6 HIMATEM
RTTUnHTm\t
AmsTIt
Affi
SEMINAR NASIONAL
\fII
TAHUNAN TEKNIK MESIN Tema
AT I
:
"Peran Riset Teknik Mesin Dalam Membangun Daya Suing dan Kemandirion Bangsa"
Sponsored By:
AUToDEST< (*D @ Nm -l€d\ NEt
'affi*,@ 6D
@ .o8*,. tsindo
'",.:l.r**t*ms. $
s"n"uat Motor
Proceeding seminar Nasionat rahunan Teknik Mesin
Xil (SNTTM xtD
Universihs Lampung, Bandar Lampung, 2&24 Ohober 2013
Tingkat Produktifitas Biogas Dengan Bahan Baku Kotoran Sapi Dengan Variasi Bahan Tambah Ragi Dan Tetes Tebu Novi Caroko Universitas Muhammadiyah Yoryakarta Jl. Lingkar Selatan Tirmantirto Bantul Yoryakarta 55183
[email protected]
bstrak Penggunaan biodigester dapat membantu pengembangan sistem pertanian dengan mendaur ulang kotoran hewan untuk memproduksi biogas serta akan diperoleh,hasil lain berula pupuk organif dengan mutu yang baik Valaupun demikian tingkat produktifitasJ biogas yang dihasitkan serinikali belum optimal, hal ini dimungkinkan karena belum diberikan bahan tambah yang iaput memicu atau m-empercepat proses pembentukan Prgg dalam biodigester. Penelitian ini bertujuan urrtul( mengetahui tingkat produktivitas biogas dengan variasi tambah ragi dan tetes tebu. Alat yang digunakan adaiih digester-kapasitas 2 liter, dengan langkah pengujian_ y_aitu: persiapan bahan uji, mencampu. b-ahan uji, menambahtan Uat tambah, memasukkan bahan uji ke dalam digester, mengatur suhu pada biodigester, serta pengambilan data. Analisis data yang dilakukan adalah dengan menganalisa grafik hasil pengujian berdasarkan lerubahan beda ketinggian permukaan manometer.- Dari hasil pengujian dapat drketahui bahwa penambahan tefus tebu akan meningkatkan Proses pembentukan biogas pada tahapan hidrolisis namun cenderung rendah pada tahapan metanolenesis, sedangkan penambahan ragi akan meningkatkan produksi biogas pada tahapan metanogenesis.
limbah
!fr*
*
eywords: biodigester, tetes tebr1 ragi, hidrolisis dan metanogenesis.
Pendahuluan
Biogas terbentuk dari proses fermentasi dalam tabung reaktor yang kedap udaru (anaeroDl. Secara garis besar proses pembentukan Biogas (Gas Bio) dibagi dalam tiga tahap yaitu : Hindrolisis, Asidifikasi (Pengasaman) dan pembentukan gas metana
(eterganhrngan Indonesia terhadap minyak dan gas
;angat tinggi, akibatnya ketika
Pemerintah
nemutuskan kebijakan untuk menaikan harga BBM
lan gas berdampak sangat berat terhadap rakyat, ihususnya menengah ke bawah sehingga
(metagonesis). l
nenimbulkan protes kedua belah pihak. Terlepas dari ro dan kontra kenaikan harga BBM, harus disadari
rlup I lidrolisir
luhup
AridrliLu
lrhup l'tmhrrtulurr }lulnu
h[lrsi
rahwa upaya mengembangkan energi alternatif
lmktrri
angat diperlukan. (iu
Itdun oryuril.
Vctulr
(h
lrhrlridmr lsnak dut pnrt(in
llullm lunc[tr$i
lhktrri A*togtnil
IluLturi Mcunogur"-ir
Gambar 2. Proses pembentukan biogas (Suftandi. 2001). Biogas merupakan gas campuran metana (CH4),
Gambor 1. Peternakan sapi
karbondioksida (CO2) dan gas lainnya yang didapat dari hasil penguraian material organik seperti kotoran hewan, kotoran manusia, tumbuhan oleh bakteri pengurai metanogen pada sebuatr Biodigester. Jadi Untuk menghasilkan biogas dibutuhkan pembangkit
Limbah kotoran ternak dan limbah rumah angga hanya terbuang sia-sia dan hanya diiadikan rupuk organik semata, padahal di dalamnya terdapat nergi yang bisa dimanfaatkan sebagai batran bakar.
434
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin Xll (SNTTM XIU Universitas Lampung, Bandar Lampung,
ogas yang disebut Biodigester. Proses penguraian
aterial organik terjadi secara anaerob
2$24 Oktober 2013
Metoda Eksperimen & Fasilitas Yang Digunakan
(tanpa Alat dan bahan yang digunakan adalah : 1. Alat uji karakreristik biogas dengan kapasitas 2
rsigen). Biogas terbentukpada hari ke 4 - 5 sesudatl
odigester terisi penuh, dan mencapai puncak pada oleh odigester sebagian besar terdiri dari 50 70% etana (CHr), 30 - 40% karbondioksida (CO2), dan rs lainnya dalam jumlatr kecil. (www. kamase. org). Tetes atau molasses merupakan produk sisa da proses pembuatan gula. Tetes diperoleh dari rsil pemisahan sirop low grade dimana gula dalam
ni ke 20 - 25. Biogas yang dihasilkan
2. 3. 4.
-
liter. Kotoran sapi. Raei. Tetes tebu.
Skema alat
uji
:
rop tersebut tidak dapat dikristalkan lagi. Pada ,mrosesan gula tetes yang dihasilkan sekiar 5 -,6 yo bu, sehingga untuk pabrik dengan kapasitas 6000 n tebu per hari menghasilkan tetes sekitar 300 ton rnpai 360 ton tetes per hari. Walaupun masih engandung gulq tetes sangat tidak layak untuk konsumsi karena mengandung kotoran
rkan gula yang membahayakan
-
kotoran
kesehatan.
,nggunaan tetes sebagian besar untuk industri rmentasi seperti alkohol, pabrik MSG, pabrik pakan rnak dan lain - lain. Karena nilai ekonomisnya asih cukup tinggi pabrik gula biasanya menjual tes ke industri lainnya. Secara umum tetes yang keluar dari sentrifugal empunyai brix 85 - 92 dengan zat kering 77 - 84 %. rkrosa yang terdapat dalam tetes bervariasi antaruZi 40 o/o, dan kadar gula reduksi nya 12 - 35 %. Untuk bu yang belum masak biasanya kadar gula reduksi tes lebih besar daripada tebu yang sudah masak. omposisi yang penting dalam tetes adalah TSAI ( fial Sugar as hoerti ) yaitu gabungan dari sukrosa m gula r€duksi. Kadar TSAI dalam tetes berkisar rtara 50 - 65 o/o. Angka TSAI ini sangat penting bagi dushi fermentasi karena semakin besar TSAI akan 'makin menguntungkan, sedangkan bagi pabrik gula dar sukrosa menunjukkan banyaknya kehilangan rla dalam tetes. Semakin kecil kadar sukrosa maka :nekanan kehilangan gula semakin optimum. Ragi atau dikenal juga dengan sebutan feasl erupakan semacam tumbuh - tumbuhan bersel I mg tergolong dalam keluarga cendawan. Ragi akan :kerja bila ditambahkan dengan gula dan kondisi rhu yang hangat. Kandrmgan karbondioksida yang hasilkan akan membuat suatu adonan meqiadi engembang dan terbentuk pori - pori. Ada 2 jenis gi yang ada dipasaran yaitu rag padat dan ragi :ring. Jenis ragr kering ini ada yang berbentuk rtiran kecil - kecil dan ada juga yang berupa bubuk rltrs. Jenis ragr yang butirannya halus dan berwarna
:cokelatan
ini
umumnya digunakan
Gambar 3. Skema alat uji.
Keterangan: 1. Kran pembuangan bahan 2. Heater 3. Reaktor Selang input gas 5. Thermometer
4.
6. Pengaduk 7. Selang input heater 8. Pompa heater 9. Kran air penampung gas 10. Kran output gas
11. Penempung'gas bagian dalam
12. Penampung gas bagian luar 13. Meja kerja 14. Kompor 15. Selang output heater 16. Motor pengaduk
dalam
mbuatan roti.
43s
Proceeding Seminer Naeional Tahunan Teknik Meein Xll (SNTTM XID Univorsftas Lampung, Bandar Lampung, 2&24 Oktober 2A13
paling cepat terjadi pada kotoran sapi dengan bahan ragi I %. Hal tersebut dapat terjadi dimungkinkan karena pada proses fermentasi, ragi merupakan mikro organisme pengurai yang memecah bahan ekstratif seperti protein, karbohidrat dan lipida akan diurai menjadi senyawa dengan rantai yang lebih pendek. Sehingga memungkinkan ragi untuk membantu mempencepat terjadinya proses fermentasi.
tambatr
Persiapan Alat Can Bahan
Pengadaan bahan baku: oKotoran sapi mumi
.ragi
0r5
otetes tebu
0,4 0r3
Pengambilan data kotoran sapi murni
0,2
*tetes0,2o/o *Ftetes I oZ
0,1
Pengambilan data dengan bahan tambah 0,2Yo
0
13579111315
t7 t9
Hari ke
Pengambilan data dengan bahan
tani&rahlYo
Gambar 6. Produktivitas biogas dari kotoran sapi murni dengan bahan tambah tetes tebu 0,2yo, lyo,zo
.
Dari grafik produktivitas biogas dari kotoran
Pengambilan data dengan bahan
sapi murni dengan bahan tambah tetes tebu 0,2 Yo, I o/o, dan2 % di atas dapat diketahui bahwa tahap hidrolisis yang paling oepat terjadi pada kotoran sapi dengan bahan tambah tetes tebu lo/o. Fenomena tersebut
tamfuh2o/o
terjadi dimungkinkan karena tetes atau
molasses
merupakan produk sisa pada proses pembuatan gula sehingga mengandung glukosa berkadar tinggi. Pada proses fermentasi, tetes tebu merupakan nurtisi bagi
bakteri fermentasi karena tetes tebu
banyak mengandung glukosa yang siap pakai, sehingga dapat memenuhi kebutuhan makanan bagi bakteri fermentasi dalam berkembangbiak.
Gambar 4. Diagram alir pengujian.
0,12
lasil dan Pembahasan
0,1
0r5
0,4
0,08
{
0,06
Y
.+Murni .+Ragi 0,2
€ o,:
^
o,o4 0,02
o/o
0,1
:r*-Ragi I %
0
)+Ragi2o7o
t 2 3Hf.it'" 6 7 I
|
357
91113151719212325272931
Hari ke Gambar 7. Karakteristik produktifitas biogas dengan kadar zat tambah 1%.,
Gambar 5. Produktivitas biogas dari kotoran sapi murni dengan bahan tambatr ragi 0,2o/o,lo/o, dan2o/o.
Pada pengujian produktifitas biogas berbahan baku kotoran sapi dengan bahan tambah tetes tebu,
lari grafik produktivitas biogas dari kotoran sapi rurni dengan bahan tambah ragi 0,2 o/o, I Yi, dan2 %
i
0
dapat diketahui hari pertama sampai hari ke 7 merupakan tahap hidrolisis, produksi gas terus
atas dapat diketahui bahwa, tatrap hidrolisis yang
436
7 !,:
Proceeding Srminar Nasional Tahunan Teknik Mesin Xll (SNTTM Xll) Univenritas Lampung, Bandar Lampung, 23-24 Oktoher 2013
neningkat dan pada tahapan ini gas yang dihasilkan rdalah H2O, I{z dan COz. Pada hari ke 8 sampai hari ke
Nomenklatur
.3
Ah
adalah tahap asidogenesis atau pengesaman, limana produksi gas mulai menurun hal tersebut erjadi dimungkinkan karena kecepatan pembentukan
Refenensi
sam lebih cepat sehingga meracuni bakteri metanogen, lan pada proses asidogenesis bakteri membutuhkan Oz ,ang diperoleh dari COz dan HuO dalam berkembang
riak. Pada hari
Ginting, Perdana, Sistem Pengelolaan Lingkungan
dan Limbah Industri
ke 14 sampai 31 yaitu
Membuat Biogas Pengganti Bahan Bakar Minyak dan Gas dari Kotoran Ternak (Jakarta: Agromedia, 2006)
Suyitno, Nizam,
Ilmtu 2010) Wahyuni, Sri, Biogas (Jakarta: Penebar Swadaya, 2010)
Wahyuni, Sri, Biogas (Jakarta: Penebar Swadaya, 2010) http:/lkamase.org/2008/ I I /03/cara-mudah-membuatdigester-biogas
tatrap
aktif
remproduksi gas metana.
(esimpulan
Dari hasil pengujian dapat diketatrui bahwa enambatran tetes tebu akan meningkatkan proses embentukan biogas pada tahapan hidrolisis namun enderung rendah pada tahapan metanogenesis, edangkan penambatran ragi akan meningkatkan roduksi biogas pada tahapan metanogenesis. Jika :nis biogas yang dikendaki adalah gas-gas yang lrbentuk pada fase hidrolisi, maka penggunaan bahan
rmbatr tetes tebu sangat dianjurkan, namun jika roduk akhiryang diharapkan adalatr gas metana maka ada bahan baku sebaiknya ditambahan ragi untuk rempercepat reaksi.
Icapan
dan
Pemanfaatan (Yoryakarta: Graha
€ngasaman, pada tatrap ini produksi gas mulai oenunrn hal tersebut terjadi dimungkinkan karena ecepatan pembentukan asam lebih cepat sehingga reracuni bakteri metanogen dan pada proses sidogenesis, bakteri membutuhkan Ozyang diperoleh ari CO2 dan I{zO dalam berkembang biak. Pada hari e l8 sampai 3l yaitu proses metanogenesis yaitu rhap pembentukan gas metana, gas yang dihasilkan dalah gas metana (CH4) dan CO2 dari gas Hz, COz
pada
M, Dharmanto, Teknologi Biogas :
Pembuatan Operasional
Pada pengujian produktifitas biogas berbahan raku kotoran sapi dengan bahan tambah ragi, hari rertama sampai hari ke 14 merupakan tahap hidrolisis, ,roduksi gas tidak stabil dan pada tahapan ini gas yang tihasilkan adalah H2O, H2 dan CO2. Pada hari ke 15 ampai hari ke 17 adalah tatrap asidogenesis atau
€ngasaman, pada tahapan inilah bakteri mulai
(Bandung:
Yrama Widya 2007) Simamora, S, Salundik, Wahyuni, Sri dan Sarqiudin,
proses netanogenesis yaitu tahap pembentukan gas metana, ias yang dihasilkan adalah gas metana (ClI4) dan COz lari gas }Iz,C02dan asam asetat yang dihasilkan pada atrap pengasamarL pada tahapan inilah bakteri mulai ktif memproduksi gas metana
an asam asetat yang dihasilkan
Beda ketinggian (m)
Ibrima kasih
brimakasih kepada INDF yang telah membiayai enelitian ini serta Fusat Pengembangan Energi :egional (PUSPER) UMY yang telah memberikan i,jin enggunaan Laboratorium B iomassa.
437
7 Ii+,.:
