LEMBAR PERSETUJUAN Jurnal yang berjudul: Pengaruh Campuran Kotoran Sapi Dengan Ampas Tahu Sebagai Bahan Bakar Alte rnatif (Biogas)
Oleh Sule man Naniu NIM. 431 410 080 Pembimbing I
Pe mbimbing II
Dr. Jusna Ahmad, M.Si
Yuliana Retnowati, S.Si., M.Si
NIP. 196204061987032 003
NIP. 19770717 200604 2 001 Mengetahui Ketua Jurusan Biologi
Dr. Lilan Dama, S,Pd. M, Pd NIP. 19770111 200212 2 001
1
Pengaruh Campuran Kotoran Sapi Dengan Ampas Tahu Sebagai Bahan Bakar Alternatif (Biogas) Suleman Naniu 1 , Jusna Ahmad2 , Yuliana Retnowati3 Program Studi Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Gorontalo Email:
[email protected] 1
Abstrak: Suleman Naniu. Skripsi. “Pengaruh Campuran Kotoran Sapi Dengan Ampas Tahu Sebagai Bahan Bakar Alternatif (Biogas). Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Univesitas Negeri Gorontalo. Pembimbing I Dr. Jusna Ahmad, M.Si, Pembimbing II Yuliana Retnowati, S.Si., M.Si Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh campuran kotoran sapi dengan ampas tahu terhadap volume gas yang dihasilkan. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif dengan metode eksperimen dan rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL). Terdiri dari lima perlakuan dan empat kali ulangan yakni perlakuan A kotoran sapi, perlakuan B ampas tahu, perlakuan C (1:1), perlakuan D (1:2), dan perlakuan E (2:1). Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan volume gas yang dihasilkan pada masing-masing perlakuan dimana, kotoran sapi menghasilkan volume gas yang paling besar dibandingkan dengan perlakuan yang lain, dan yang paling rendah dalam menghasilkan volume gas adalah pada variasi campuran 1:1 yaitu pada perlakuan C. Data hasil peneliti juga menunjukkan bahwa perlakuan dengan campuran/perbandingan kotoran sapi lebih banyak yaitu dengan variasi 2:1 menghasilkan gas yang lebih banyak dibandingkan dengan perlakuan lain. Untuk pengujian hipotesis maka digunakan Analisis varians (ANAVA). Dari hasil analisis statistik menunjukkan bahwa pemberian ampas tahu dengan rasio 1:1, 1:2, dan 2:1 masingmasing tidak memberikan pengaruh terhadap volume gas yang dihasilkan. Hal ini ditunjukkan melalui hasil signifikansi terhadap volume gas yang dihasilkan pada analisis data yang sudah dilakukan dengan menggunkan uji ANAVA dengan nilai (0,058). > α 0,05. Kata Kunci : Potensi, Kotoran Sapi, Ampas Tahu, Biogas.
1
Suleman naniu Mahasiswa Jurusan Biologi Dr. Jusna Ahnad, M.Si Dosen Jurusan Biologi Selaku Pembimbing 1 3 Yuliana Retnowati, S.Si,. M.Si Dosen Jurusan Biologi Selaku Pembimbing 2 2
2
PENDAHULUAN Bahan bakar merupakan suatu permasalahan yang banyak mendapat perhatian masyarakat karena disebabkan oleh persediaannya yang semakin menipis. Bahan bakar tersebut seperti minyak bumi, batu bara, dan gas alam. Hal ini berpengaruh terhadap kebutuhan bahan bakar oleh masyarakat yang menggunakannya. Maka perlu difikirkan untuk penyediaan bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar minyak. Salah satu bahan bakar alternatif adalah biogas. Biogas adalah gas produk akhir pecernaan atau degradasi anaerobik bahan bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam lingkungan bebas oksigen atau udara. Bahan bakar alternatif ini bisa bermanfaat bagi masyarakat pada umumnya, terutama dalam hal memasak, penerangan dan sebagainya. Adapun keuntungan dari bahan bakar alternatif ini adalah dapat menghasilkan energi yang dapat digunakan untuk kebutuhan sehari-hari, dapat mengurangi kadar bakteri pathogen yang terdapat dalam kotoran yang dapat menyebabkan penyakit apabila kotoran tersebut ditimbun begitu saja, dan paling utama adalah dapat mengurangi permasalahan penanggulangan sampah kotoran menjadi sesuatu yang bermanfaat. (Subekti, 2011). Bahan bakar alternatif dapat diperoleh dari limbah rumah tangga, kotoran dari peternakan ayam, sapi, babi, sampah organik dari pasar, industri makanan dan sebagainya. Salah satu kotoran yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar alternatif adalah kotoran sapi. Kotoran sapi merupakan limbah peternakan yang seringkali menimbulkan dampak lingkungan, misalnya bau busuk yang menyengat, sehingga dapat mengganggu masyarakat sekitar. Pemanfaatan kotoran sapi selama ini hanya diolah menjad i pupuk kompos. Hal ini sejalan dengan penelitian Mayasari, dkk. (2010) yang mengatakan bahwa pemanfaatan kotoran sapi masih belum optimal. Untuk itu perlu diusahakan pemanfaatan kotoran sapi tersebut menjadi bentuk lain yang lebih bermanfaat, misalnya diubah menajdi biogas. Bahan dasar untuk kotoran sapi mudah didapat di Gorontalo, disamping itu kotoran sapi mengandung berbagai bahan organik seperti selulosa, hemiselulosa, lignin, protein, dan lemak yang merupakan bahan dasar produksi biogas (Wijayanti, 2012). Bahan dasar lain yang bisa digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk pembuatan biogas adalah ampas tahu. Ampas tahu yang berasal dari pabrik pengolahan tahu yang mengandung sebagian besar unusur-unsur yang berpotensi dalam hal penghasilan biogas, diantaranya adalah selulosa, hemiselulosa, lignin dan bahan ekstraktif seperti protein, lemak, dan karbohidrat yang cukup tinggi. Maka ampas tahu ini memenuhi syarat sebagai bahan baku biogas. Nurandani, dkk. (2007) mengatakan bahwa biogas mulai terbentuk pada umur isian bahan 2 sampai 5 hari kemudian produksi terus meningkat sampai umur 7 sampai 16 hari dan mulai berkurang sampai akhirnya tidak terdapat penambahan biogas lagi atau mencapai kondisi statis. Produksi biogas kumulat if yang memberikan hasil tertinggi selama 21 hari pengamatan. METODE PENELITIAN Tempat Dan Waktu Penelitian Penelitian ini akan dilaksanakan di Green House Jurusan Biologi Fakultas Matematika Dan IPA Universitas Negeri Gorontalo. Waktu penelitian yang diperlukan yaitu 3 bulan, dari persiapan sampai penyusunan laporan akhir.
3
Sampel Penelitian Sampel dalam penelitian ini adalah bahan bakar alternatif (biogas) yang berasal dari kotoran sapi basa yang diambil di kandang peternakan sapi di Jln. Tondano Kel. Tapa Kota Utara, sedangkan untuk ampas tahu diambil di pabrik tahu di Jln. Gelatik Kelurahan Moodu Kota Selatan. Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen. Dengan desain rancangan yang akan digunakan adalah desain Rancangan Acak Lengkap (RAL). Perlakuan dalam penelitian ini terdiri dari 5 perlakuan, dan 4 kali ulangan. Perlakuan A (Kotoran sapi) diberikan kotoran sapi sebanyak 3 kg, ditambahkan starter 0,5 kg Perlakuan B (Ampas tahu) diberikan ampas tahu sebanyak 3 kg, ditambahkan starter 0,5 kg. Perlakuan C (1:1) diberikan 1,5 kg kotoran ternak sapi dan 1,5 kg ampas tahu ditambahkan 0,5 kg starter , sehingga volume akhir menjadi 3,5 kg. Perlakuan D (1:2) diberikan 1 kg kotoran ternak sapi dan 2 kg ampas tahu ditambahkan 0,5 kg starter , sehingga volume akhir menjadi 3,5 kg. Perlakuan E (2:1) diberikan 2 kg kotoran ternak sapi dan 1 kg ampas tahu ditambahkan 0,5 kg starter, sehingga volume akhir menjadi 3,5 kg. Variabel yang Diamati Variabel bebas (X) yaitu subsrat kotoran sapi, limbah ampas tahu dan campuran keduanya. Variabel terikat (Y) yaitu volume gas yang dihasilkan. Alat dan Bahan Peralatan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah 2 buah kaleng (thiner dan cat) dengan ukuran yang masing-masing 5 kg sebagai digester, pipa plastik, pentil sepeda motor, meteran, timbangan, gelas ukur, kamera dan karet sandal bekas. Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah kotoran sapi yang masih basa, ampas tahu dan air sumur. Teknik Pengumpulan Data Untuk memperoleh data yang akan diperlukan dalam penelitian ini adalah dengan melakukan pengamatan pada kenaikan volume gas yang dihasilkan oleh campuran kotoran sapi dengan ampas tahu dengan 5 perlakuan dan 4 kali ulangan dengan menggunakan rumus dibawah ini.
V = πr2 .t Keterangan : V = Volume tabung r = Jari-jari t = Tinggi Teknik Analisis Data Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis varians (ANAVA) dengan menggunakan uji F untuk melihat ada tidaknya pengaruh variasi campuran kotoran sapi dengan ampas tahu terhadap volume gas yang dihasilkan. Jika hasil analisis varians
4
(ANAVA) menunjukkan bahwa variasi campuran kotoran ternak sapi dengan ampas tahu berpengaruh terhadap volume gas yang dihasilkan, maka dilanjutkan dengan uji BNT (Beda Nyata Terkecil) untuk mengetahui variasi campuran manakah yang paling banyak menghasilkan volume gas. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Penelitian tentang pengaruh campuran kotoran sapi dengan ampas tahu sebagai bahan bakar alternatif (biogas) telah dilaksanakan di green house selama 21 hari dengan 2 kontrol, yaitu kontrol kotoran sapi dan kontrol ampas tahu, dan 3 variasi perbandingan yaitu 1:1, 1:2, dan 2:1. Hasil penelitian sebagaimana ditunjukkan pada gambar 1. 14000
VOLUME GAS (CM3 )
12000
10000 8000 6000 4000 2000 0
Perlakuan A Perlakuan B Perlakuan C Perlakuan D Perlakuan E Kotoran Sapi Ampas Tahu Variasi Variasi Variasi Campuran Campuran Campuran 1:1 1:2 2:1
Gambar 1. Histogram Volume gas (cm3 ) yang dihasilkan oleh berbagai perlakuan minggu terakhir Gambar 1. menunjukkan bahwa terdapat perbedaan volume gas yang dihasilkan pada masing-masing perlakuan dimana, kotoran sapi menghasilkan volume gas yang paling besar dibandingkan dengan perlakuan yang lain, dan yang paling rendah dalam menghasilkan volume gas adalah pada variasi campuran 1:1 yaitu pada perlakuan C. Data hasil peneliti juga menunjukkan bahwa perlakuan dengan campuran/perbandingan kotoran sapi lebih banyak yaitu dengan variasi 2:1 menghasilkan gas yang lebih banyak dibandingkan dengan perlakuan lain. Berdasarkan analisis statistik dengan menggunakan Uji F diperoleh nilai signifikan 0,058. Nilai sig (0,058) > α (0,05) berarti tidak terdapat pengaruh campuran kotoran sapi dan ampas tahu terhadap volume gas yang dihasilkan. Adapun analisis yang menggunakan (BNT) tidak dilakukan mengingat hipotesis pertama telah ditolak. Meskipun secara statistik tidak
5
berpengaruh, namun pada dasarnya terdapat perbedaan tentang volume gas yang dihasilkan selama tiga minggu atau selama 21 hari. Hal ini dapat dilihat pada gambar 2. 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
Kotoran sapi Ampas tahu Variasi 1: 1 Variasi 1:2 Variasi 2:1 Minggu 1
Minggu 2
Minggu 3
Pengamatan (waktu) Gambar 2. Grafik Volume gas (cm3 ) yang dihasilkan oleh berbagai perlakuan selama tiga minggu. Berdasarkan gambar 2. minggu pertama, terlihat bahwa volume gas terbanyak dihasilkan oleh perlakuan A, kotoran sapi. Diikuti oleh perlakuan E, D, dan perlakuan B. Sementara volume gas yang paling sedikit ditemui pada perlakuan C dengan variasi campuran 1:1. Begitu pula dengan minggu kedua dan ketiga. Gambar 2. ini dapat diketahui bahwa variasi campuran kotoran sapi dengan ampas tahu pada berbagai rasio menunjukkan adanya hubungan peningkatan volume gas yang dihasilkan berbeda-beda. Hal ini dapat dilihat dengan adanya peningkatan rasio ampas tahu maupun kotoran sapi. Untuk menguji gas yang dihasilkan adalah biogas dalam bentuk CH 4 dilakukan dengan uji pembentukan api dengan cara menyulutkan ujung pipa untuk melihat pembentukkan api tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari semua variasi atau semua perlakuan yang dapat menghasilkan api adalah pada kotoran sapi yang semuanya diperoleh pada hari ke 21 masa fermentasi. Diikuti dengan ampas tahu, sementara untuk 3 perlakuan yang lain sampai hari ke 21 tidak menghasilkan api. Adapun hasil uji nyala api untuk perlakuan A, kotoran sapi. PEMBAHASAN Biogas adalah gas produk akhir pecernaan atau degradasi anaerobik bahan bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam lingkungan bebas oksigen atau udara, yang melibatkan beberapa mikroorganisme diantaranya kelompok bakteri fermentatif, bakteri asetogenesis dan bakteri metanogenesis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa volume gas yang dihasilkan berbeda-beda untuk masing-masing perlakuan. Berdasarkan uji statistik menunjukkan bahwa pemberian bahan dasar variasi ampas tahu tidak berpengaruh terhadap volume gas yang dihasilkan. Tidak berpengaruhnya campuran kotoran sapi dan ampas tahu terhadap volume gas yang
6
dihasilkan karena antara kotoran sapi dan ampas tahu, jika ditinjau dari kedua komposisi bahan, bahwasanya limbah ampas tahu juga mengandung bahan organik yang bisa digunakan sebagai subsrat/sumber energi, sumber C yang akan mengalami proses perombakannya meghasilkan gas. Berdsarkan hasil penelitian pada dasarnya terdapat perbedaan volume gas pada masing-masing perlakuan dimana volume tinggi dihasilkan oleh perlakuan dengan campuran kotoran ternak yang lebih banyak dibandingkan dengan perlakuan yang campuran kotoran ternak sedikit. Ini terjadi karena pada kotoran sapi mengandung hemiselulosa yang tinggi sedangkan pada ampas tahu mengandung protein yang tinggi. Secara anaerob katabolisme protein akan diubah menjadi NH 3 , yang selanjutnya akan diubah lagi menjadi NH 2 . Yang membedakan protein dengan makromolekul yang lain adalah gugus R dengan ikatan NH 2 , berarti ketika katabolisme terjadi yang dikatalisis adalah N dan H, dan elektron dari H yaitu 2 mengalami reaksi reduksi dan berpindah k N, sehingga hasil akhir dari reaksi ini adalah N 2 . Tidak terbentuknya api pada perlakuan 1:1,1:2, dan 2:1 yang ditandai dengan nyala api yang belum ada sama sekali dan disertai bau khas. Hal ini juga sejalan dengan penelitian (Maarif, dkk. 2004) yang menyatakan bahwa penyebab lain tidak terbentuknya api (CH 4 ) karena kadar CO2 di dalam biogas masih sangat tinggi, hal ini menyebabkan efisiensi panas yang dihasilkan masih rendah sehingga kualitas nyala api biogas masih belum optimal. Untuk variasi ini juga, tidak terbentuknya api karena disebabkan oleh amoniak yang sangat tinggi, sehingga dapat bersifat racun dan menyebabkan tidak terbentuknya api pada variasi 1:1, 1:2, dan 2: 1. Penambahan bahan dasar ampas tahu juga dapat menghambat penghasilan gas CH4 , mengingat bahwa ampas tahu yang bersumber dari kedelai yang mengandung protein sangat tinggi. Sehingga masih banyak mengandung komponen NH 3 dan CO2 disertai dengan bau khas yang dapat mempengaruhi aktivitas mikroorganisme untuk menghasilkan gas methan (CH4 ). Berdasarkan uraian diatas dapat dikemukakan bahwa tidak terdapat pengaruh pemberian campuran kotoran sapi dengan ampas tahu terhadap volume gas yang dihasilkan yang ditandai dengan tidak terbentunya gas methan (CH 4 ). KESMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat diambil kesimpulan bahwa perlakuan dengan variasi campuran kotoran sapi dengan ampas tahu dengan rasio 1:1, 1:2, dan 2:1 masing-masing tidak memberikan pengaruh terhadap volume gas yang dihasilkan. Hal ini ditunjukkan melalui hasil signifikansi terhadap volume gas yang dihasilkan pada analisis data yang sudah dilakukan dengan menggunkan Uji F (ANAVA) dengan nilai (0,058). > α 0,05 SARAN Perlu dilakukan penelitian mengenai aktivitas metabolisme antara campuran kotoran sapi dan ampas tahu terkait tidak dihasilkannya gas methan. Sehingga bisa diketahui semua faktor yang dapat mempengaruhi tidak terbentuknya gas methan pada campuran kotoran sapi dan ampas tahu dengan rasio 1:1, 1:2, dan 2:1.
7
DAFTAR PUSTAKA Ariani, E, dkk. 2007. Studi Pengembangan Pemanfaatan Energi Alternatif di Kawasan Transmigrasi. Pusat Penelitiandan Pengembangan Ketransmigrasian,Depnakertrans. Jakarta. Bhratara, 1995. Biogas. Dewan Redaksi Bhratara. Burhani, Rahman. (2005), Biogas Sumber Energi Jurnal.energi.lipi.go.id. Diakses 30 Juni 2013.
Alternatif,
Kompas.Tersedia
Darsin, M. 2006. Design of Biogas Circulator, Seminar Nasional KreativitasMesin Brawijaya 2006, Universitas Barawijaya, Malang.Dewan Redaksi Bhratara, 1995. Biogas. Bhratara. Jakarta. Hambali, Erliza, dkk. (2007), Teknologi Bioenergi. Jakarta:Agro Media. Handarsari, Erma. 2010. Eksperimen pembuatan sugar pastry dengan Substitusi tepung ampas tahu. Universitas Muhammadiyah Semarang. Jurnal Pangan dan Gizi Vol. 01 No. 01 Tahun 2010. Diakses 18 Desember 2013. Junaedi, M. 2002. Pemanfaatan Energi Biogas di Perusahaan Susu Umbul Katon Surakarta, Laporan Program Vucer 2002, Dikti UMS,Surakarta. Mayasari, Dewi.dkk, 2010.Pembuatan Biodigester Dengan Uji Coba Kotoran sapi Sebagai Bahan Baku. (Online) Tersedia di Jurnal.23.open.ac.uk:8081/download/pdf/12345213.pdf. diakses 17 januari 2014. Maarif, dkk. 2004. Absorbsi Gas Karbondioksida (CO 2 ) dalam Biogas dengan Larutan NaOH secara Kontinyu. (Online) Tersedia di jurnal.eprints.undip.ac.id/1355/1/absorpsi_gas_karbondioksida_dalam_biogas_deng an_larutan_naoh_secara_kontinu.pdf. Diakses 20 Mei 2014. Nurandani, dkk. 2007. Uji Pembuatan Biogas dari Kotoran Gajah dengan Variasi Penambahan Urine Gajah dan Air. (Online) Tersedia di Jurnal.eprints.undip.ac.id/523/1/hal_73-77__Nurandani_dkk_.Jurnal Vol. 3 No.2 September 2007, ISSN 1907-187X . Diakses 20 Mei 2014.
8
