30
A. Saputra et al. / Maspari Journal 03 (2011) 30-35 Maspari Journal 03 (2011) 30-35
http://masparijournal.blogspot.com
Pembuatan Biogas dari Rumput Laut Jenis Caulerpa racemosa dan Sargassum duplicatum sebagai Bahan Energi Alternatif Andrian Saputra, Wike Ayu Eka Putri, Riris Aryawati Program Studi Ilmu Kelautan FMIPA Universitas Sriwijaya, Indralaya, Indonesia Received 04 November 2010; received in revised form 08 April 2011; accepted 14 April 2011
ABSTRACT Seaweed has economic value that is very important for humans. Several years ago, only seaweed used as human food ingredients. Given the many types of seaweed are still not popular yet widely used and Along with the progress of science and technology, utilization of seaweed has expanded in various fields, including one uses seaweed as an ingredient of biogas alternative energy. The purpose of this study was to determine the potential of seaweed species Sargassum duplicatum and Caulerpa racemosa for the manufacture of biogas as a new alternative energy sources and to know the pressure of gas contained in a type of seaweed Sargassum duplicatum and Caulerpa racemosa as a new alternative energy sources. This research was conducted in June-September 2010. Samples were taken in waters around Lampung Marine Aquaculture Development Center. Making biogas process is conducted at the Laboratory of Marine Science. Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sriwijaya University. The method used is a laboratory experimental methods. Making biogas is done by collecting seaweed and beach sediments as seedman making, preparation of the digester and the making of starter and stuffing, were examined by using biogas pressure manometer U for three months, analyze the data descriptively biogas pressure. Based on the results of research in getting the peak pressure for this type of seaweed Sargassum duplicatum is 15.47 psi, 16.05 psi and 16.43 while to get the type of Caulerpa racemosa in the peak pressure of 15.42 psi, 15.88 psi and 16, 43 psi. Keywords: Seaweed, Biogas, Sargassum duplicatum, Caulerpa racemosa, Biogas pressure. ABSTRAK Rumput laut memiliki nilai ekonomis yang sangat penting bagi manusia. Beberapa tahun yang lalu, rumput laut hanya dimanfaatkan sebagai bahan makanan manusia. Mengingat masih banyaknya jenis rumput laut tidak popular yang belum banyak dimanfaatkan dan sering dengan kemajuan sains dan teknologi, pemanfaatan rumput laut telah meluas di berbagai bidang, termasuk salah satunya pemanfaatan rumput laut sebagai bahan energi alternatif yaitu biogas. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui potensi rumput laut jenis Sargassum duplicatum dan Caulerpa racemosa untuk pembuatan biogas sebagai sumber energi alternatif baru serta mengetahui tekanan gas yang terdapat dalam rumput laut jenis Sargassum duplicatum dan Caulerpa racemosa sebagai sumber energi alternatif baru. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni – September 2010. Pengambilan sampel dilakukan di sekitar perairan Balai Pengembangan Budidaya Laut Lampung. Proses Pembuatan biogas itu sendiri dilakukan di Laboratorium Dasar Ilmu Kelautan. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sriwijaya. Metode yang digunakan adalah metode eksperimental laboratoris. Pembuatan biogas ini dilakukan dengan cara pengumpulan rumput laut dan pengambilan sedimen pantai sebagai penyemai, penyiapan digester serta pembuatan starter dan isian. Dilakukan pengamatan tekanan biogas dengan menggunakan manometer U selama tiga bulan. Analisa data tekanan biogas dilakukan secara deskriptif. Berdasarkan hasil penelitian di dapatkan tekanan puncak untuk jenis rumput laut
Corresponden number: Tel. +62711581118; Fax. +62711581118 E-mail address:
[email protected] Copy right © 2011 by PS Ilmu Kelautan FMIPA UNSRI, ISSN: 2087-0558
31
A. Saputra et al. / Maspari Journal 03 (2011) 30-35
Sargassum duplicatum adalah 15,47 psi, 16,05 psi dan 16,43 sedangkan untuk jenis Caulerpa racemosa di dapatkan tekanan puncak 15,42 psi, 15,88 psi dan 16,43 psi. Kata kunci : Rumput laut, Biogas, Sargassum Duplicatum, Caulerpa racemosa, Biogas
Tekanan
I. PENDAHULUAN Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang penting sekali di dunia. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbarukan. Selain itu peningkatan harga minyak dunia hingga mencapai 100 U$ per barel (Kompas, 2006) juga menjadi alasan yang serius yang menimpa banyak negara di dunia termasuk Indonesia. Pembakaran bahan bakar fosil menjadi kontributor utama terhadap pemanasan global. Bahan bakar fosil telah digunakan selama beberapa dekade dan merupakan sumber utama untuk memperoleh energi. Sebagai informasi, konsumsi energi dunia pada tahun 2001: 31 % minyak, 25 % batu bara, dan 24 % gas alam (Jean, 2004 dalam Hernandez and Kafarov, 2007 dalam Maulana et al, 2009). Untuk mengatasi isu tersebut, sejumlah kebijakan internasional telah dilakukan seperti Protokol Kyoto pada Konvensi Perubahan Iklim Perserikatan Bangsabangsa (PBB). Protokol Kyoto yang disetujui pada Desember 1997 menekankan pentingnya penggunakan energi terbarukan (Aizawa et al, 2007 dalam Maulana et al, 2009). Ketergantungan kita pada bahan bakar minyak untuk produksi energi adalah problematis. Minyak
bumi merupakan bahan bakar fosil yang tidak dapat diperbaharui, sehingga eksploitasinya yang berlebihan menyebabkan cadangan minyak bumi semakin menipis. Penggunaan bahan bakar minyak sebagai satu-satunya sumber energi juga memberikan dampak yang sangat luas di berbagai sektor kehidupan. Harga dan suplai minyak bumi yang berfluktuasi serta dampak negatif hasil pembakaran minyak bumi terhadap lingkungan dan kesehatan, seperti adanya efek rumah kaca dan adanya senyawa beracun, membuat kita sadar akan pentingnya alternatif bahan bakar pengganti minyak bumi. Pemakaian suatu bahan bakar terbarukan yang lebih aman bagi lingkungan adalah suatu hal yang mutlak dilakukan (LIPI, 2008 dalam Susanto dan Abdillah, 2008). Salah satu dari sekian banyak jenis bioenergi adalah biogas. Biogas dapat dihasilkan dari berbagai macam bahan organik seperti kotoran ternak, kotoran manusia, limbah kertas dan tanaman air, seperti enceng gondok, alga berfilamen dan rumput laut. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Gas metana nantinya dapat digunakan sebagai bahan bakar.
32
A. Saputra et al. / Maspari Journal 03 (2011) 30-35
II. METODOLOGI Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni sampai September 2010. Pengambilan sampel dilakukan sekitar perairan Balai Pengembangan Budidaya Laut Lampung. Pembuatan biogas itu sendiri dilakukan di Laboratorium Dasar Ilmu Kelautan, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya. Pengumpulan Rumput Laut Rumput laut dikumpulkan dari perairan dan dimasukkan ke dalam wadah atau tempat penyimpanan. Rumput laut yang akan digunakan untuk bahan baku biogas hendaknya masih segar karenanya sebelum digunakan rumput laut diletakkan dalam wadah dan diberi air laut selama kurang lebih dua hari. Pengambilan Sedimen Pantai Sedimen diambil secukupnya disesuaikan dengan ukuran digester yang akan digunakan. Sedimen diambil dengan menggunakan cetok, sekop atau alat lain yang digunakan untuk mengambil sedimen. Penyiapan Digester Dalam penelitian ini digester yang digunakan yaitu continous load digester model displacement karena lebih praktis dan penghasilan gas bisa terus berlangsung. Dengan menggunakan displacement digester, maka isian dapat dimasukkan secara terus menerus sehingga gas yang dihasilkan dapat kontinyu. Gambar alat penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Alat Pembuatan Biogas
Pembuatan Starter dan Isian Pada penelitian digunakan sebanyak 500 gram kapur atau buffer lainya pada setiap pemasukan rumput laut kedalam digester. Perlu ditambahkan pupuk sebagai nutrien untuk pertumbuhan bakteri metanogenik. Nutrien yang dibutuhkan oleh bakteri adalah C, N, P. Nutrien C diperoleh dari karbohidrat rumput laut sehingga untuk memenuhi nutrien N dan P perlu ditambahkan pupuk seperti NPK. Pada penelitian ini digunakan 500 gram pupuk NPK. Untuk starter digunakan perbandingan berat sedimen dan rumput laut yang telah dihaluskan sebanyak 2 : 1 Apabila jumlah sedimen sebannyak 10 kg, maka rumput laut yang telah dihaluskan harus sebanyak 5 kg yang kemudian dimasukkan kedalam digester dan ditunggu selama 2 - 4 minggu untuk menghasilkan gas metan. Selanjutnya untuk isian yaitu rumput laut yang telah dihaluskan 5 kg cukup ditambahkan secara bertahap dalam digester
33
15.4 15.2 15
14.8
1 4.6 9 1 4.6 9 1 4.6 9 1 4.6 9 1 4.6 9 1 4.78 1 4.78 1 4 .8 4 1 4 .8 4 1 4 .8 9 1 4 .95 1 4 .95 1 5 .04 1 5 .1 3 1 5 .1 8 1 5.24 1 5.24 1 5.24
15.6
T e k a n a n B io g a s ( p s i)
Pengamatan Setelah sempel dimasukan didalam digester dilakukan pengamatan tekanan biogas yang dihasilkan dengan menggunakan alat ukur manometer. Pengamatan tekanan biogas dilakukan kurang lebih selama tiga bulan.
1 5 .42 1 5 .4 7 1 5 .4 7 1 5 .4 7 1 5 .4 7 1 5.53 1 5.53 1 5.53 1 5.53 1 5.53 1 5.53 1 5.53
A. Saputra et al. / Maspari Journal 03 (2011) 30-35
14.6
p1 − p 2 s ρ .g
14.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Waktu Pengukuran (hari)
Gambar 2. Tekanan Biogas Sargassum duplicatum pengukuran 1 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5 1 6 .0 5
h=
14.4
16.1
1 5 .9 4 1 5. 9 4
Analisa Data Untuk mengetahui tekanan biogas yang dihasilkan dari manometer akan dicari dengan menggunakan rumus tekanan seperti dibawah ini. Rumus mencari tekanan
16
T e k a n a n B io g a s ( p s i)
p1 − p 2 = h . ρ . g
1 5 .5 3 1 5 .5 3 1 5 .5 3 1 5 .5 3 1 5 .5 6 1 5 .5 9 1 5 .5 9 1 5 .5 9 1 5 .6 5 1 5 .6 5 1 5 .7 1 1 5 .7 1 1 5 .7 3 1 5 .7 9 1 5 .7 9
15.9 15.8 15.7 15.6
p1 = h . ρ . g + p 2
15.5 15.4 15.3
Dimana :
15.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Watu Pengukuran (hari)
Gambar 3. Tekanan Biogas Sargassum duplicatum pengukuran II
Tekanan Biogas pada Jenis Sargassum duplicatum Pengamatan secara fisik dapat dilihat dengan menggunakan manometer. Hasil pembacaan manometer dapat dilihat pada Gambar 2,3 dan 4.
16.3
T e k a n a n B io g a s ( p si)
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
16.2 16.1
6.34
16.4
1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43 1 6.43
16.5
1 6.05 1 6.05 1 6.05 1 6.05 1 6.11 1 6.11 1 6.14 1 6.14 1 6.2 1 6.2 1 6.23 1 6.29 1 6.29 1
p1 : Tekanan pada tabung 1 (psi) p2 : Tekanan pada tabung 2 (atm) h : Jarak ketinggian antara h1 dan h2 (cm) g : Percepatan gravitasi 10 (m/s2) ρ (air): Berat jenis air,1000 (kg/m3)
Gambar 4. Tekanan Biogas Sargassum 16
15.9 15.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Waktu Pengukuran (hari)
Gambar 4. Tekanan Biogas Sargassum duplicatum pengukuran III
34
A. Saputra et al. / Maspari Journal 03 (2011) 30-35
Tekanan Biogas pada Jenis Caulerpa recemosa Hasil pembacaan manometer dapat dilihat pada Gambar 5,6 dan 7. 1 5 .3 9 1 5 .3 9 1 5 .4 2 1 5 .4 2 1 5 .4 2 1 5 .4 2 1 5 .4 2 1 5 .4 2 1 5 .4 2 1 5 .4 2 1 5 .4 2
15.6
15.2 15
14.8
1 4 .6 9 1 4 .6 9 1 4 .6 9 1 4 .6 9 1 4 .6 9 1 4 .7 5 1 4 .7 5 1 4 .7 8 1 4 .8 4 1 4 .8 4 1 4 .8 6 1 4 .9 5 1 4 .9 5 1 5 .0 1 1 5 .0 7 1 5 .0 7 1 5 .1 5 1 5 .1 5 1 5 .1 8
T e k a n a n B i o g a s (p si )
15.4
14.6 14.4 14.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Waktu Pengukuran (hari)
Perbandingan Tekanan Biogas Rumput laut jenis Sargassum duplicatum dengan Caulerpa racemosa Hasil penelitian menunjukan bahwa rumput laut Sargasum duplicatum dan Caulerpa racemosa memiliki potensi sebagai bahan baku penghasil biogas. Ini dapat ditunjukan dengan didapatkanya tekanan biogas selama tiga kali pemasukan rumput laut kedalam digester dan ketika dicobakan ke kompor gas dibuktikanya dengan menghasilkan api biru seperti kompor gas. Ini bisa dilihat pada Gambar 8 dan 9
Gambar 5. Tekanan Biogas Caulerpa racemosa pengukuran 1
15.7 15.6 15.5
1 5.42 1 5.42 1 5.42 1 5.42 1 5.42 1 5.44 1 5 .4 7 1 5 .4 7 1 5 .5 3 1 5 .5 3 1 5 .5 6 1 5.59 1 5.59 1 5.65 1 5.65
T e k a n a n B i o g a s ( p si )
15.8
1 5.79 1 5.79 1 5.79 1 5.82 1 5.82 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8
16 15.9
15.4 15.3 15.2 15.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Watu Pengukuran (hari)
Gambar 8. Hasil api Sargassum duplicatum
dari
biogas
Gambar 9. Hasil api Sargassum duplicatum
dari biogas
1 6 .4 3 1 6 .4 3 1 6 .4 3 1 6 .4 3 1 6 .4 3 1 6 .4 3 1 6 .4 3 1 6 .4 3 1 6 .4 3 1 6 .4 3
Gambar 6. Tekanan Biogas Caulerpa racemosa pengukuran II
T e k a n a n B io g a s ( p s i)
16.3 16.2 16.1 16
15.9
1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .8 8 1 5 .9 4 1 5 .9 4 1 5 .9 7 1 6 .0 2 1 6 .0 2 1 6 .0 2 1 6 .0 8 1 6 .0 8 1 6 .1 1
16.4
1 6 .2 5 1 6 .2 5 1 6 .3 1 1 6 .3 1 1 6 .3 4
16.5
15.8 15.7 15.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Waktu Pengukuran (hari)
Gambar 7. Tekanan Biogas Caulerpa racemosa pengukuran III
35
A. Saputra et al. / Maspari Journal 03 (2011) 30-35
Setelah dilakukan penelitian teryata tekanan biogas pada rumput laut jenis Sargassum duplicatum lebih tinggi dibandingan tekanan biogas dari jenis Caulerpa racemosa. Ini ditunjukan dari dua kali pemasukan starter bahan rumput laut tanpa penambahan sedimen, tekanan biogas rumput laut Sargasssum duplicatum lebih tinggi di bandingkan pada tekanan jenis Caulerpa racemosa. Hal ini disebabkan karena diduga rumput laut jenis Sargassum duplicatum memiliki kandungan karbohidarat yang lebih tinggi dibandingkan jenis Caulerpa racemosa. Seperti yang kita ketahui, semakin tinggi karbohidarat yang ada pada rumput laut maka semakin esar pula tekanan biogas yang akan didapatkan karena karbohidarat merupakan salah satu unsur utama yang nantinya akan di fermentasikan bakteri pembentuk metan menjadi biogas. Menurut Sriyanti (2003), bahwa tinggi rendahnya kadar gula dan kadar alkohol setiap gramnya dipengaruhi oleh banyak sedikitnya kandungan karbohidrat. Hal ini menunjukkkan bahwa kadar karbohidrat yang lebih tinggi mempengaruhi kadar alkohol yang dihasilkan dalam proses fermentasi karbohidrat. IV. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian pembuatan biogas dari rumput laut Sargassum duplicatum dan Caulerpa racemosa sebagai bahan bakar alternatif dapat dismpulkan bahwa
1. Rumput laut Sargaasum duplicatum dan Caulerpa racemosa dapat menghasilkan biogas akan tetapi belum dapat dikatakan layak sebagai sumber energi elternatif baru karena membutuhkan analisis kelayakan lebih lanjut lagi.
2.
Tekanan gas untuk Sargasum duplicatum pada pengukuran I 15,53 psi pengukuran II 16,05 psi dan pengukuran III 16,43 psi. Sedangkan tekanan gas untuk Caulerpa racemos didapatkan pengukuran I 15,42 psi, pengukuran II 15,88 psi dan pengukuran III 16,43 psi.
DAFTAR PUSTAKA Price, E. C dan Cheremisnaff, P.N. 1981. Biogas Produktion and Utilization. Ann Arbor Scince publishers Inc, 160 p. Maulana P, Susanto AB, Sakiawan I dan Wibowo SA. 2009. Potensi Rumput Laut Caulerpa serrulata (Forsskål) J. Agardh, 1837 Sebagai Penghasil Bioetanol [skripsi], Universitas Diponegoro, Semarang, Indonesia. Sriyanti. 2003. Studi Komparatif Kadar Gula dan Alkohol Pada Tape Singkong dengan Varietas yang Berbeda [skripsi] Universitas Muhammadiyah Surakarta. Susanto, Ab dan Abdillah,Y.R. 2008. Rumput laut dan Biogas Sebagai Alternatif bahan Bakar. Navila Idea. Yogyakarta.
