KANDUNGAN PROTEIN KASAR DAN SERAT KASAR SLUDGE BIOGAS DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK PADA DIGESTER
SKRIPSI
OLEH:
SITI MAGHFIRAH REZKI LESTARI 1111 11 377
FAKULTAS PETERNAKAN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2017
i
KANDUNGAN PROTEIN KASAR DAN SERAT KASAR SLUDGE BIOGAS DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK PADA DIGESTER
SKRIPSI
OLEH:
SITI MAGHFIRAH REZKI LESTARI 1111 11 377
SKRIPSI SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR SARJANA PADA FAKULTAS PETERNAKAN UNIVERSITAS HASANUDDIN
FAKULTAS PETERNAKAN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2017
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb Segala puji bagi Allah SWT karena atas rahmat, taufiq dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan (S.Pt). Kemudian sholawat dan salam atas Nabi yang diutus Allah untuk menuntun semua hamba (manusia), dan keluarga serta sahabat yang mengikuti petunjuk-Nya. Dalam penulisan skripsi ini tidak sedikit hambatan dan kesulitan yang penulis hadapi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak akan terselesaikan dengan baik tanpa dukungan, motivasi, nasehat dan bantuan dari berbagai pihak. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Kedua orang tua saya ayahanda Agussalim Saleh dan ibunda Anie Asriany atas segala perhatian dan kasih sayang, bantuan materi maupun non materi yang tak ternilai harganya serta doa-doa yang senantiasa dipanjatkan. Dan pada kesempatan ini pula dengan segala keihlasan dan kerendahan hati penulis juga menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Syamsuddin Hasan., M.Sc selaku penasehat akademik yang senantiasa membimbing, memberikan motivasi, nasihat dan mengarahkan selama dalam bangku perkuliahan.
v
2. Dr. Jamila, S.Pt., M.Si sebagai pembimbing utama dan Prof. Dr. Ir. Djasmal A. Syamsu., M.Si selaku pembimbing anggota yang telah banyak meluangkan waktunya untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan nasihat serta motivasi sejak awal penelitian sampai selesainya penulisan Skripsi ini. 3. Prof. Dr. Ir. Muhammad Rusdy., M.Sc, Prof. Dr. Ir. Hj. Laily A. Rotib., MS, dan Dr. Ir. Hj. Rohmiyatul Islamiyati., MP selaku pembahas. Terima kasih atas saran, nasihat-nasihat dan dukungannya kepada penulis. 4. Dekan Prof. Dr. Ir. H. Sudirman Baco, M.Sc., Wakil Dekan I dan Wakil Dekan II serta Wakil Dekan III. 5. Prof. Dr. drh. Hj. Ratmawati Malaka, M.Sc selaku Ketua Program Studi Peternakan Universitas Hasanuddin. 6. Ibu dan Bapak Dosen tanpa terkecuali yang telah membimbing saya selama kuliah di Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin, Makassar. 7. Kepada Ibu dan Bapak Pegawai Fakultas Peternakan yang telah memberikan sumbangsih ilmu, didikan dan pelayanan akademik selama penulis berada di bangku kuliah. 8. Kepada teman penelitian, Hamsidar Yuni, Try Sukma Utamy Taufan dan Nurhudayah yang telah banyak membantu selama berada dilapangan. 9. Kepada teman-teman Sambalado Gengs Go Ana Taeyeon , Han Tamii, Lee Yuni, Nur gendu, Irma sibuk, Lee Min Hoo Thalib, Idhe alay, Jihad Babo, Sukri ganteng, Radit, Heri, Yusmar, dan Ema buncit serta Sahabat saya Anggraeni Evi Pratiwi yang mendukung dan memberikan doa, semangat, kasih sayang, saran dan dorongan kepada penulis.
vi
10. Kawan – kawan “SOLANDEVEN” dan HIMSENA
yang telah menjadi
keluarga kecil di Kampus Universitas Hasanuddin terima kasih telah menemani penulis di saat suka maupun duka selama menempuh pendidikan di bangku kuliah. 11. Teman-teman KKN PPM DIKTI UNHAS Kab. Pinrang Kec. Mattiro Sompe Desa Mattongang Tongang: Tami, Riani, Nina, Ika, Fitrah, Multazam, Ayu, Rita, Ahmad, Fian, Suaib, Abi, Rahmat, Raka, Dayat, Khalik, Nanang, Kak April, Kak Renal dan Herdi, semoga apa yang menjadi kebersamaan kita akan selalu ada untuk tetap menjadikan kita sebagai saudara. 12. Buat Andhika Kurniawan yang selalu menemani dan memberi semangat dalam menyelesaikan Skripsi ini. 13. Semua pihak yang tidak dapat penulis ucapkan satu persatu yang selalu memberikan doa kepada penulis hingga selesai penyusunan Skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, karena itu diharapkan kritik dan saran untuk perbaikan. Semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pembaca. Amiin Makassar,
Februari 2017
Siti Maghfirah Rezki Lestari
ABSTRAK
vii
Siti Maghfirah Rezki Lestari (I 111 11 377) Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge Biogas Dengan Penambahan Bahan Organik Pada Digester. Dibawah Bimbingan Jamila dan Djasmal A. Syamsu.
Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok pada bahan isian digester tehadap kandungan protein kasar dan serat kasar sludge biogas. Penelitian ini terdiri dari empat perlakuan yaitu : P1(bahan isian digester feses sapi + air), P2(bahan isian digester feses sapi + jerami padi + air), P3(bahan isian digester feses sapi + eceng gondok + air), dan P4 (bahan isian digester feses sapi + jerami padi + eceng gondok + air). Rancangan yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari 4 perlakuan dan 4 kali ulangan. Analisis statistik memperlihatkan bahwa perlakuan memberikan pengaruh yang sangat nyata (P<0,01) terhadap kandungan protein kasar dan serat kasar. Berdasarkan hasil penelitian disimpulkan bahwa penambahan bahan organik pada bahan isian digester mampu meningkatkan kandungan protein kasar dan menurunkan kandungan serat kasar sludge biogas. Penambahan eceng gondok adalah yang terbaik dibandingkan dengan perlakuan lainnya karena mampu meningkatkan kandungan protein kasar dan menurunkan kandungan serat kasar. Kata Kunci : Sludge Biogas, Protein Kasar, dan Serat Kasar
viii
ABSTRACK
Siti Maghfirah Rezki Lestari (I 111 11 377) The Content of Crude Protein and Crude Fiber of the Sludge Biogas on Digester with the Addition of Organic Material. Under the Supervision of Jamila and Djasmai A. Syamsu. The aimed o this stdy is to know the effect of the cow feces addtion of rice straw and water hyacinth on digester to crude protein and crude fiber of sludge biogas. This study consistent of four treatment, P1 (cow feces + water), P2 (cow feces + rice straw + water), P3 (cow feces + water hyacinth + water), and P4 (cow feces + rice straw + water hyacinth + water). The design of this study was complete random design (RAL), consisting of respectively 4 treatment and 4 repetitions. The statistical analysis showed that the cow feces on digester that was added with rice straw and water hyacinth significantly affected (P < 0.01) the content of crude protein and crude fiber of the sludge biogas. It was concluded that the addition of the water hyacinth to the cow feces on digester increase of the content crude protein and decreased the crude fiber of the sludge biogas. The addition of water hyacinth increased the content of the crude protein and reduced that of the crude fiber most compared to any other treatments. Key words: Sludge Biogas, Crude Protein, and Crude Fiber
ix
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN SAMPUL .................................................................................... i HALAMAN JUDUL........................................................................................
ii
PERNYATAAN KEASLIAN ..........................................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................
iv
KATA PENGANTAR .....................................................................................
v
ABSTRAK .......................................................................................................
viii
DAFTAR ISI ....................................................................................................
x
DAFTAR TABEL ............................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
xiv
PENDAHULUAN Latar Belakang .......................................................................................... Perumusan Masalah .................................................................................. Tujuan dan Kegunaan ...............................................................................
1 2 3
TINJAUAN PUSTAKA Gambaran Umum Biogas .......................................................................... Komposisi Biogas dan Kualitasnya .......................................................... Limbah Feses Ternak Sebagai Penghasil Biogas ...................................... Proses Pembentukkan Biogas dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya Kandungan Nutrisi Sludge Biogas ............................................................ Bahan Isian Digester ................................................................................. Manfaat Protein Kasar dan Serat Kasar dalam Pakan............................... Hipotesis ...................................................................................................
4 5 6 7 9 10 14 16
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................... Materi Penelitian ....................................................................................... Metode Penelitian ..................................................................................... Prosedur Pembuatan Sludge Biogas ........................................................ Analisis Bahan Kering .............................................................................. Parameter Yang Diamati ........................................................................... Analisis Statistik .......................................................................................
17 17 17 18 19 20 22
x
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Bahan Isian Digester Terhadap Kandungan Protein Kasar Sludge Biogas. ........................................................................................... Pengaruh Bahan Isian Digester Terhadap Kandungan Serat Kasar Sludge Biogas ............................................................................................
23 24
PENUTUP Kesimpulan ............................................................................................... Saran .........................................................................................................
27 27
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
28
LAMPIRAN .....................................................................................................
31
xi
DAFTAR TABEL No.
Halaman
Teks 1. Komponen Penyusun Biogas ...............................................................
6
2. Potensi Kotoran yang Dapat Memproduksi Biogas ............................
6
3. Produksi Biogas Beberapa Kotoran Ternak ........................................
7
4. Komposisi Biogas Kotoran Sapi dan campuran Kotoran Ternak dengan Sisa Pertanian ..........................................................................
11
5. Kandungan Nutrisi Jerami Padi yang Difermentasi dan Tanpa Fermentasi ...........................................................................................
12
6. Komposisi Nutrisi Eceng Gondok ......................................................
14
xii
DAFTAR GAMBAR No.
Halaman Teks 1. Diagram Alur Pembentukan Biogas ......................................................... 9 2. Jerami Padi ...............................................................................................
12
3. Eceng Gondok ..........................................................................................
13
4. Rataan Kandungan Protein Kasar pada Perlakuan P1 (Feses Sapi), P2 (Feses Sapi + Jerami Padi), P3 (Feses Sapi + Eceng Gondok), P4 (Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng Gondok) ......................................
23
5. Rataan Kandungan Serat Kasar pada Perlakuan P1 (Feses Sapi), P2 (Feses Sapi + Jerami Padi), P3 (Feses Sapi + Eceng Gondok), P4 (Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng Gondok) ......................................
25
xiii
DAFTAR LAMPIRAN No.
Halaman
Teks 1. Persentasi Perbandingan Feses Sapi, Bahan Organik dan Air Pada Sludge Biogas Berdasarkan Bahan Kering 12%..........................
32
2. Rataan Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge Biogas Dengan Penambahan Bahan Organik Pada Digester................
33
3. Hasil Analisis Sidik Ragam Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge Biogas .............................................................................
34
4. Hasil Analisis Statistik Uji Duncan Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge Biogas ............................................................
38
5. Dokumentasi .........................................................................................
40
xiv
PENDAHULUAN
Latar Belakang Biogas merupakan sumber energi alternatif yang dapat diperbarui sehingga berguna untuk membantu dalam mengatasi kebutuhan dan kelangkaan energi. Pemanfaatan biogas sebagai sumber energi juga dapat mengurangi masalah lingkungan, karena biogas menghasilkan gas metana dan gas karbondioksida yang jika tidak digunakan sebagai sumber energi justru menyebabkan efek pemanasan global (Global Warming) (Gomez et al, 2006). Kotoran ternak merupakan bahan baku sumber biogas yang tersedia dalam jumlah banyak dan pemanfaatannya belum optimal. Hampir semua jenis kotoran ternak dapat dijadikan bahan baku menghasilkan biogas, karena faktor jumlah dan ketersediaan secara terus-menerus yang dapat dimanfaatkan. Limbah peternakan seperti feses, urin dan sisa pakan ternak sapi merupakan salah satu sumber bahan yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas. Namun di sisi lain perkembangan/pertumbuhan industri peternakan menimbulkan masalah bagi lingkungan seperti menumpuknya limbah peternakan termasuknya didalamnya limbah feses sapi, sehingga perlu dijadikan sebagai bahan isian digester untuk mengoptimalkan pemanfaatannya. Biogas dapat diperoleh dari kotoran cair dari peternakan ayam, sapi, babi, sampah organik dari pasar, industri makanan dan limbah buangan lainnya. Produksi biogas memungkinkan pertanian berkelanjutan dengan sistem proses terbarukan dan ramah lingkungan. Selain kotoran ternak bahan organik lain yang dapat dimanfaatkan untuk biogas adalah eceng gondok dan jerami padi. Limbah
1
dari biogas yang biasa disebut sludge atau slurry dapat dimanfaatkan sebagai pupuk untuk tanaman yang mempunyai manfaat yang sama dengan pupuk kandang, selain itu pemanfaatan lainnya yaitu penggunaan sludge atau slurry sebagai bahan tambahan pakan ternak dan pupuk organik, walaupun bentuknya berupa lumpur. Menurut Oman (2003), kandungan unsur hara dalam sludge biogas terbilang lengkap tetapi jumlahnya sedikit sehingga perlu ditingkatkan kualitasnya dengan penambahan bahan lain yang mengandung unsur hara makro dan penambahan mikroorganisme yang menguntungkan seperti mikroba penambah nitrogen. Sludge juga mengandung lebih sedikit bakteri pathogen sehingga aman untuk digunakan sebagai pupuk. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian pengaruh penambahan bahan organik pada digester terhadap kandungan protein kasar dan serat kasar sludge biogas. Perumusan Masalah Proses akhir dari pembuatan biogas menghasilkan limbah berupa lumpur (sludge) yang penggunaannya digunakan hanya sebagai kompos dan pupuk yang langsung diaplikasikan pada lahan pertanian, sehingga perlu dilakukan analisis untuk mengetahui kandungan nutrisi yang terkandung dalam sludge yang berasal dari beberapa bahan biogas seperti feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok. Penambahan jerami padi dan eceng gondok sebagai bahan isian digester karena jerami padi mengandung serat kasar antara 35 - 40% dan protein lebih dari 9% (Syamsu, 2006), sedangkan eceng gondok memiliki kandungan protein lebih dari 11,5% (Muladi, 2001). Sehingga penting dilakukan penelitian
2
untuk mengetahui kandungan protein kasar dan serat kasar sludge biogas dari bahan isian digester feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok. Tujuan dan Kegunaan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok pada bahan isian digester terhadap kandungan protein kasar dan serat kasar sludge biogas. Kegunaan dari penelitian ini sebagai bahan infomasi mengenai bahan isian digester biogas dari feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok terhadap kandungan protein kasar dan serat kasar yang terdapat pada sludge biogas.
3
TINJAUAN PUSTAKA
Gambaran Umum Biogas Biogas adalah kumpulan gas yang timbul dari proses fermentasi bahanbahan organik yang dapat dicerna oleh mikroorganisme dalam keadaaan anaerob (Samiadi, 2003). Pada umumnya biogas terdiri atas gas metana (CH4) 50 - 70%, gas karbon dioksiada (CO2) 30 - 40%, hidrogen (H2) 5 - 10% dan gas-gas lainnya dalam jumlah yang sedikit. Biogas kira-kira memiliki berat 20% lebih ringan dibandingkan udara (Wahyuni, 2009). Menurut Sesse dan Borda (1988), biogas merupakan gas campuran metana (CH4), karbondioksida (CO2) dan gas lainnya yang di dapat dari hasil penguraian bahan organik (seperti kotoran hewan, kotoran manusia, dan tumbuhan) oleh bakteri metanogen. Untuk menghasilkan biogas, bahan organik yang dibutuhkan ditampung dalam bio-digester. Proses penguraian bahan organik terjadi secara anaerob (tanpa oksigen). Gas yang berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik (Pambudi, 2008). Menurut Kadarwati (2007), bahwa proses degradasi limbah pertanian, kotoran hewan dan manusia yang dicampur dengan air dan ditempatkan dalam tempat yang tertutup sehingga dalam kondisi anaerob akan membentuk biogas. Keadaan anaerob ini dapat terjadi secara alami. Untupk mendapatkan kondisi anaerob yang lebih baik dengan hasil biogas yang lebih banyak, perlu dilakukan secara bantuan yaitu dalam suatu digester atau unit pencerna biogas.
4
Komposisi Biogas dan Kualitasnya Menurut Price and Cheremisinoff (1981), biogas dihasilkan melalui proses fermentasi limbah organik seperti kotoran hewan. Adapun unsur-unsur yang terkandung dalam biogas yaitu gas metana (CH4), gas karbon dioksida (CO2), gas oksigen (O2), gas hidrogen sulfida (H2S), gas hidrogen (H2) dan gaskarbon monoksida (CO). Komposisi biogas yang dihasilkan sangat tergantung pada jenis bahan baku yang digunakan (Wellinger and Lindenberg, 2000). Biogas merupakan campuran dari berbagai jenis gas yang mempunyai kandungan metana dengan produksi terbesar, nilai kalor gas metana (100%) adalah 8.900 kkal/m3 (Iksan dkk, 1986). Karakteristik biogas adalah (a) biogas kira-kira memiliki berat 20% lebih ringan dibandingkan udara dan memiliki suhu pembakaran antara 650° sampai 750°C, (b) biogas tidak berbau dan berwarna yang apabila dibakar akan menghasilakn nyala api biru cerah seperti gas LPG, (c) nilai kalor gas metana adalah 20 MJ/m3 dengan efisiensi pembakaran 60% pada konvensional kompor biogas, nilai kalor rendah (LHV) (CH4) yaitu 50,1 MJ/kg dan (d) densitas (CH4) yaitu 0,717 kg/m3 (Teguh dan Asori, 2009). Biogas dihasilkan apabila bahan-bahan organik terurai menjadi senyawasenyawa pembentuknya dalam keadaan tanpa oksigen (anaerob). Proses fermentasi adalah penguraian bahan-bahan organik dengan bantuan mikroorganisme. Fermentasi anaerob dapat menghasilkan gas yang mengandung sedikitnya 50% metana (Firdaus, 2009). Komponen penyusun biogas dapat dilihat pada Tabel 1 sebagai berikut :
5
Tabel 1. Komponen Penyusun Biogas Jenis Gas Methan (CH4)
Jumlah (%) 54 -70 27 – 45
Karbondioksida (CO2) Air (H2O) Hidrogen Sulfide (H2S)
0,3 Sedikit sekali
Nitrogen (N2)
0,5 – 3
Hidrogen
5 – 10
Sumber : Firdaus, 2009
Limbah Feses Ternak Sebagai Penghasil Biogas Kotoran ternak yang telah dicampur air atau isian (slurry) di masukkan kedalam alat pembuat biogas maka akan terjadi proses pembusukan yang terdiri dari dua tahap, yaitu proses aerobik dan anaerobik. Pada proses aerobik diperlukan oksigen dan hasil prosesnya berupa karbon dioksida (CO2). Proses ini berakhir setelah oksigen dalam digester biogas habis. Selanjutnya proses pembusukan berlanjut pada tahap anaerobik dan menghasilkan gas metan yang biasa disebut biogas (Setiawan, 2004). Potensi kotoran yang dapat memproduksi biogas dari berbagai sumber kotoran dapat dilihat pada Tabel 2 sebagai berikut : Tabel 2. Potensi Kotoran yang dapat memproduksi biogas Produksi Gas Tipe Kotoran Kotoran (m3) Sapi 0,023 – 0,40 Babi
0,040 – 0,059
Peternakan Ayam
0,065 – 0,116
Manusia
0,020 - 0,028
Sumber : Teguh dan Asori, 2009.
Produksi biogas bervariasi tergantung dari jenis ternak. Produksi dari kotoran ternak dapat dilihat pada Tabel 3 sebagai berikut:
6
Tabel 3. Produksi Biogas Beberapa Kotoran Ternak Jenis kotoran Kotoran Basah Gas metan yang ternak ysng dihasilkan dihasilkan tiap Kg/Ekor ekor/liter Sapi pedaging 33-40 960-1200 Sapi perah
Gas bio yang dihasilkan tiap ekor/liter 1600-2000
20-24
700-850
1200-1400
Babi
4.5
220-290
370-490
Ayam
0,125
33-37
55-62
Sumber: Setiawan, 2004.
Limbah yang berupa feses, urine dan sisa pakan bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan kebutuhan hidup, dari pupuk organik hingga menjadi penghasil energi seperti biogas. Kotoran ternak terutama feses dan urine ternak merupakan bahan yang paling umum digunakan sebagai bahan penghasil biogas (Simamora dkk, 2006). Proses Pembentukan Biogas dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya Pada prinsipnya teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi dari sampah organik secara anaerobik oleh bakteri metan sehingga dihasilkan gas metan (Nandiyanto, 2007). Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30-55oC. Pada suhu tersebut mikroorganisme dapat bekerja secara optimal merombak bahan-bahan organik (Simamora dkk, 2006). Menurut Haryati (2006), proses pencernaan anaerobik merupakan dari reaktor biogas yaitu proses pemecahan bahan organik oleh bakteri metanogenik dan bakteri asidogenik pada kondisi tanpa udara. Bakteri ini secara alami terdapat dalam limbah yang mengandung bahan organik, seperti kotoran ternak. Bahan organik yang bisa digunakan sebagai bahan baku industri ini adalah sampah organik limbah
7
yang sebagian besar terdiri dari kotoran dan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya serta air yang cukup banyak. Menurut Wibowo (2012), ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan biogas, yaitu (a) Kelompok bakteri fermentatif: Steptococci, Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae, (b) Kelompok bakteri asetogenik: Desulfovibrio, dan (c) Kelompok bakteri metana: Mathanobacterium, Mathanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus. Dalam reaktor biogas terdapat dua jenis bakteri yang sangat berperan, yakni bakteri asam dan bakteri methan. Kedua jenis bakteri ini perlu dalam jumlah yang berimbang. Kegagalan reaktor biogas dapat dikarenakan tidak seimbangnya populasi bakteri methan terhadap bakteri asam yang menyebabkan lingkungan menjadi sangat asam (pH<7) yang selanjutnya menghambat kelangsungan hidup bakteri methan. Keasaman substrat biogas dianjurkan untuk berada pada rentang pH 6,5 – 8. Bakteri methan ini juga cukup sensitif dengan temperatur. Temperatur 35˚C diyakini sebagai termperatur optimum untuk perkembangbiakan bakteri metan. Salah satu cara menetukan bahan organik yang sesuai untuk menjadi bahan masukan sistem biogas adalah dengan mengetahui perbandingan karbon (C) dan nitrogen (N) atau disebut rasio C/N (Junus, 1987). Secara garis besar reaksi kimia proses dekomposisi anaerobik pembentukan biogas, dengan komposisi utamanya adalah gas metan yang dapat dibagi menjadi tiga tahap proses yaitu (a) Tahap pelarutan bahan-bahan organik, bahan padat yang mudah larut atau yang sukar larut akan berubah menjadi senyawa organik yang larut, (b) Tahap asidifikasi atau pengasaman, merupakan tahap terbentuknya asam-
8
asam organik dan pertumbuhan atau perkembangan sel bakteri dan (c) Tahap metagonik, merupakan tahap dominasi perkembangan sel mikroorganisme dengan spesies tertentu yang menghasilkan metan (Simamora dkk, 2006). Diagram alur proses pembentukan biogas melalui 3 tahap, dapat dilihat pada gambar 1 sebagai berikut (Haryati, 2006) :
Gambar 1. Diagram Alur Pembentukan Biogas Kandungan Nutrisi Sludge Biogas Sludge adalah limbah dari pembuangan digester biogas yang berbentuk lumpur. Sludge biasa disebut bio-slurry karena bentuknya yang bersifat lumpur dan sulit dipisahkan (Oman, 2003). Kotoran ternak yang telah hilang gasnya (sludge) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman seperti N, P dan K (Haryati, 2006).
Menurut Williams and Sandra (2011), Sludge biogas memiliki karakteristik yaitu bervariasi sesuai dengan bahan masukan dan kondisi tindakan, bahan kering rendah (biasanya antara 1-8% padatan), kadar air yang tinggi (92-99% cairan),
9
materi tercerna misalnya lignin dan puing-puing sel, dan memiliki nutrisi anorganik. Sludge biogas dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak, limbah ternak kaya akan nutrient seperti protein, lemak BETN, vitamin, mineral, mikroba dan zat lainnya (Prior et al, 1986). Sludge biogas dapat digunakan sebagai pupuk untuk tanaman yang bermanfaat sama dengan pupuk kandang yang terdiri dari pupuk padat dan pupuk cair namun sebelum penggunaan sebagai pupuk harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu. Jika dipergunakan sebagai pupuk padat sebaiknya sludge biogas melalui proses pengeringan terlebih dahulu selama ±14 hari tanpa terkena sinar matahari langsung. Penggunaannya biasa juga dikombinasikan dengan pupuk lain misalnya urea (Setiawan, 2004). Bahan Isian Digester Feses Sapi Kotoran sapi adalah limbah peternakan yang merupakan buangan dari usaha peternakan sapi yang bersifat padat dan dalam proses pembuangannya sering bercampur dengan urine dan gas seperti metana dan amoniak. Kandungan unsur hara dalam kotoran sapi antara lain nitrogen (0,29 %), P2O5 (0,17 %), dan K2O (0,35%) (Setiawan, 2004).
Komposisi biogas kotoran sapi dan campuran kotoran ternak dengan sisa pertanian dapat dilihat pada Tabel 4 sebagai berikut : Tabel 4. Komposisi Biogas Kotoran Sapi dan Campuran Kotoran Ternak dengan Sisa Pertanian Jenis Gas Biogas
10
Methan (CH4)
65,7
Campuran Kotoran Ternak dan Sisa Pertanian 54 – 70
Karbon dioksida (CO2)
27,0
45 – 27
Nitrogen (N2)
2,3
0,5 – 3,0
0
0,1
Oksigen (O)
0,1
6,0
Propena (C3H8)
0,7
-
-
Sedikit
6513
4800 – 6700
Kotoran Sapi
Karbon monoksida (CO)
Hidrogen Sulfida (H2S) Nilai Kalor (kkal/m3) Sumber : Setiawan, 2004.
Sapi
memiliki
sistem
pencernaan
khusus
yang
menggunakan
mikroorganisme dalam sistem pencernaan yang berfungsi untuk mencerna selulosa dan lignin dari rumput berserat tinggi. Oleh karena itu, pupuk sapi kandang memiliki kandungan selulosa yang tinggi sehingga nilai kalor yang dihasilkan oleh biogaspun cukup tinggi, yaitu kisaran 4800-6700 kkal/m3, untuk metana murni (100%) memiliki nilai kalori 8900 kkL/m3 (Ristianingrum, 2012). Jerami Padi Jerami padi mengandung 37.71% selulosa; 21,99% hemiselulosa; 16.62% lignin (Dewi, 2002). Selulosa dan Hemiselulosa dapat dihidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana. Hasil hidrolisis tersebut selanjutnya dapat difermentasi menjadi ethanol atau metana (Prajayana dkk, 2011).
11
Gambar 2. Jerami Padi Fermentasi biogas dapat dibuat dari berbagai residu tanaman dan sumber bahan organik, termasuk jerami dan dari setiap kg jerami dihasilkan 0,25 m3 gas metan dan residunya mengandung 38%. Jerami padi relatif sulit terkomposisi, hanya 9-16% dari produksi total terjadi dalam periode yang sama dan pada suhu yang sama. Untuk mempercepat produksi gas sebaiknya jerami padi dikomposkan terlebih dahulu (Kota, 2009). Kandungan nutrisi jerami padi yang difermentasi dan tanpa fermentasi dapat dilihat pada Tabel 5, sebagai berikut : Tabel 5. Kandungan Nutrisi Jerami Padi yang Difermentasi dan Tanpa Fermentasi. Tanpa Fermentasi Fermentasi Protein Kasar 4,31 9,11 Serat Kasar
40,3
36,52
Lemak Kasar
1,4
1,7
Sellulosa
33
26,54
Lignin
7,21
4,1
Abu
20,07
19,91
Sumber : Syamsu, 2006
12
Eceng Gondok Eceng gondok (Eichornia crassipes) merupakan tumbuhan yang hidup mengapung di air dan kadang-kadang berakar dalam tanah. Eceng gondok memiliki kemampuan tumbuh yang sangat cepat, terutama pada perairan yang mengandung banyak nutrient (Indriyanto, 2007).
Gambar 3. Eceng Gondok Menurut Soetikno dan Sastroutomo (1990), taksonomi eceng gondok sebagai berikut : Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Liliopsida
Ordo
: Commelinales
Famili
: Pontederiaceae
Genus
: Eichornia kunth
Spesies
: Eichornia crassipes
Pemanfaatan eceng gondok sebagai bahan baku biogas dikarenakan memiliki kandungan 43% hemiselulosa dan selulosa sebesar 17%. Hemiselulosa akan dihidrolisis menjadi glukosa oleh bakteri melalui proses anaerobic digestion, yang akan menghasilkan gas metan (CH4) dan karbondioksida (CO2) sebagai biogas (Indriyanto, 2007).
13
Tumbuhan mempunyai sifat-sifat yang baik antara lain, mengandung protein lebih dari 11,5% dan mengandung selulosa yang lebih tinggi besar dari non selulosanya seperti lignin, abu, lemak, dan zat-zat lain (Muladi, 2001). Eceng gondok mengandung 95% air yang menjadikannya terdiri jaringan yang berongga mempunyai energi yang tinggi terdiri dari bahan yang dapat difermentasikan dan berpotensi sangat besar menghasilkan biogas. Komposisi nutrisi eceng gondok dapat dilihat pada Tabel 6, sebagai berikut : Tabel 6. Komposisi Nutrisi Eceng Gondok Macam Analisis % Berat Kering 1) Kadar air 14.6737 Kadar abu 1)
14.4741
Kadar lemak kasar 1)
3.0330
Kadar serat kasar 1)
29.1376
Kadar protein kasar 1)
12.5475
NDF 1)
54.5456
ADF 1)
24.4633
Lignin 1)
9.3378
Sumber : 1). Astuti dkk, 2013.
Manfaat Protein Kasar dan Serat kasar dalam Pakan Sludge biogas merupakan potensi untuk dijadikan bahan baku dalam penyusunan ransum pada ternak, namun penggunaannya masih terbatas. Hal demikian disebabkan karena sludge memiliki keterbatasan yaitu kandungan serat kasar yang cukup tinggi. Pada umumnya bahan pakan yang mengandung serat kasar yang tinggi memiliki nilai kecernaan yang rendah, sehingga penggunaan sludge sebagai pakan dalam ransum menjadi terbatas. Penggunaan serat kasar yang tinggi, selain dapat menurunkan komponen yang mudah dicerna juga menyebabkan
14
penurunan aktivitas enzim pemecah zat-zat makanan, seperti enzim yang membantu pencernaan karbohidrat, protein dan lemak (Junus, 2006). Protein merupakan sumber asam amino yang terdiri dari unsur C, H, O, dan N. Protein berfungsi sebagai zat pembangun jaringan-jaringan baru, pengatur proses metabolisme tubuh dan sebagai bahan bakar apabila keperluan energi tubuh tidak terpenuhi oleh lemak dan karbohidrat (Winarno 1986). Protein tersusun dari berbagai asam amino yang masing-masing dihubungkan dengan ikatan peptida. Peptida adalah jenis ikatan kovalen yang menghubungkan suatu gugus karboksil satu asam amino dengan gugus amino asam amino lainnya sehingga terbentuk suatu polimer asam amino (Toha, 2001). Serat kasar adalah bagian dari pangan yang tidak dapat terhidrolisis oleh bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menentukan kadar serat kasar yaitu asam sulfat (H2SO4 1,25%) dan
natrium
hidroksida (NaOH 1,25%). Serat kasar
merupakan bagian dari karbohidrat dan didefinisikan sebagai fraksi yang tersisa setelah didigesti dengan larutan asam sulfat standar dan sodium hidroksida pada kondisi yang terkontrol. Pengukuran serat kasar dapat dilakukan dengan menghilangkan semua bahan yang larut dalam asam dengan pendidihan dalam asam sulfat (Piliang dan Djojosoebagio, 2002). Daya cerna serat kasar dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain kadar serat dalam pakan, komposisi penyusun serat kasar dan aktivitas mikroorganisme (Maynard et al, 2005). Kandungan protein erat hubungannya dengan kandungan serat kasar. Makin tinggi kandungan protein dari jenis bahan pakan yang sama, makin rendah kandungan serat kasarnya. Bahan yang mengandung protein juga lebih mudah
15
dicerna dibandingkan dengan bahan yang mengandung karbohidrat kasar. Bila proteinnya tinggi maka kandungan serat kasaranya rendah dan lebih mudah dicerna. Secara umum, protein lebih mudah dicerna dibandingkan dengan bahan yang lebih banyak mengandung serat kasar dan lebih rendah proteinnya (Amrullah, 2003). Hipotesis Diduga bahwa komposisi bahan isian digester feses sapi yang ditambahkan bahan organik seperti jerami padi dan eceng gondok dapat meningkatkan kandungan protein kasar dan menurunkan serat kasar sludge biogas.
16
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni sampai Oktober 2016. Penelitian terrdiri dari dua tahap, pada tahap pertama pembuatan biogas skala laboratorium di Laboratorium Valorisasi Pakan dan Limbah. Tahap kedua menganalisis kandungan protein kasar dan serat kasar sludge biogas di Laboratorium Kimia Makanan Ternak Fakultas Peternakan Universitas Hasanuddin Makassar. Materi Penelitian Alat yang digunakan pada penelitian ini meliputi erlenmeyer 900 ml sebagai digester, jergen, selang, gelas ukur, shaker, cawan porselin, neraca analitik, labu khedjal 100 ml, labu ukur 100 ml, labu destilasi, alat destilasi, alat titrasi, alat destruksi (lemari asam), erlenmeyer, sintered glass no. 1, pompa vakum, alat refluks, tanur, oven, desikator, gegep, tabung reaksi, gelas piala, rak tabung, pipet, labu penampung dan penangas listrik. Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu feses sapi, air, eceng gondok, jerami padi, sampel penelitian, H2SO4 pekat, selenium mix, aquades, indikator mix, H3BO2 2%, larutan H2SO4 0,0171 N, NaOH 30%, H2SO4 0,3 N, NaOH 1,5 N, 50oCC air panas, aceton, dan kertas label. Metode Penelitian Rancangan percobaan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan 4 kali ulangan sebagai berikut :
17
P1 = Bahan Isian Digester Feses Sapi + Air (1 : 1) P2 = Bahan Isian Digester Feses Sapi + Jerami Padi + Air (1 : 1 : 2) P3 = Bahan Isian Digester Feses Sapi + Eceng Gondok + Air (1 : 1 : 2) P4 = Bahan Isian Digester Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng Gondok + Air (1 : 1 : 1 : 3) Prosedur Pembuatan Sludge Biogas Proses pembuatan biogas pada penelitian ini menggunakan Botol Reagen (1000 ml) sebagai digester. Feses sapi, eceng gondok, jerami padi dan air dicampur sesuai perlakuan dengan perbandingan yang telah ditentukan (lampiran 1) didalam baskom lalu diaduk sampai homogen kemudian dimasukkan kedalam digester lalu ditutup rapat setelah itu diletakkan diatas Shaker dengan suhu 37oC, kemudian selang yang berada pada botol digester disambung ke jergen yang berisi air untuk menentukkan volume gas biogas yang dihasilkan. Setelah 21 hari, selanjutnya digester dibuka dan bahan isian tersebut diambil untuk dianalisis kandungan protein kasar dan serat kasar. Penentuan perbandingan feses sapi, bahan organik dan air dalam digester dihitung berdasarkan bahan kering (Saubolle, 1978), dengan menggunakan rumus sebagai berikut : Ukuran digester x A =a 100% a x 100% =b BK sampel Ukuran digester – b = c
18
Keterangan : A
= presentasi campuran yang diinginkan (12%)
a
= hasil perhitungan awal
b
= jumlah banyaknya bahan (g)
c
= jumlah banyaknya air yang dicampurkan dengan bahan
Analisis Bahan Kering Untuk menentukan kadar bahan kering, maka terlebih dahulu dilakukan analisa kadar air dari bahan isian digester, adapun metode kerjanya dimulai dari memanaskan cawan porselin yang bersih di dalam oven pada suhu 105oC selama 24 jam kemudian didinginkan kedalam desikator selama 30 menit dan ditimbang (a gram). Setelah itu, sampel sebanyak ± 1 gram di masukkan kedalam cawan porselin dan ditimbang bersama-sama (b gram). Kemudian, sampel dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC selama 24 jam dan setelah kering didinginkan dalam desikator dan ditimbang kembali (c gram). Hasil pengamatan dihitung berdasarkan rumus, sebagai berikut : c–a Kadar Air =
x 100% b
Kadar Bahan kering = 100 % - Kadar Air Keterangan : a = berat cawan kosong (a gram) b = berat cawan + sampel sebelum dioven (b gram) c = berat cawan + sampel setelah dioven (c gram)
19
Parameter yang Diamati Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah kandungan protein kasar dan serat kasar : 1. Analisis Protein Kasar (PK) melalui metode Kjeldhal (AOAC, 1980) Prinsipnya adalah sampel ditimbang sebanyak ± 0,5 gram, kemudian dimasukkan kedalam labu kjeidahl 100 ml. Ditambahkan 1 gram campuran selenium dan 25 ml H2SO4 pekat (teknis) dan dikocok hingga seluruh sampel terbasahi oleh H2SO4 kemudian didestruksi (kedalam lemari asam) diatas alat penangas listrik hingga jernih hingga larutan menjadi jernih dan berwarna hijau kekuning-kuningan. Selanjutnya sampel didinginkan dan dituang dalam labu ukur 100 ml dan dibilas dengan aquades selanjutnya diencerkan dengan aquades sampai tanda garis. Kemudian memipet sampai 5 ml ke dalam labu destilasi dan ditambahkan dengan 15 ml larutan NaOH 30% dan 100 ml aquades. Kemudian labu penampung yang terdiri dari 10 ml H3BO3 2% ditambah dengan 3 tetes inidkator campuran dalam Erlenmeyer 100 ml. Suling hingga volume penampung menjadi 50 ml. Bilas ujung penyuling dengan air suling kemudian penampung bersama isinya dititrasi dengan larutan H2SO4 0,0171 N sampai terjadi perumbahan warna yang ditandai dengan terjadinya perubahan pada labu penampung N Kadar protein kasar dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : Kadar Protein Kasar =
V x N x 0,014 x 6,25 x P x 100% Berat Sampel (gram)
20
Keterangan : V
= Volume Titrasi Sampel
N
= Nomalitas H2SO4
P
= Faktor Pengencer
6,25
= Faktor Konversi Protein
0,014 = Berat Atom Nitrogen 2. Analisis Serat Kasar (SK) Analisis serat kasar dengan cara sampel sebanyak 1 gr sampel ditimbang, kemudian dimasukkan kedalam labu Erlenmeyer 500 ml dan ditambahkan 30 ml H2SO4 0,3 N direfluks selama 30 menit. Ditambahkan 15 ml NaOH 1,5 N kemudian direfluks selama 30 menit dan disaring dengan menggunakan sintered glass no. 1 sambil diisap dengan pompa vakum. Lalu dicuci dengan menggunakan 50 cc air panas, 20 ml H2SO4 0,3 N, 50 ccc air panas dan 15 aceton. Kemudian dikeringkn didalam oven pada suhu 105oC selama 8 jam lalu didinginkan dalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (a gram). Kemudian ditanur selama 3 jam lalu dimasukkan kedalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (b gram). Kadar serat kasar dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : a-b Kadar Serat Kasar =
x 100% Berat sampel
Keterangan : a = berat sampel setelah oven b = berat sampel setelah tanur 21
Analisis Statistik Data yang diperoleh adalah dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan 4 kali ulangan. Perlakuan yang berpengaruh nyata, dilanjutkan dengan Uji Duncan (Gasperz, 1991). Dengan rumus matematika sebagai berikut : Yij = µ + τi + ɛij Keterangan : Yij
= Hasil pengamatan dari perlakuan ke – i dengan ulangan j
µ
= Rata-rata umum (nilai tengah pengamatan)
τi
= Pengaruh perlakuan ke – i (i = 1, 2, 3, 4)
ɛij
= Galat percobaan dari perlakuan ke-i pada pengamatan ke-j (j = 1, 2, 3, 4)
22
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Bahan Isian Digester Terhadap Kandungan Protein Kasar Sludge Biogas Protein merupakan zat organik yang tersusun dari unsur karbon, nitrogen, oksigen dan hidrogen (Winarno, 1986). Kandungan protein kasar sludge biogas bahan isian digester feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok dapat dilihat pada Gambar 4.
14.00 12.00
PROTEIN KASAR
%
12.84 11.08
10.57
P1
P2
11.59
10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 P3
P4
Gambar 4. Rataan Kandungan Protein Kasar pada Perlakuan P1 (Feses Sapi), P2 (Feses Sapi + Jerami Padi), P3 (Feses Sapi + Eceng Gondok), P4 (Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng Gondok)
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan memberikan pengaruh yang sangat nyata (P<0,01) terhadap kandungan protein kasar. Uji Duncan menunjukkan bahwa perlakuan P3 (Feses sapi + Eceng Gondok) berbeda dengan P1, P2 dan P4 (Lampiran 2), sedangkan pada perlakuan P1 dan P4 tidak berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan eceng gondok pada digester sebagai bahan isian lebih baik jika dibandingkan dengan jerami padi, ini disebabkan karena kandungan protein kasar eceng gondok lebih banyak dari jerami padi. Menurut Astuti, dkk (2013) menyatakan bahwa kandungan protein kasar
23
eceng gondok 12,55%. Sedangkan menurut Syamsu (2006) menyatakan bahwa kandungan protein kasar eceng gondok tanpa fermentasi 4,31% dan fermentasi 9,11%. Pada Gambar 4, terlihat bahwa kandungan protein kasar pada perlakuan P3 lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Hal ini memberikan indikasi bahwa penambahan eceng gondok pada feses sapi mampu meningkatkan kandungan protein kasar sludge biogas dibandingkan jika tanpa penambahan jerami padi dan eceng gondok. Tingginya kandungan protein kasar dalam sludge biogas yang ditambahkan bahan organik disebabkan karena bahan organik
yang
ditambahkan merupakan bahan makanan yang dibutuhkan mikroorganisme pembentuk gas sehingga dapat mempengaruhi kandungan protein kasar sludge biogas. Ini juga menunjukkan bahwa proses fermentasi dalam digester mampu meningkatkan kandungan protein kasar bahan organik dan jerami padi. Pengaruh Bahan Isian Digester Terhadap Kandungan Serat Kasar Sludge Biogas Serat kasar adalah bagian dari pangan yang tidak dapat terhidrolisis oleh bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menentukan kadar serat kasar yaitu asam sulfat (H2SO4 1,25%) dan
natrium
hidroksida (NaOH 1,25%) (Piliang dan
Djojosoebagio, 2002). Kandungan serat kasar sludge biogas bahan isian digester feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok dapat dilihat pada Gambar 5.
24
SERAT KASAR 40.00 38.00
% 39.00 36.92
36.00
34.76
34.00
32.95
32.00 30.00 28.00 P1
P2
P3
P4
Gambar 5. Rataan Kandungan Serat Kasar pada Perlakuan P1 (Feses Sapi), P2 (Feses Sapi + Jerami Padi), P3 (Feses Sapi + Eceng Gondok), P4 (Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng Gondok)
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa sludge biogas dari bahan isian digester yang ditambahkan bahan organik berpengaruh sangat nyata (P<0,01) terhadap kandungan serat kasar. Uji Duncan menunjukkan bahwa ada perbedaan yang nyata antara P1, P2, P3 dan P4 (Lampiran 2). Hal ini menunjukkan bahwa penambahan bahan organik pada digester mampu menurunkan kandungan serat kasar sludge biogas. Hal ini disebabkan rendahnya kandungan serat kasar pada eceng gondok. Hal ini sesuai pendapat Astuti, dkk (2013) bahwa kandungan serat kasar pada eceng gondok yaitu 29,14%. Gambar 5 menunjukkan bahwa perlakuan yang terendah adalah P3 (feses sapi + eceng gondok). Hal ini menujukkan bahwa penambahan eceng gondok pada digester mampu meningkatkan kualitas sludge biogas karena semakin menurunnya kandungan serat kasar maka semakin bagus kualitas suatu bahan pakan. Hal ini sesuai pendapat Maynard, dkk (2005) menyatakan bahwa kadar serat kasar terlalu tinggi dapat mengganggu pencernaan zat lain.
25
Sludge biogas dari digester yang ditambahkan bahan organik mampu menurunkan kandungan serat kasar dibandingkan dengan yang tidak ditambahkan bahan organik. Hal ini disebabkan karena adanya proses dekomposisi yang dilakukan oleh mikroorganisme. Hal ini sesuai pendapat Simamora, dkk (2006) bahwa dalam pembentkan biogas terjadi dekomposisi oleh mikroorganisme dengan tiga tahap, yaitu : (a) Tahap pelarutan bahan-bahan organik, bahan padat yang mudah larut atau yang sukar larut akan berubah menjadi senyawa organik yang larut, (b) Tahap asidifikasi atau pengasaman, merupakan tahap terbentuknya asamasam organik dan pertumbuhan atau perkembangan sel bakteri dan (c) Tahap metagonik, merupakan tahap dominasi perkembangan sel mikroorganisme dengan spesies tertentu yang menghasilkan metan.
26
PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan hasil dan pembahasan dari penelitian maka dapat ditarik kesimpulan bahwa : 1. Penambahan bahan organik pada bahan isian digester mampu meningkatkan kandungan protein kasar sludge biogas. 2. Penambahan bahan organik pada bahan isian digester mampu menurunkan kandungan serat kasar sludge biogas. 3. Penambahan eceng gondok adalah yang terbaik dibandingkan dengan perlakuan lainnya karena mampu meningkatkan kandungan protein kasar dan menurunkan kandungan serat kasar. Saran Perlu dilakukan pengujian lebih lanjut untuk memperbaiki kualitas sludge biogas dari bahan isian digester yang ditambahkan eceng gondok sebagai pakan atau pupuk untuk hijauan pakan.
27
DAFTAR PUSTAKA
Amrullah, I. K. 2003. Nutrisi Ayam Broiler. Satu Gunung Budi. Bogor. AOAC. 1980. Official Method of Analysis. 12th ed Association of Official Analytical Chemist. Washington DC. Astuti, N., Soeprobowati, T.R., dan Budiyono. 2013. Potensi Eceng Gondok (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms Rawapening Untuk Biogas Dengan Variasi Campuran Kotoran Sapi. Workshop Penyelamatan Ekosistem Danau Rawapening. KLH dan UNDIP. Semarang. Dewi, K.H., 2002. Hidrolisis Limbah Hasil Pertanian Secara Enzimatik. Akta Agrosia, Vol. 5 Hal. 67-71. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknologi Industri. Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Surabaya. Firdaus I. U., 2009. Energi Alternatif Biogas. http://www.migas Indonesia. com/index.php. Di akses 7 Oktober 2015. Gaspersz, V. 1991. Metode Perancangan Percobaan. Armico Areas. Bandung. Gomez X, Cuetos M J, Cara J, Moran A and Garcia A.I. 2006. Anaerobic codigestion of primary sludge and the fruit and vegetable fraction of the municipal solid wastes – conditions for mixing and evaluation of the organic loading rate, Renewable Energy. Haryati, T. 2006. Biogas: Limbah Peternakan yang Menjadi Sumber Energi Alternatif. Wartazoa. Vol. 16 : 160 – 169. Balai Penelitian Ternak. Bogor. Iksan, Diyono dan Handayani, D. 1986. Teknik Pembuatan Gas Bio dari Sampah. Fakultas Teknik. UNPID. Semarang. Indriyanto, R. 2007. Pemanfaatan Eceng Gondok Sebagai Energi Alternatif Biogas. Fakultas Pertanian. Universitas Sultan Ageng Tirtyasa. Jakarta Junus, M. 1987. Teknik Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio. Gama-Press. Yogyakarta. . 2006. Teknik Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio. DTC. Institut Teknik Bogor. Bogor. Kadarwati, S. 2007. Studi Pembuatan Biogas dari Kotoan Kuda dan Sampah Organik Skala Laboratorium. -http://www. litbang. esdm. go.id/ litbang/ biogas. doc. Di akses pada 7 Oktober 2015.
28
Kota, P. R. 2009. Pengembangan Teknologi Biogas Dengan Pemanfaatan Kotoran Ternak dan Jerami Padi Sebagai Alternatif Energi Pedesaan. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Maynard, L. A., J. K Loosil, H. F. Hintz and Warner, R. G. 2005. Animal Nutrition. (7th Edition) McGraw-Hill Book Company. New York, USA. Muladi, S. 2001. Kajian Eceng Gondok sebagai Bahan Baku Industri dan Penyelamat Lingkungan Hidup di Perairan. Prosiding Seminar Nasional IV. Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI). Samarinda. Nandiyanto, A. B. 2007. Biogas Sebagai Peluang Pengembangan Energi Alternatif. Jurnal Energi Alternatif. Oman. 2003. Kandungan Nitrogen (N) Pupuk Organik Cair Dari Hasil Penambahan Urine Pada Limbah (Sludge) Keluaran Instalasi Gas Bio Dengan Masukan Feces Sapi. Skripsi Jurusan Ilmu Produksi Ternak. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Pambudi, N. A. 2008. Pemanfaatan Biogas Sebagai Energi Alternatif. www.dikti.org. Di akses pada 10 Februari 2016. Piliang, W. G dan Djojosoebagio, S. 2002. Fisiologi Nutrisi: Edisi Edisi. IPB Press. Bogor. Prajayana, F. I., Romli, M dan Suprihatin. 2011. Kajian Konversi Limbah Padat Jerami Padi Manjadi Biogas. Tesis. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Price, E. C and Cheremisinoff, P. N. 1981. Biogas Production and Utilization. Ann Arbor Science Publishers Inc. United States of America. Prior R, L,. Hashimoto A, G,. Crouse J, D and Dikeman M, E. 1986. Nutritional value of anaerobically fermented beff cattle wastes as a feed ingredient for livestock: growth and carcass traits of beef cattle and sheep fed fermentor biomass in Agricultural wastes. Ristianingrum, N. 2012. Pemanfaatan Kotoran Ternak Sebagai Penghasil Biogas. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan. Universitas Muhammadiyah Metro. Lampung. Samiadi. 2003. Teknologi Pengolahan Kulit dan Hasil Sisa Peternakan. Penerbit Universitas Mataram. Mataram. Saubolle, S.J. 1978. Fuel Gas from Cowdung. UNICEF. Sahayogi Press. Kathmandu. Nepal.
29
Sesse, L & Borda. 1988. Biogas Plants. A Publication of the Deutsches fur Entwicklungstechnologien. Gate in: Deutsche Gesellschaft fur Technische Zusammenarbeit (GTZ). Setiawan, A. I. 2004. Memanfaatkan Kotoran Ternak. Penebar Swadaya. Jakarta. Simamora, S., Salundi., Wahyuni, S dan Sirajuddin. 2006. Membuat Biogas Pengganti Bahan Bakar Minyak dan Gas Dari Kotoran Ternak. PT. Agromedia Pustaka. Jakarta. Soetikno. S dan Sastroutomo. 1990. Ekologi Gulma. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. Syamsu, J. A. 2006. Analisis Potensi Limbah Tanaman Pangan Sebagai Sumber Pakan Ternak Ruminansia di Sulawesi Selatan. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Teguh, WW dan Asori, A. 2009. Pembuatan Biogas. Balai Besar Pengembangan Makanisasi Pertanian. Departemen Pertanian. Serpong. Toha, A. H. 2001. Biokimia: Metabolisme Biomolekul. Bandung: Alfabeta. Wahyuni, S. 2009. Biogas. Penerbit Swadaya. Jakarta. Wellinger, A. and A. Lindeberg. 2000. Biogas Upgrading and Utilization–IEA Bioenergy. Task 24. International Energy Association. France. Wibowo, D. 2012. Potensi Biogas Kabupaten Lampung Tengah. http://www.kamase.org/?p=548. Di akses pada 7 Oktober 2015. Williams, J and E. Sandra. 2011. Digestates: Characteristics, Inaugural Processing and Utilisation. Hal. 1–33. Bio-Methane Regions Event Training the Trainers. University of Glamorgan. South Wale. Winarno F, G. 1986. Kimia Pangan dan Gizi I. Jakarta: PT. Gramedia.
30
LAMPIRAN
31
Lampiran 1. Persentasi Perbandingan Feses Sapi, Bahan Organik dan Air pada Sludge Biogas Berdasarkan Bahan Kering 12%. 1000 X BK Perlakuan 100 (a) X 100 BK Bahan Isian 1000 – Jumlah Bahan isian
= ............ (a) = Jumlah Bahan Isian = Jumlah Air
a. Feses Sapi 1000 X 12 % 100 120 X 100 78,95 1000 – 152
= 120 = 152 = 848
b. Jerami Padi 1000 X 12 % 100 120 X 100 70,17 1000 – 171,02
= 120 = 171,02 = 828,98
c. Eceng Gondok 1000 X 12 % 100 120 X 100 89,83 1000 – 133,58
= 120 = 133,58 = 866,42
32
Lampiran 2. Rataan Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge Biogas Dengan Penambahan Bahan Organik Pada Digester. Parameter Perlakuan P1 P2 P3 P4 bc c a Protein Kasar (%) 11,08 10,57 12,84 11,59b Serat Kasar (%)
39,00a
34,76c
33,95d
36,92b
Keterangan : Superskrip yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan bahwa berpengaruh sangat nyata (P<0,01) pada protein kasar dan serat kasar.
33
Lampiran 3. Hasil Analisis Sidik Ragam Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge Biogas.
1. Protein Kasar Perlakuan
Kelompok K2 K3
K1 11,40 10,34 12,72 11,71
P1 P2 P3 P4
11,19 10,45 13,47 11,14
11,07 10,14 12,53 11,80
K4 10,65 11,34 12,65 10,71
Total
Rata-rata
44,31 42,27 51,37 45,36
11,08 10,57 12,84 11,34
Rata-rata
11,46
A. Derajat Bebas (DB) db total = Ʃn – 1 = 16 – 1 = 15 db perlakuan = i – 1 = 4 – 1 = 3 db galat = i (j – 1 ) = 4 (4 – 1) = 4 x 3 = 12 B. Faktor Koreksi (FK) FK
= (Yij)2 ixj
= (183,31)2 = 33602,56 = 2100,16 4x4 16
C. Jumlah Kuadrat (JK) ➢ JK total
= Ʃ (Yij)2 – FK = ((11,40)2 + (11,19)2 + (11,07)2 + (10,65)2 + (10,34)2 + (10,45)2 + (10,14)2 + (11,34)2 + (12,72)2 + (13,47)2 + (12,53)2 + (12,65)2 + (11,71)2 + (11,14)2 + (11,80)2 + (10,71)2) – 2100,16 = ((129,96) + (125,21) + (122,54) + (113,42) + (106,91) + (109,20) + (102,82) + (128,60) + (161,80) + (181,44) + (157,00) + (160,02) + (137,12) + (124,10) + (139,24) + (114,70)) – 2100,16 = 2114,11 – 2100,16 = 13,94
➢ JK perlakuan
= (Ʃ(Ʃyij)2 – FK i = (44,31)2 + (42,27)2 + (51,37)2 + (45,36)2 – 2100,16 4 = (1963,38) + (1786,75) + (2638,88) + (2057,53) – 2100,16 4
34
= 8446,53 - 2100,16
4 = 2111,63 – 2100,16 = 11,47 ➢ JK galat
= JK total – JK perlakuan = 13,94 – 11,47 = 2,47
D. Kuadrat Tengah (KT) ➢ KT perlakuan
= JK perlakuan db perlakuan = 11,47 = 3,82 3
➢ KT galat
=
JK galat db galat = 2,47 = 0,20 12
E. F Hitung ➢ F hit perlakuan
= KT perlakuan KT galat = 3,82 = 19,1 0,20
Tabel Sidik Ragam (ANOVA) SK
DB
JK
KT
F Hitung
Perlakuan Galat Total
3 12 15
11,47 2,47 13,94
3,82 0,20
19,1
F Tabel 0,05 0,01 3,49 5,95
35
2. Serat Kasar Perlakuan
Kelompok K2 K3
K1 39,60 35,60 32,78 36,66
P1 P2 P3 P4
38,41 34,27 32,83 36,72
K4
38,75 33,93 32,87 38,14
39,22 35,25 33,31 36,16
Total
Rata-rata
155,98 139,05 131,79 147,68
38,99 34,76 32,95 36,92 35,90
Rata-rata A. Derajat Bebas (DB) db total = Ʃn – 1 = 16 – 1 = 15 db perlakuan = i – 1 = 4 – 1 = 3 db galat = i (j – 1 ) = 4 (4 – 1) = 4 x 3 = 12 B. Faktor Koreksi (FK) FK
= (Yij)2 ixj
= (574,50)2 = 330050,25 = 20628,14 4x4 16
C. Jumlah Kuadrat (JK) ➢ JK total
= Ʃ (Yij)2 – FK = ((39,60)2 + (38,41)2 + (38,75)2 + (39,22)2 + (35,60)2 + (34,27)2 + (33,93)2 + (35,25)2 + (32,78)2 + (32,83)2 + (32,871)2 + (33,31)2 + (36,66)2 + (36,72)2 + (38,14)2 + (36,16)2) – 20628,14 = ((1568,16) + (1475,33) + (1501,56) + (1538,21) + (1267,36) + (1174,43) + (1151,24) + (1242,56) + (1074,53) + (1077,81) + (1080,44) + (1109,56) + (1343,96) + (1348,36) + (1454,66) + (1307,55)) – 20628,14 = 20715,15– 20628,14 = 87,57
➢ JK perlakuan = (Ʃ(Ʃyij)2) – FK i = (155,98)2 + (139,05)2 + (131,79)2 + (147,68)2 – 20628,14 4 =(24329,76) + (19334,90) + (17368,60) + (21809,38) – 20628,14
4 = 82842,65 - 20628,14 4
36
= 20710,66 – 20628,14 = 82,52 ➢ JK galat
= JK total – JK perlakuan = 87,57 – 82,52 = 5,05
D. Kuadrat Tengah (KT) ➢ KT perlakuan
= JK perlakuan db perlakuan = 82,52 = 27,51 3
➢ KT galat
=
JK galat db galat = 5,05 = 0,42 12
E. F Hitung ➢ F hit perlakuan
= KT perlakuan KT galat = 27,51 = 65,5 0,42
Tabel Sidik Ragam (ANOVA) SK
DB
JK
KT
F Hitung
Perlakuan Galat Total
3 12 15
82,52 5,05 87,57
27,51 0,42
65,5
F Tabel 0,05 0,01 3,49 5,95
37
Lampiran 4. Hasil Analisis Statistik Uji Duncan Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge Biogas 1. Protein Kasar Univariate Analysis of Variance Between-Subjects Factors Value Label perlakuan
N
1
P1
4
2
P2
4
3
P3
4
4
P4
4
Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable:protein kasar Type III Sum of Squares
Source
df
Mean Square
Corrected Model Intercept perlakuan Error
11.474a 2100.160 11.474 2.473
3 1 3 12
Total
2114.107
16
13.948
15
Corrected Total
3.825 2100.160 3.825 .206
F 18.556 1.019E4 18.556
Sig. .000 .000 .000
a. R Squared = ,823 (Adjusted R Squared = ,778) Post Hoc Tests perlakuan Homogeneous Subsets protein kasar Duncan Subset perlakuan
N
1
2
P2
4
10.5675
P1
4
11.0775
P4
4
P3
4
Sig.
3
11.0775 11.3400 12.8425
.138
.429
1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on observed means. The error term is Mean Square(Error) = ,206.
38
2. Serat Kasar Univariate Analysis of Variance Between-Subjects Factors Value Label perlakuan
N
1
P1
4
2
P2
4
3
P3
4
4
P4
4
Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable:serat kasar Type III Sum of Squares
Source
df
Mean Square
Corrected Model 82.542a 3 Intercept 20628.859 1 perlakuan 82.542 3 Error 5.071 12 Total 20716.472 16 Corrected Total 87.613 15 a. R Squared = ,942 (Adjusted R Squared = ,928)
27.514 20628.859 27.514 .423
F 65.110 4.882E4 65.110
Sig. .000 .000 .000
Post Hoc Tests perlakuan Homogeneous Subsets serat kasar Duncan perlakua n
Subset N
1
2
3
4
P3 4 32.9475 P2 4 34.7625 P4 4 36.9225 P1 4 38.9950 Sig. 1.000 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on observed means. The error term is Mean Square(Error) = ,423.
39
40
Lampiran 5. Dokumentasi
Keterangan : Proses Pengambilan Bahan Isian Digester
Keterangan: Proses Pembuatan Sludge Biogas
41
Keterangan : Proses Analisis Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar
42
RIWAYAT HIDUP
Siti Maghfirah Rezki Lestari, lahir di Ujung Pandang pada tanggal 04 April 1993, sebagai anak pertama dari enam bersaudara dari pasangan drs. Ir. Agussalim Saleh. SH., M.Si dan Ir. Anie Asriany M.Si. Jenjang pendidikan formal yang pernah ditempuh adalah TK Dharma Wanita Unhas Makassar, lulus pada tahun 1998, dan melanjutkan Sekolah
di SD Inpres Kampus Unhas Makssar, lulus pada tahun 2005 dan
melanjutkan Sekolah SMP Negeri 12 Makassar, lulus tahun 2008. Kemudian malanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 9 Makassar, lulus pada tahun 2011. Setelah menyelesaikan SMA, penulis diterima di Perguruan Tinggi Negeri (PTN) melalui Jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) di Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin, Makasssar. Hingga akhirnya lulus Pendidikan Sarjana (S1) Program studi Peternakan, Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin Makassar pada Tahun 2017.
43
