gondok yang sangat cepat membuat tanaman
dan Nikel (Ni) 1,16 mgram/gram, tetapi
ini
logam-logam itu
dengan cepat menutup
permukaan air,
tercampur
bila
dengan logam-
enceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai
logam lain nya maka daya serab nya akan
bahan baku
sedikit berkurang
untuk produksi biogas. Enceng
gondok atau Eichhornia crassipes adalah gulma
dapat
pengganggu bagi perairan, tanaman ini sangat
pada pH dalah 7, selain dapat menyerab
cepat
polutan enceng gondok juga mampu menyerap
berkembang. Walaupun enceng gondok
dianggap
sebagai
gulma
di perairan, tetapi
secara
umumnya enceng gondok
maksimal
menyerab polutan
residu pestisida. Semua komponen tanaman enceng gondok ini bisa dimanfaatkan , daun Enceng Gondok Sebagai Biogas yang...... (Renilalili)
1
nya bisa dipakai untuk bahan pakan ternak,
Bahan bakar minyak seperti minyak
seratnya bisa dipakai untuk bahan kerajinan
bensin,
tangan
sudah banyak yang dieksport,
kebutuhan sangat tinggi dan selalu meningkat
selain dikenal dengan nama enceng gondok,
setiap tahunnya. Sementara itu, minyak bumi
ternyata
dan bahan baku pembuatan BBM berjumlah
dan
di beberapa
daerah di Indonesia
solar
ini
terjadi
tanah,
karena
tingkat
enceng gondok mempunyai nama lain seperti
terbatas
di daerah Palembang dikenal dengan nama
juta tahun untuk proses pembentukannya.
kelipuk, di Lampung
dikenal dengan nama
dan membutuhkan waktu
Berbagai
faktor penyebab
ringgak, di Dayak dikenal dengan nama ilung-
global,
ilung, sedang di Menado
dikenal dengan
merupakan
nama
itu
kandungan
peningkatan
suhu tersebut
senyawa SiO2,
peningkatan
emisi
tumpe. Selain
dari
enceng gondok terdiri dari
secara
umum
kejadian
calcium (Ca), Magnesium (Mg), Kalium (K),
dihasilkan dari
Natrium (Na), Clorida (Cl),
Gas rumah kaca
cupper (Cu),
mangan (Mn), Ferrum (Fe) dan banyak lagi.
yang
Pada akarnya
keberadaannya
terdapat senyawa sulfat dan
fospat. Daunnya kaya akan senyawa karotin
sangat
penting, serta
tidak
dapat
pemanasan
pemanasan
yang
gas
global
disebabkan oleh berasal
dari
rumah kaca
yang
kegiatan manusia sehari-hari. adalah gas-gas
mebyerap dapat
di udara
panas,
sehingga
meningkatkan
suhu
Gas CO2 yang dihasilkan dari
polusi
udara di bumi.
Energi memiliki peran yang sangat besar dan
biasa
berjuta-
asap
kendaraan
bermotor dapat
menjadi
dilepaskan dalam kehidupan manusia, terlebih
penghalang pemantulan panas bumi, dan
,saat ini hampir semua aktifitas
hal ini
manusia
sangat tergantung pada energi. Berbagai alat
menyebakan
timbulnya
panas
bumi.
pendukung seperti alat penerangan, motor
Penebangan pohon secara besar-besaran
penggerak, peralatan rumah tangga dan mesin-
oleh pelaku penebang pohon secara liar juga
mesin industri dapat difungsikan
menyebabkan
permasalahan
karena
yang
jika ada
energi. Pada
dasarnya, pemanfaatan
seperti energi
energi
matahari, energi air, energi
pohon
lingkungan,
berperan
dalam
menyerap gas CO2 dan menyuplai
udara
segar kini keberadaannya semakin berkurang.
listrik, energi nuklir, energi minyak dan gas,
Kegiatan
peternakan juga
termasuk
serta energi mineral dan batubara, memang
salah satu
sudah dilakukan sejak dahulu. Pemanfaatan
kurang 18%, Gas yang dihasilkan terdiri dari
energi yang tidak dapat diperbaharui secara
gas CO2 (9%) gas CH4 (37%) gas N2O (65%)
berlebihan dapat menimbulkan krisis masalah
dan NH3 (64%), gas-gas tersebut
dan krisis
krisis
dari
yaitu
kesehatan manusia (Suryani, 2011).
energi
yang terjadi akhir-akhir ini
kelangkaan
2
energi. Salah satu gejala
bahan bakar
penghasil gas
limbah
ternak
rumah kaca lebih
dan
dihasilkan mengganggu
minyak (BBM). Jurnal Ilmiah TEKNO Vol.12 No.1, April 2015: 1 - 10
Enceng gondok (Eichhornia Crassipes)
juga akan semakin banyak dibutuhkan dalam
adalah salah satu jenis tumbuhan air mengapung,
kehidupan
selain dikenal dengan nama enceng gondok,
fosil yang semakin berkurang
dibeberapa daerah seperti di Palembang dikenal
orang mencari bahan bakar alternatif yang bisa
dengan nama klipuk, dilampung dikenal dengan
menggantikan bahan bakar fosil ini. Terlebih lagi
nama Ringgak, di Dayak dikenal dengan nama
orang saat ini mencari sumber bahan bakar
Ilung-ilung.
mempunyai
yang terbarukan yang selalu bisa diperbaharui
kecepatan tumbuh yang sangat tinggi sehingga
agar bahan bakar tetap bisa diproduksi secara
tumbuhan ini dianggap sebagai gulma, atau
terus menerus.
Tumbuhan
ini
manusia.Komsumsi
bahan bakar menyebabkan
tumbuhan pengganggu yang dapat merusak lingkungan perairan merusak
karena dengan mudah
lingkungan perairan,
dan
bisa
menyebar kesaluran air dan sebagainya. Enceng gondok
ini hidup mengapung
diair
dan
kadang-kadang berakar dalam tanah.
Tabel 1. Konsumsi BBM Konsumsi Produksi BBM BBM Tahun (ribu (ribu barel) barel) 2005 397,802 268,529 2006 374,691 257,821 2007 383,453 244,396 2008 388,107 251,531 2009 379,142 246,289 2010 388,241 241,156 Sumber: Sri Wahyuni, MP, 2011
Cadangan minyak (miliar barel) 8,63 8,93 8,40 8,22 8,00 7,76
Pemanfaatan energi yang tidak dapat diperbaharui
secara
berlebihan
dapat
menimbulkan krisis energi. Salah satu krisis energi
akhir-akhir
ini
adalah
kelangkaan
bahan bakar minyak (BBM), seperti minyak
Gambar 1. Tanaman Enceng Gondok
tanah, bensin, solar dan sebagainya. Kelangkaan Enceng gondok dangkal, tanah
tumbuh dikolam-kolam
basah dan rawa, aliran air
yang lambat , tempat-tempat penampungan air, tumbuhan ini perubahan
dapat
beradabtasi
dengan
yang ekstrem dari ketinggian air,
arus air, pH, ketersediaan nutrient, temperatur
Pada sat ini konsumsi bahan bakar gas lama
semakin
tidak
hanya
melainkan juga tidak
berkurang,
hal
dikarenakan semakin lama penduduk semakin banyak, sehingga kebutuhan akan bahan bakar
terjadi
di Indonesia,
dinegara lain, hal ini secara
langsung
berdampak
terhadap
perekonomian negara, terutama bagi negara miskin
dan sedang
berkembang, termasuk
Indonesia. Walaupun
dan racun-racun dalam air.
semaikin
energi
sebagai gulma enceng
enceng
diperairan, tetapi
gondok
dapat
menangkap
polutan
penelitian
seputar
gondok
gondok
dalam
dianggap sebenarnya
berperan
dalam
logam berat. Rangkaian kemampuan
waktu
24 jam,
Enceng Gondok Sebagai Biogas yang...... (Renilalili)
enceng mampu
3
menyerap
logam
Kadmium(Cd) sebesar
1,35mg/gr, Mercurri (Hg) mampu
menyerap
1,77mg/gr dan , Nikel (Ni) mampu
menyerap
sebesar
1,16 mg/gr bila
logam
itu tak
bercampur. Logam Chrom (Cr) dapat diserap pada
pH 7 oleh
enceng
gondok
secara
maksimal (Arnold,2012). Selain dapat menyerap logam berat juga enceng
gondok
mampu
mnyerap
pestisida. Selain itu enceng gondok
residu sendiri
mengandung Asam Sianida, Triterpenoid, dan kaya kalsium.Namun dibalik berbagai efek Namun, dibalik berbagai efek negatif yang diberikan oleh eceng gondok. Sebenarnya, tumbuhan ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biogas. Prinsip penguraian
dasar
biogas
adalah
proses
Gambar 2. Skema Pembuatan Biogas
bahan-bahan organik oleh mikro
organism dalam kondisi tanpa udara (anaerob)
Biogas mulai dikembangkan di Indonesia
untuk menghasilkan campuran dari beberapa
sekitar
gas, diantaranya metan dan CO2.. Biogas
penggunaan
tersebut
bantuan
tersedianya
yang
penggunaan
dihasilkan
dengan
bakterimetanogen atau
metanogenik
secara
dalam
alami
mngandung
terdapat bahan
limbah yang
organik seperti
Keuntungan pengolahan limbah adalah digunakan untuk proses pengolahan
limbah
1970.
Namun
bahan bakar kayu
minyak tanah dan
bakar
biogas
tingginya
menyebabkan
menjadi
kurang
berkembang.
limbah
ternak dan sampah organik (Wahyuni, 2011).
tahun
Teknologi
biogas
mulai berkembang
kembali sejak tahun 2006 ketika kelangkaan energi Awalnya
menjadi biogas
topik
utama di Indonesia.
dibangun
dalam bentuk
yang alami dan lahan yang dibutuhkan lebih
denplotn oleh
kecil dibandingkan dengan lahan untuk proses
berbentuk kubah yang terbuat dari bata atau
kompos.Sedangkan keuntungan dari segi Energi
beton (fixed dome), kini bahan reaktor yang
adalah menghasilkan energi yang bersih, bahan
digunakan telah berkembang , ada yang terbuat
bakar yang dihasilkan berkualitas tinggi dan
dari beton, bata, plat besi, plastik dan serat kaca
dapat diperbaharui serta biogas yang dihasilkan
(fiber) dengan masing-masing kelebihan dan
dapat digunakan untuk berbagai penggunaan.
kekurangannya.
4
Jurnal Ilmiah TEKNO Vol.12 No.1, April 2015: 1 - 10
pemerintah
dengan reactor
Umumnya pembuatan biogas dilakukan dalam alat yang udara,
sehingga
disebut digester yang kedap proses
penguraian
Dengan adanya hasil penelitian ini, kita bisa mengetahui persentase dari biogas yang
yang
dihasilkan dari bahan baku yang dipakai,
dilakukan oleh mikroorganisme dapat berjalan
juga dengan adanya penelitian ini kita bisa
secara optimal.
membuat
biogas yang
sesuai
dengan
kebutuhan dan komposisi yang tepat
untuk
mendapatkan biogas yang optimal. Bagi
masyarakat
meproduksi
biogas
awam yang yang
menggunakan cara-cara ini, biogas
yang
baik
agar
optimum
ingin dapat
diperoleh
sesuai dengan
keinginan.
Gambar 3. Digester (Reaktor Biogas)
Tabel 2. Komposisi Biogas yang Berasal dari Kotoran Sapi No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Keterangan: A = Saluran Inlet B = Manometer C = Reaktor D = Outlet
Gas
Persentase (%) 65,7 27,1 0,5 0,1 0,7 0,1
CH4 CO2 N2 O2 C3H8 H2S
Sumber: Jessung 2011
E = Plastik penampung Gas F = Penampung sludge
Nilai kalor biogas adalah 6513 kkal/m3. Dalam pembuatan biogas
Keuntungan antara
dalam memproduksi biogas ini
lain (Anton, 2011) energi
yang
sangat
ada faktor-faktor
mempengaruhi
pembentukan
yang
biogas
dihasilkan adalah energi yang bersih dan dapat
2011).
diperbaharui dan bahan bakar yang dihasilkan
1) Starter, cairan pemula untuk mempercepat
berkualitas
tinggi.
Secara
antara lain sebagai
berikut (Jessung,
lingkungan,
perombakan bahan organik menjadi biogas.
keuntungan yang diperoleh mengurangi polusi
2) Kondisi bahan baku , yang biasanya terdiri
udara.
dari Dengan adanya penelitian ini kita
dapat
mengetahui seberapa besar persentase biogas yang dihasilkan
dari
bahan baku
enceng
gondok, dan seberapa besar persentase biogas yang terjadi apabila enceng gondok dicampur dengan kotoran sapi.
enceng gondok dan kotoran sapi,
yang berfungsi sebagai starter. 3) pH
(derajad
berpengaruh
keasaman), terhadap
ini
sangat
pertumbuhan
mikroba biasanya nya sekitar 6,4-7,8. 4) Lamanya fermentasi, biasanya biogas
produksi
sekitar minimal 10 hari, biasanya
Enceng Gondok Sebagai Biogas yang...... (Renilalili)
5
setelah 10 hari fermentasi sudah terbentuk 3
kira-kira 0,1-0,2 m /kg dari
berat
bahan
kering. Peningkatan penambahan waktu fermentasi
Metode pembuatan
yang
digunakan
dalam
biogas ini adalah dengan cara
fermentasi anaerob.
dari 10 hari hingga 30 hari
meningkatkan
produksi
biogas sebesar
ECENG GONDOK
50%. Tabel 3. Komposisi biogas yang Berasal dari Enceng Gondok No. 1. 2. 3. 4. 5.
Gas CH4 CO2 N2 O2 CO
Persentase (%) 54,2 27,1 0,5 0,16 0,1
DIHANCURKAN + KOTORAN SAPI
FERMENTASI ANAEROB SELAMA 60 HARI
Sumber: Panggih, 2012
Perlunya
kita
mengetahui
BIOGAS (HASIL UTAMA)
sumber-
sumber energi alternatif, ini berkaitan dengan semakin
banyak nya kebutuhan akan energi
untuk berlangsungnya kehidupan karena
manusia
membutuhkan banyaknya
sangat energi,
SLURRY (SEBAGAI HASIL SAMPING UNTUK PUPUK KOMPOS)
manusia,
banyak
sekali
karena
makin
pertumbuhan penduduk, semakin
banyak kebutuhan
energi
Gambar 4. Diagram Alir Proses
yang diperlukan
manusia.
Gambar 4 di atas menggambarkan
Kebutuhan
energi
bertambah, sedangkan dari
minyak
bumi
ini
energi
semakin yang berasal
semakin
berkurang,
karena sumber minyak makin lama makin habis, dan
sumber minyak
diperbaruhi, oleh
sebab itu
ini
tidak
bisa
manusia harus
mencari sumber-sumber energi alternatif yang bisa diperbaharui untuk menambah kebutuhan akan energi.
2.
METODOLOGI PENELITIAN
diagram alir proses pembuatan biogas dengan eceng gondok sebagai bahan utama. Tabel 4. Komposisi Enceng Gondok Segar No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Komposisi
Bahan organik C organik N P K Abu
Persentase (%)
36,6 21,23 0,28 0,0011 0,016 12
Sumber: Sri Wahyuni, 2011
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini harus di rajang terlebih dahulu untuk memperbesar luas permukaan bahan tersebut.
6
Jurnal Ilmiah TEKNO Vol.12 No.1, April 2015: 1 - 10
Selanjutnya bahan tersebut dicampur dengan
terlihat
setelah waktu
kotoran sapi, yang berfungsi sebagai starter.
maksimal,
tapi
35 hari
setelah
produksinya
lewat
dari
situ
produksi biogas akan kembali menurun dan lama, kelamaan berhenti. Dalam bahwa
penelitan
makin
ini
dapat
terlihat
banyak komposisi
enceng
gondok yang dipakai, maka akan semakin banyak produksi biogas yang terbentuk.Disini terlihat bahwa produksi biogas yang paling banyak Gambar 5. Rajangan Enceng gondok
terjadi pada perbandingan komposisi
perbandingan 75% enceng gondok
dan 25%
kotoran sapi, biogas yang terbentuk sebanyak Sebelum dimasukkan dalam reaktor maka
42,7 liter.
eceng gondok harus dirajang halus dan dicampur dengan kotoran sapi sebagai starter.
Gambar 7. Penampungan Biogas.
Biogas memang pilihan yang tepat untuk Gambar 6. Kotoran Sapi sebagai Starter
Enceng gondok yang di campur dengan kotoran
sapi di fermentasi
dilakukan
percobaan
selama 60 hari,
secara berulang-ulang
dengan menggunakan perbandingan (100:0), (75:25), (50:50), (25:75) dan (0:100). Dengan fermentasi yang dilakukan tanpa oksigen (dalam ruang tertutup ), pengamatan dilakukan selama 60 hari , disini terlihat bahwa pembentukan biogas terjadi setelah waktu 10 hari, tetapi produksi biogas secara
kontinyu, karena
tidak terjadi
produksi
biogas
dijadikan
sebagai
murah, biogas ,limbah
energi sangat
alternatif ,selain ramah lingkungan
yang dihasilkan
selama
proses
masih
dapat
dimanfaatkan, hasil samping biogas
berupa
produksi
limbah
biogas
enceng
juga
gondok yang bercampur
dengan kotoran sapi
dapat
dimanfaatkan
sebagai pupuk kompos untuk tanaman. Pupuk
organik
yang
dihasilkan,
mengandung unsur hara yang tinggi, sehingga dapat meningkatkan kesuburan tanah dengan memperbaiki
sifat fisik, kimia dan biologi
Enceng Gondok Sebagai Biogas yang...... (Renilalili)
7
tanah, pupuk
kompos
lebih
dan tidak membutuhkan lahan
efisien
yang luas
yang
tetapi hasilnya
dihasilkan ini
cukup baik dan
berkualitas.
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
pengujian
dari
Tabel 6. Hasil Pengujian (COD) dari Berbagai Perbandingan Komposisi COD (%EG:%KS ) mgram/liter No. 1. 100:0 5.6 2. 75:25 20.48 3. 50:50 10.6 4. 25:75 4.2 5. 0:100 3.7 Sumber: Laboratorium Teknik Industr (2013)
Dari
eksperimen
didapatlah data-data sebagai berikut:
hasil
pengujian
terlihat
COD yang tertinggi didapat dari
bahwa
komposisi
(75:25) yaitu 20,48 mgram/liter. Tabel 5. Volume Biogas dari berbagai perbandingan Komposisi Volume Biogas No. (%EG:%KS ) (liter) 1. 100:0 75.3 2. 75:25 42.7 3. 50:50 30.4 4. 25:75 20.8 5. 0:100 14.2 Sumber: Laboratorium Teknik Industri (2013)
Dari tabel terlihat bahwa komposisi dengan tanpa kotoran sapi volume biogas
dengan hasil terbanyak yaitu
COD (mgram/Lit er)
Gambar 9. Komposisi (%EG:%KS) Vs Chemical Oxygen Demand (COD)
mendapatkan
75,3 liter. 80 60 40 20 0
25 20 15 10 5 0
Dari grafik kelihatan bahwa COD tertinggi pada perbandingan (75:25). Tabel 7. pH Campuran dari Berbagai Perbandingan Komposisi (%EG:%KS ) 1. 100:0 2. 75:25 3. 50:50 4. 25:75 5. 0:100 Sumber: Laboratorium Teknik Industri No.
volume biogas(liter)
pH 7.75 7.62 6.53 4.87 4.2 (2013)
Gambar 8. Grafik Volume biogas(liter) Vs Komposisi (%EG:%KS) Percobaan berikut nya yaitu pengujian terhadap COD (Chemical Oxygen Demand) terhadap beberapa komposisi dari campuran.
8
Jurnal Ilmiah TEKNO Vol.12 No.1, April 2015: 1 - 10
3) COD yang maksimum didapat
10 8 6 4 2 0
pada
perbandingan komposisi 75% EG : 25%KS. pH campuran
Gambar 10. Grafik Komposisi (%EG:%KS) Vs pH Campuran Dari grafik terlihat pH tertinggi terjadi pada komposisi 100% enceng gondok. pH
80 60
Volume Biogas(Liter )
40 20
COD(liter)
0
Gambar 11. Grafik Komponen Ketiganya
Dari grafik terlihat bahwa
COD yang
tertinggi terjadi pada perbandingan komposisi (75:25) yaitu 20,8 mgram /liter.
4.
SIMPULAN
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut: 1) Hasil semakin
eksperimen banyak
menyatakan
bahwa
perbandingan
enceng
gondok yang dipakai, maka semakin besar volume biogas yang didapat. 2) pH campuran tergantung dari
banyaknya
enceng gondok yang dipakai, makin banyak enceng gondok yang dipakai maka semakin tinggi pH campuran yang terjadi.
Enceng Gondok Sebagai Biogas yang...... (Renilalili)
9
DAFTAR RUJUKAN Arnold, Y. 2012. Produksi Biogas dari Enceng Gondok. Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, vol.1 No.1. hal 412-417. Anton. 2011. Bahan Bakar Gas yang Ramah Lingkungan. Makalah Penelitian. Panggih. 2012. Produksi Biogas dari Enceng Gondok. Skripsi Teknik Kimia, ITS. Surabaya. Suryani. 2011. Makalah Biogas Energi Terbarukan Ramah Lingkungan dan Berkelanjutan. Kongres Ilmu Pengetahuan Nasional (KIPNAS) ke 10, Jakarta, 8 – 10 November 2011. Wahyuni, S. 2011. Biogas. Penebar Swadaya. Jakarta.
10
Jurnal Ilmiah TEKNO Vol.12 No.1, April 2015: 1 - 10