PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN MENGGUNAKAN DIGESTER DUA TAHAP SKRIPSI AMALIA FITRIA F

PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN MENGGUNAKAN DIGESTER DUA TAHAP

SKRIPSI

AMALIA FITRIA F34070039

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011

BIOGAS PRODUCTION FROM PALM OIL MILL EFFLUENT (POME) BY USING TWO-STAGE DIGESTER Amalia Fitria, Ani Suryani, and Salundik Department of Agroindustrial Technology, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 220, Bogor, WestJava, Indonesia. Phone 62 251 8352855, e-mail: [email protected]

ABSTRACT Digestion of Palm Oil Mill Effluent (POME) and activated sludge from fresh beef cattle manure in a two-stage digester was conducted in a laboratory. Four influents of 90% POME:10% activated sludge (90LC:10LA), 80% POME:20% activated sludge (80LC:20LA), and 70% POME:30% activated sludge (70LC:30LA) were tested, which were made by mixing POME with fresh beef cattle manure at different percentage of 90:10, 80:20, and 70:30. Loading rate of each influents were 0,35 L/day for about 40 days retention time. The parameters observed consist of pH, temperature, Total Volatile Solid (TVS) and biogas volume. The results showed that fermentation time had a relationship with biogas prodution and pH value, which estimated by regression line. This was occured for all influents in the second stage digester, not for the first stage digester. Particularly, the relationship between fermentation time and biogas production also occured for 90LC:10LA in the first digester. The highest biogas production of 7,35 litre (L) was obtained for 90LC:10LA in the second stage digester. Therefore, biogas production in the second stage digester was improved compare to the first stage digester, the highest percentage improvement of biogas production was achieved for 80LC:20LA about 121,29%. The pH value also higher in the second stage digester. Total volatile solid (TVS) was one of parameters can be used to indicate organic degradation, which the highest TVS decreases of 70,31% made relation with the highest biogas production was obtained for 90LC:10LA. The two-stage digester fermentation process showed good stability, however the pH value and temperature between the two digester should be controlled in order to optimize the biogas production. Keywords : POME, beef cattle manure, biogas, two-stage digester

AMALIA FITRIA. F34070039. Produksi Biogas dari Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit dengan Menggunakan Digester Dua Tahap. Di bawah bimbingan Ani Suryani dan Salundik. 2011

RINGKASAN Biogas adalah campuran beberapa gas yang merupakan hasil fermentasi dari bahan organik dalam kondisi anaerobik, dengan gas yang dominan adalah gas metana (CH4) dan gas karbon dioksida (CO2). Salah satu bahan organik yang memiliki potensi cukup besar adalah limbah cair pabrik minyak kelapa sawit yang dicampurkan dengan lumpur aktif dari feses sapi segar, sehingga dapat digunakan sebagai substrat. Proses fermentasi biogas terjadi secara empat tahap reaksi di dalam digester yang dirangkai secara dua tahap selama waktu retensi yang ditentukan. Proses yang terjadi pada kedua tahap digester ini berbeda, sehingga volume produksi biogas yang dihasilkan pun berbeda. Hal ini berhubungan dengan perubahan kandungan bahan organik selama masa fermentasi, salah satu parameternya adalah nilai total volatile solid (TVS). Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui volume gas yang dihasilkan dari campuran limbah cair dan lumpur aktif dari feses sapi segar, serta prosentase peningkatan produksi gas pada digester tahap II dibandingkan digester tahap I, mengetahui pengaruh waktu fermentasi terhadap produksi gas berbagai kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II, mengetahui pengaruh waktu fermentasi terhadap nilai pH berbagai kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II, serta mengetahui pengaruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif terhadap nilai TVS akhir. Penelitian dimulai dengan pengambilan bahan baku limbah cair di PTPN VIII Kertajaya, kemudian melakukan analisis bahan baku meliputi nilai pH, TVS, dan C/N rasio. Penelitian pendahuluan dibagi menjadi dua tahap, tahap pertama adalah pembuatan lumpur aktif dengan mencampurkan 80% feses sapi segar dan 20% sludge digester anaerobik dan tahap kedua adalah perakitan digester dua tahap. Selanjutnya penelitian utama dilakukan dengan mencampurkan limbah cair dan lumpur aktif dengan kombinasi 90% limbah cair (LC) dan 10% lumpur aktif (LA), 80 % limbah cair (LC) dan 20 % lumpur aktif (LA), serta 70 % limbah cair (LC) dan 30 % lumpur aktif (LA) yang selanjutnya disebut sebagai 90LC:10LA, 80LC:20LA, dan 70LC:30LA. Masing-masing kombinasi dimasukkan ke dalam digester dua tahap selama 40 hari masa fermentasi untuk membentuk biogas. Analisis pH, TVS dan C/N rasio dilakukan pada awal fermentasi, analisis TVS dilakukan pada akhir fermentasi, dan pengukuran terhadap pH, suhu, dan volume gas dilakukan tiap harinya. Karakteristik limbah cair pabrik minyak kelapa sawit diperoleh nilai pH, TVS, dan C/N rasio masing-masing sebesar 5,12, 4250 mg/l; dan 43,63. Karakterisitik substrat pada 90LC:10LA; 80LC:20LA; dan 70LC:30LA: pH, TVS, dan C/N rasio masing-masing sebesar 5, 2,56%, dan 22,26 ; 6, 3,77%, dan 30,48 ; 5,67, 3,62%, dan 29,67. Selama 40 hari waktu fermentasi didapatkan volume biogas tertinggi pada kombinasi 90LC:10LA sebesar 11,35 liter dengan produksi biogas pada digester tahap II lebih tinggi dibandingkan digester tahap I pada seluruh kombinasi. Produksi biogas pada digester tahap II mengalami tren peningkatan dengan prosentase peningkatan produksi biogas dibandingkan digester tahap I tertinggi pada kombinasi 80LC:20LA, sebesar 121,29 %. Waktu fermentasi pada kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II, kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap II, dan kombinasi 70LC:30LA pada digester tahap II memberikan pengaruh yang nyata terhadap produksi gas, dengan tren peningkatan produksi gas selama 40 hari waktu fermentasi melalui model garis regresi linear. Waktu fermentasi pada kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap II, kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap II, dan kombinasi 70LC:30LA pada digester tahap II memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pH, dengan tren peningkatan nilai pH selama 40 hari waktu fermentasi melalui model garis regresi linear. Kombinasi limbah cair dan lumpur aktif memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai TVS akhir. Kombinasi 90LC:10LA memberikan penurunan nilai TVS tertinggi sebesar 70,31%, yang menandakan degradasi bahan organik terbaik dapat menghasilkan volume gas tertinggi. Produksi biogas dan nilai pH seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap II lebih tinggi dibandingkan digester tahap I. Hal ini terjadi karena sekitar 75% reaksi tahap akhir dari pembentukan biogas (tahap metanogenesis) terjadi pada digester tahap II. Pada reaksi tahap akhir ini, bakteri pembentuk metana mengkonsumsi volatile fatty acid (VFA) yang mengakibatkan nilai pH semakin meningkat.

PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN MENGGUNAKAN DIGESTER DUA TAHAP

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor

Oleh AMALIA FITRIA F34070039

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011

Judul Skripsi : Produksi Biogas dari Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit dengan Menggunakan Digester Dua Tahap Nama : Amalia Fitria NRP : F34070039

Menyetujui, Pembimbing I,

Pembimbing II,

(Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA) NIP 19581026 198303.2.003

(Ir. Salundik, M.Si.) NIP 19640406 198903.1.003

Mengetahui: Ketua Departemen,

(Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti) NIP 19621009 198903.2.001

Tanggal lulus : 1 Juli 2011

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Produksi Biogas dari Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit dengan Menggunakan Digester Dua Tahap adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Juli 2011 Yang membuat pernyataan

Amalia Fitria F34070039

BIODATA PENULIS Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 4 Mei 1989 sebagai anak kedua dari pasangan bapak Ir. Emil Gaus dan ibu Mahdaniar. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Pertiwi Kota Bogor pada tahun 2001. Pada tahun yang sama penulis diterima di SMPN 1 Kota Bogor dan menyelesaikan pendidikannya pada tahun 2004. Penulis melanjutkan pendidikan di SMAN 1 Kota Bogor dan menyelesaikan pendidikannya pada tahun 2007. Pada tahun 2007, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Semasa kuliah, penulis aktif di kegiatan kemahasiswaan seperti Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri Pertanian (Himalogin) sebagai pengurus periode 2009-2010. Penulis pernah aktif sebagai asisten praktikum mata kuliah Analisis Bahan Pertanian dan Agroindustri tahun 2009 dan asisten praktikum mata kuliah Teknologi Minyak Atsiri, Rempah, dan Fitofarmaka tahun 2011. Selain itu penulis pernah melakukan praktek lapang pada tahun 2010 di PTPN VIII Goalpara, Sukabumi. Penulis melakukan penelitian dengan judul ”Produksi Biogas dari Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit dengan Menggunakan Digester Dua Tahap” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian (S.TP) pada Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan dan memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA selaku dosen pembimbing utama, atas segala amanah, bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada penulis. 2. Ir. Salundik M.Si selaku dosen pembimbing pendamping, atas segala amanah, bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada penulis. 3. Drs. Purwoko, M.Si selaku dosen punguji, atas segala bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada penulis. 4. Hibah Strategis Nasional – Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Kementrian Pendidikan Nasional atas kesempatan dana penelitian yang telah diberikan kepada penulis. 5. Prof. Dr. Ir. Nastiti S. Indrasti selaku Ketua Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. 6. Dr. Ir. Muhammad Romli, M.Sc.St selaku dosen pembimbing akademik, atas segala bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada penulis. 7. Seluruh staf dan laboran TIN (Pak Mul, Mbak Yuli, Mbak Nina, Bu Ketih, Bu Sri, Bu Rini, Pak Yogi, Bu Ega, Pak Roni, Pak Edi, Pak Dicky, Pak Sugi, dll) atas dukungan dan bantuannya selama ini kepada penulis. 8. Ayah, ibu, kakak, dan adik tercinta yang telah memberikan semangat, dukungan dan doa kepada penulis. 9. Muhamad Idris S.Pi., atas segala waktu, kesabaran, perhatian, dukungan dan kasih sayang kepada penulis. 10. Hilda Hasanah, Restiyana Agustine, dan Tika Sri Aminah atas kerjasamanya dalam melakukan penelitian ini. 11. Sahabat-sahabat (Muthi, Anita, Zafira, Eva, Desti, Amanda, Dede, Fahry, Andri, Arya, Iqbal Awe, Iqbal, Faiz, Nanda, Ija, Hergha, Arief, dll) dan seluruh teman TIN 44 atas segala canda tawa, kebersamaan, persaudaraan dan dukungannya kepada penulis. 12. Semua pihak yang telah membantu dalam penelitian dan penulisan skripsi. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya.

Bogor, Juli 2011 Amalia Fitria

iii

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ....................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ............................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................................... viii 1. PENDAHULUAN ...............................................................................................................

1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................................

1

1.2 Tujuan .........................................................................................................................

2

2. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................................................

3

2.1 Pengertian Biogas ........................................................................................................

3

2.2 Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit ................................................................................

4

2.3 Proses Fermentasi Anaerobik .......................................................................................

5

2.4 Digester Dua Tahap .....................................................................................................

8

2.5 Faktor yang Mempengaruhi Proses Anaerobik .............................................................

9

3. METODOLOGI ................................................................................................................... 11 3.1 Waktu dan Tempat ....................................................................................................... 11 3.2 Bahan dan Alat ............................................................................................................ 11 3.3 Tahapan Penelitian ...................................................................................................... 11 3.3.1 Pengambilan Bahan Baku ................................................................................... 11 3.3.2 Analisis Bahan Baku ........................................................................................... 11 3.3.3 Penelitian Pendahuluan ....................................................................................... 12 3.3.4 Penelitian Utama ................................................................................................. 13 3.4 Rancangan Percobaan .................................................................................................. 14 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................................ 17 4.1 Karakteristik Bahan Baku .............................................................................................. 17 4.1.1 Limbah Cair Kelapa Sawit .................................................................................. 17 4.1.2 Starter (Lumpur Aktif) ........................................................................................ 17 4.1.3 Substrat (Limbah Cair dan Lumpur Aktif) ........................................................... 18

iv

4.2 Produksi Gas ................................................................................................................. 19 4.2.1 Akumulasi Gas .................................................................................................... 19 4.2.2 Produksi Gas pada Berbagai Kombinasi Substrat................................................. 20 4.2.3 Produksi Gas pada Digester Tahap I dan Digester Tahap II ................................. 22 4.3 Nilai pH dan suhu .......................................................................................................... 23 4.3.1 Nilai pH pada Berbagai Kombinasi Substrat ........................................................ 23 4.3.2 Nilai pH pada Digester Tahap I dan Digester Tahap II ......................................... 26 4.3.3 Suhu.................................................................................................................... 26 5.3 Total Volatile Solid (TVS) ........................................................................................... 27 5. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................................ 29 5.1 Kesimpulan ................................................................................................................... 29 5.2 Saran ............................................................................................................................. 29 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 30 LAMPIRAN ........................................................................................................................ 32

v

DAFTAR TABEL Halaman 1.

Komposisi biogas ..............................................................................................................

3

2.

Standar baku mutu limbah cair pengolahan kelapa sawit .....................................................

5

3.

Karakteristik limbah cair minyak kelapa sawit PTPN VIII Kertajaya .................................. 17

4.

Karakteristik substrat (campuran limbah cair dan lumpur aktif) .......................................... 18

5.

Total produksi biogas pada masing-masing perlakuan ......................................................... 19

vi

DAFTAR GAMBAR Halaman 1.

Skema proses pengolahan kelapa sawit ..............................................................................

4

2.

Skema reaksi fermentasi anaerobik ....................................................................................

6

3.

Diagram alir pembuatan lumpur aktif ................................................................................ 12

4a. Digester dua tahap ............................................................................................................. 12 4b. Gasflow meter ................................................................................................................... 12 5.

Diagram alir proses produksi biogas .................................................................................. 13

6.

Akumulasi produksi biogas ............................................................................................... 19

7.

Produksi biogas kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II .............. 20

8.

Produksi biogas kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap I dan digester tahap II .............. 21

9.

Produksi biogas kombinasi 70LC:30LA pada digester tahap I dan digester tahap II .............. 22

10a. Produksi biogas pada digester tahap I kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA dan 70LC:30LA ................................................................. 22 10b. Produksi biogas pada digester tahap II kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA dan 70LC:30LA ................................................................. 22 11. Nilai pH kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II .......................... 24 12. Nilai pH kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap I dan digester tahap II .......................... 25 13. Nilai pH kombinasi 70LC:30LA pada digester tahap I dan digester tahap II .......................... 25 14a. Nilai pH pada digester tahap I kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA dan 70LC:30LA ................................................................. 26 14b. Nilai pH pada digester tahap II kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA dan 70LC:30LA ................................................................. 26 15. Suhu digester ..................................................................................................................... 27 16. Histogram rata-rata perubahan nilai TVS pada awal dan akhir masa fermentasi ................. 28

vii

DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1.

Prosedur uji ........................................................................................................................ 33

2.

Dokumentasi kegiatan selama penelitian ............................................................................. 34

3.

Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan Produksi Gas (Yi) kombinasi 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 10% lumpur aktif pada digester tahap I ......................................................... 35

4.

Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan Produksi Gas (Yi) kombinasi 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 10% lumpur aktif pada digester tahap II ........................................................ 37

5.

Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan Produksi Gas (Yi) kombinasi 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 20% lumpur aktif pada digester tahap I ......................................................... 39

6.

Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan Produksi Gas (Yi) kombinasi 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 20% lumpur aktif pada digester tahap II ........................................................ 41

7.

Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan Produksi Gas (Yi) kombinasi 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 30% lumpur aktif pada digester tahap I ......................................................... 43

8.

Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan Produksi Gas (Yi) kombinasi 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 30% lumpur aktif pada digester tahap II........................................................ 45

9.

Produksi gas harian seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II ........................................................................... 47

10. Hasil pengujian nyala api biogas seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II ................................................ 49 11. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 10% lumpur aktif pada digester tahap I ......................................................... 51 12. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 10% lumpur aktif pada digester tahap II ........................................................ 53 13. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 20% lumpur aktif pada digester tahap I ......................................................... 55 14. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 20% lumpur aktif pada digester tahap II ........................................................ 57 15. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 30% lumpur aktif pada digester tahap I ......................................................... 59 16. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 30% lumpur aktif pada digester tahap II........................................................ 61 17. Nilai pH harian seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada pada digester tahap I dan digester tahap II .................................................................. 63

viii

18. Suhu harian seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II........................................................................... 65 19. Rancangan acak lengkap, tabel sidik ragam, dan uji lanjut Duncan nilai total volatile solid (TVS)................................................................................ 67

ix

1 PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG

Perkembangan industri kelapa sawit dalam beberapa tahun terakhir mengalami pertumbuhan yang sangat pesat. Hal ini terjadi karena adanya peningkatan permintaan atas penyediaan minyak nabati dan penyediaan biofuel bersumber dari crude palm oil (CPO) yang berasal dari kelapa sawit. Kelapa sawit memiliki potensi menghasilkan minyak sekitar 7 ton/hektar lebih tinggi dibandingkan dengan kedelai yang hanya 2 ton/hektar. Potensi ini terjadi karena Indonesia memiliki lahan yang luas, ketersediaan tenaga kerja, dan kesesuian agroklimat. Peningkatan luas perkebunan kelapa sawit telah mendorong tumbuhnya industri-industri pengolahan, diantaranya pabrik minyak kelapa sawit (PMKS) yang menghasilkan CPO. Pabrik minyak kelapa sawit merupakan industri pengolahan yang menghasilkan residu pengolahan berupa limbah. Menurut Naibaho (1996), PMKS hanya menghasilkan 25-30% produk utama berupa 20-23% CPO dan 5-7% inti sawit (kernel). Sementara sisanya sebanyak 70-75% adalah limbah. Limbah yang dihasilkan oleh pengolahan PMKS berupa limbah padat, limbah cair, dan limbah gas yang dapat mencemari lingkungan. Jumlah limbah cair yang dihasilkan oleh PMKS berkisar antara 600-700 liter/ton tandan buah segar (TBS) (Naibaho, 1999). Dengan perkiraan nilai di atas, limbah cair yang dihasilkan oleh PMKS di Indonesia dapat mencapai ratusan juta ton. Limbah ini merupakan sumber pencemaran potensial bagi manusia dan lingkungan, sehingga pabrik dituntut untuk melakukan pengolahan limbah melalui berbagai pendekatan teknologi pengolahan limbah. Permasalahan lain yang dihadapi oleh Indonesia beberapa tahun ini adalah keterbatasan bahan bakar minyak (BBM) yang digunakan sebagai sumber energi. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbarukan. Pemerintah telah menerbitkan Peraturan Presiden Republik Indonesia nomor 5 tahun 2005 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Salah satu sumber energi alternatif yang dimaksud adalah biogas. Biogas adalah gas produk akhir degradasi bahan organik secara anaerobik oleh bakteri metanogen. Bahan baku pembuatan biogas dapat berasal dari berbagai material organik, seperti feses sapi, feses kuda, batang dan daun jagung, jerami dan sekam padi, bahkan limbah yang mengandung material organik tinggi. Oleh karena itu, biogas merupakan salah satu cara pemanfaatan limbah yang potensial dan dapat dikembangkan baik di negara maju maupun di negara berkembang melalui berbagai teknologi pengolahan limbah. Pengolahan limbah menjadi biogas juga dapat dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTB) dan dapat diaplikasikan dalam kehidupan seharihari untuk lampu penerangan dan kegiatan memasak. Proses fermentasi anaerobik berlangsung dalam suatu digester dengan bantuan bakteri untuk menghasilkan biogas. Proses ini dapat dilakukan secara batch atau kontinyu. Pada proses secara kontinyu, setiap harinya substrat dimasukkan dengan laju alir tertentu sesuai masa retensi. Substrat berasal dari suatu material yang kaya akan bahan organik dan dicampurkan oleh lumpur aktif yang berasal dari feses sapi segar sebagai aktivator. Salah satu bahan organik yang memiliki potensi cukup besar adalah limbah cair pabrik minyak kelapa sawit. Reaksi pembentukan biogas terdiri dari empat tahapan reaksi yang membutuhkan kondisi optimum berbeda-beda pada tiap tahapnya, kemudian biogas akan terbentuk dan mendorong cairan sisa fermentasi keluar dari digester yang biasa disebut sebagai sludge. Akibat dari perbedaan kondisi optimum ini seringkali pembentukan biogas menjadi terhambat dan sludge yang dihasilkan masih berpotensi untuk menghasilkan biogas. Sebagai upaya

1

untuk mengoptimalkan produksi biogas, proses fermentasi dilakukan pada dua digester yang saling berhubungan. Salah satunya dapat dilakukan dengan merangkai digester saling berhubungan secara dua tahap, yaitu digester tahap I dan digester tahap II. Untuk mewujudkan dan merealisasikan pengolahan limbah cair kelapa sawit menjadi biogas yang lebih optimal, maka diperlukan penelitian guna memproduksi biogas berbahan baku limbah cair CPO menggunakan digester dua tahap. Limbah cair yang digunakan sebagai model dalam penelitian ini diperoleh dari PTPN VIII Kertajaya, Banten. Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat menjadi alternatif dalam mengatasi limbah cair yang dihasilkan dari pengolahan CPO dan juga dapat menghasilkan energi alternatif pengganti BBM secara lebih optimal.

1.2 1.

2. 3. 4.

TUJUAN Penelitian ini bertujuan untuk : Mengetahui volume gas yang dihasilkan oleh campuran limbah cair dan lumpur aktif dari feses sapi segar, serta prosentase peningkatan produksi biogas pada digester tahap II dibandingkan digester tahap I. Mengetahui pengaruh waktu fermentasi terhadap produksi gas berbagai kombinasi (limbah cair dan lumpur aktif) pada digester tahap I dan digester tahap II. Mengetahui pengaruh waktu fermentasi terhadap nilai pH berbagai kombinasi (limbah cair dan lumpur aktif) pada digester tahap I dan digester tahap II. Mengetahui pengaruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif terhadap nilai total volatile solid (TVS) akhir pada digester tahap I dan digester tahap II.

2

2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

PENGERTIAN BIOGAS

Biogas adalah campuran beberapa gas yang merupakan hasil fermentasi dari bahan organik dalam kondisi anaerobik, dengan gas yang dominan adalah gas metana (CH4) dan gas karbon dioksida (CO2). Komposisi biogas dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi biogas No Komponen Biogas Rumus 1 Metan CH4 2 Karbondioksida CO2 3 Nitrogen N2 4 Hidrogen H2 5 Oksigen O2 6 Hidrogen Sulfida H2S Sumber : Energy Resources Development dalam Kadir (1987)

Persentase (%) 55-65% 36-45% 0-3% 0-1% 0-1% 0-1%

Biogas mempunyai sifat mudah terbakar dan dapat menyala dengan sendirinya pada suhu 650750°C. Panas pembakaran yang dihasilkan berkisar antara 19,7 sampai dengan 23 Mega Joule (MJ)/m3. Energi yang dihasilkan setaraf dengan 21,5 MJ atau 563 Btu/ft 3. Kerapatan relatif sekitar 80% dari kerapatan udara dan 120% kerapatan metan (Yani dan Darwis, 1990). Biogas terdiri dari campuran metana (50-75%), CO2 (25-45%), dan sejumlah kecil H2, N2, dan H2S. Biogas digunakan sebagai energi alternatif untuk menghasilkan energi listrik, setiap satu m 3 metana setara dengan 10 kWh. Nilai ini setara dengan dengan 0,61 liter fuel oil, sebagai pembangkit listrik, energi yang dihasilkan oleh biogas setara dengan 60-100 watt lampu penerangan selama 6 jam (Hambali et al, 2007). Proses pembentukan biogas dipengaruhi oleh keberadaan jenis mikroba dan kondisi fermentasi anaerobik. Jenis mikroba yang digunakan dalam proses fermentasi anaerobik ini adalah bakteri methanogen. Pertumbuhan bakteri methanogen ini akan terhambat dalam konsentrasi oksigen terlarut 0,01 mg/L, sehingga kondisi proses tidak memperbolehkan adanya oksigen. Bakteri ini banyak ditemukan di dalam feses sapi, dasar danau, dan perairan payau (Yani dan Darwis, 1990). Selama ini pembakaran bahan bakar fosil akan menghasilkan gas karbon dioksida (CO 2) yang secara tidak langsung mengakibatkan efek rumah kaca (green house effect) dan bermuara pada pemanasan global (global warming). Namun, penggunaan biogas akan memberikan perlawanan terhadap efek rumah kaca karena biogas akan mensubstitusi penggunaan bahan bakar fosil sebagai sumber energi. Selain itu, gas metana yang dihasilkan secara alami oleh feses yang menumpuk merupakan gas penyumbang terbesar pada efek rumah kaca. Pembakaran metana pada biogas mengubahnya menjadi CO2 sehingga mengurangi jumlah metan di udara (Dahuri, 2007). Proses fermentasi anaerobik tidak hanya menghasilkan gas metana, tetapi juga menghasilkan buangan (sludge). Sludge dapat dimanfaatkan sebagai pupuk yang dapat memperbaiki struktur tanah dan memberikan kandungan unsur hara yang diperlukan oleh tanaman dan hasil metabolisme cacing tanah dimanfaatkan untuk menyuburkan tanah (Sahidu, 1983).

3

2.2

LIMBAH CAIR PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT

Pabrik kelapa sawit adalah pabrik yang mengelola bahan baku berupa kelapa sawit hingga menghasilkan CPO (crude palm oil) atau minyak kelapa sawit sebagai hasil utama dan inti sawit (palm kernel) sebagai hasil sampingan. Untuk menghasilkan CPO dan inti sawit terdapat tujuh stasiun kerja yang terkait, yaitu : stasiun penerimaan buah, stasiun perebusan, stasiun penebah, stasiun kempa, stasiun klarifikasi, stasiun pabrik biji dan stasiun penunjang yang mendukung kegiatan produksi seperti stasiun pembangkit tenaga, stasiun water treatment, laboratorium, dan pengolahan limbah. Proses pengolahan kelapa sawit menghasilkan limbah yang berasal dari stasiun-stasiun pengolahan. Limbah tersebut dapat dibedakan menjadi limbah padat dan limbah cair. Limbah padat yang berasal dari stasiun penebahan berupa tandan sawit kosong. Limbah padat yang berasal dari stasiun kempa berupa serat buah, sedangkan limbah padat yang berasal dari stasiun biji berupa cangkang inti sawit. Sebagian besar limbah-limbah tersebut dimanfaatkan sebagai sumber energi yang dibakar langsung (Loebis,1998) dalam Mahajoeno (2008). Limbah padat yang berasal dari stasiun klarifikasi berupa lumpur akan diolah bersama dengan limbah cair dan dialirkan ke kolam penampungan limbah. Limbah cair pabrik kelapa sawit merupakan limbah terbesar dari proses pengolahan kelapa sawit. Limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik minyak kelapa sawit berasal dari air kondensat pada proses sterilisasi, air dari proses klarifikasi, air hydrocyclone (claybath) dan air pencucian pabrik. Skema proses pengolahan kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Skema proses pengolahan kelapa sawit (Mahajoeno, 2008)

4

Menurut Eckenfelder (1980), parameter-parameter yang digunakan sebagai tolak ukur penilaian kualitas air, yaitu: biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total organik carbon (TOC), padatan tersuspensi dan teruapkan (suspended dan volatile solids), kandungan padatan keseluruhan, pH alkalinitas dan keasaman, kandungan nitrogen dan fosfor, dan kandungan logam berat. Berdasarkan Kepmen LH Nomor 51/MEN LH/10/1995, standar baku mutu pembuangan limbah cair pengolahan kelapa sawit dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Standar baku mutu limbah cair pengolahan kelapa sawit Parameter Baku Mutu Limbah pH 6-9 BOD (g/l) 110 COD (g/l) 250 TSS (g/l) 100 Kandungan Nitrogen Total (g/l) 20 Oil and grease (g/l) 30 Sumber : Kepmen LH Nomor 51/MEN LH/10/1995

2.3

PROSES FERMENTASI ANAEROBIK

Fermentasi bahan organik dapat terjadi dalam keadaan aerobik dan anaerobik. Fermentasi aerobik akan menghasilkan gas-gas amoniak (NH3) dan karbondioksida (CO2). Sedangkan fermentasi anaerobik akan menghasilkan biogas (Sahidu, 1983). Fermentasi anaerobik adalah proses pengolahan senyawa-senyawa organik yang terkandung dalam limbah menjadi gas metana dan karbon dioksida tanpa memerlukan oksigen (Manurung, 2004). Pada kondisi anaerobik, ruangan harus dalam keadaan tertutup dan tidak memerlukan oksigen. Hal ini dikarenakan pada fermentasi anaerobik digunakan bakteri metanogen yang pertumbuhannya akan terganggu apabila terdapat oksigen terlarut sebanyak 0,01 mg/l (Stafford et al, 1980). Bakteri yang dimaksud adalah bakteri anaerobik seperti Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcinae, dan Desulvobrio. Keseluruhan reaksi yang terjadi sering disederhanakan sebagai berikut : mikroorganisme Bahan organik

CH4 + CO2 + H2 + N2 + H2S Anaerobik

Reaksi pembentukan gas metana melalui fermentasi anaerobik dilakukan oleh berbagai aktivitas mikroorganisme. Reaksi fermentasi ini memiliki jalur metabolik yang cukup kompleks, terutama pada tahap asidogenesis. Tahap fermentasi anaerobik dapat digolongkan menjadi empat tahapan reaksi, yaitu tahap hidrolisis, tahap pembentukan asam (asidogenesis), tahap pembentukan asetat (asetogenesis) dan tahap pembentukan gas metana (metanogenesis). Proses hidrolisis berupa proses dekomposisi biomassa kompleks menjadi glukosa sederhana memakai enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme sebagai katalis. Hasilnya biomassa menjadi dapat larut dalam air dan mempunyai bentuk yang lebih sederhana. Proses asidogenesis merupakan proses perombakan monomer dan oligomer menjadi asam asetat, CO2, dan asam lemak rantai pendek, serta alkohol. Proses asetogenesis menghasilkan asam asetat, CO2, dan H2. Sementara proses methanogenesis merupakan perubahan senyawa-senyawa menjadi gas metana yang dilakukan oleh bakteri methanogenik (Gijzen, 1987). Skema reaksi fermentasi anaerobik disederhanakan pada Gambar 2.

5

Gambar 2. Skema reaksi fermentasi anaerobik (Drapcho, 2008) Tahap Hidrolisis Pada tahap hidrolisis, bahan organik padat maupun yang mudah larut berupa molekul besar dihancurkan menjadi molekul kecil agar molekul-molekul tersebut larut dalam air. Proses yang terjadi merupakan pemecahan enzimatik dari bahan-bahan yang tidak mudah larut seperti lemak, karbohidrat, protein, dan lain-lain menjadi bahan yang mudah larut, seperti asam amino, gula sederhana, asam lemak berantai pendek (Yani dan Darwis, 1990). Menurut Drapcho (2008), molekul-molekul kompleks tersebut terlalu besar untuk dapat ditransportasikan melewati membran sel bakteri sehingga perlu diuraikan oleh enzim khusus yang dilepaskan oleh bakteri. Pemecahan molekul-molekul kompleks tersebut dilakukan oleh dua tipe enzim, endoenzim disintesis dalam sel bakteri dan mendegradasi molekul bersamaan dalam sel dan eksoenzim yang juga disintesis dalam sel dan dilepaskan ke lingkungan sekitar bakteri. Saat menyentuh molekul kompleks, enzim akan melarutkan partikel dan substrat koloidal, kemudian substrat ini masuk ke dalam sel dan didegradasi oleh endoenzim (Gerardi, 2003). Polisakarida dihidrolisis menjadi glukosa oleh enzim selulase dan hemiselulase, protein dan lemak dihidrolisis menjadi asam amino dan asam lemak rantai panjang oleh protease dan lipase (Drapcho, 2008). Bakteri yang berperan dalam tahap hidrolisis ini adalah sekelompok bakteri anaerobik, seperti Bactericides dan Clostridia maupun anaerobik fakultatif, seperti Streptococci sp (Yadvika et al, 2004). Tahap Pembentukan Asam (Asidogenesis) Pada tahap asidogenesis, terjadi fermentasi hasil hidrolisis oleh bakteri pembentuk asam menjadi senyawa organik sederhana terutama asam lemak volatil (VFA), gas-gas CO2 dan H2, beberapa asam laktat dan etanol. Proses ini merupakan sumber energi populasi non-metanogenik (Werner et al. 1989).

6

Reaksi ini dimulai dengan konversi monomer gula menjadi piruvat (C 3H4O3), ATP, dan elektron pembawa molekul NADH melalui jalur metabolik pusat. Selanjutnya, piruvat dan asam amino difermentasi menjadi asam lemak rantai pendek – seperti asetat, propionat, butirat, suksinat – alkohol, CO2, dan H2. Proses fermentasi ini akan menghasilkan berbagai asam lemak rantai pendek, sehingga disebut sebagai tahap pembentukan asam (Drapcho,2008). Kadar pH yang terlalu rendah akan mempengaruhi pertumbuhan bakteri metanogen, karena kondisi fermentasi akan terhenti pada pH dibawah 5 (Yani dan Darwis, 1990). Kondisi pH menjadi faktor yang penting dalam pertumbuhan bakteri anaerobik, sehingga penambahan larutan penyangga diperlukan untuk mengoptimalkan pertumbuhan bakteri metanogen. Bakteri pembentuk asam mempunyai kemampuan lebih baik untuk bertahan terhadap perubahan lingkungan dibandingkan bakteri penghasil metana. Bakteri yang bekerja dalam tahap asidogenesis adalah bakteri asidogenesis seperti Syntrophoma nas wolfei (Bryant, 1987). Tahap Pembentukan Asetat (Asetogenesis) Pada tahap asetogenesis, sebagian besar hasil fermentasi asam harus dioksidasi di bawah kondisi anaerobik menjadi asam asetat, CO2, dan hidrogen yang akan menjadi substrat bakteri metanogen (Werner et al. 1989). Bakteri pembentuk oksidasi ini adalah bakteri syntrofik atau bakteri asetogen atau mikroba obligat pereduksi proton (Werner et al. 1989). Salah satunya adalah asam propionat akan dioksidasi oleh bakteri Syntrophobacter wolinii menjadi produk yang digunakan oleh bakteri metanogen dalam pembentukan gas metana (Weismann, 1991). Selain itu etanol perlu dioksidasi menjadi asetat dan hidrogen oleh bakteri asetogen, agar dapat digunakan sebagai substrat bakteri metanogen. CH3CH2OH + CO2

CH3COOH + 2H2

Saat bakteri asetogen memproduksi asetat, hidrogen akan ikut terbentuk. Jika terjadi akumulasi pembentukan hidrogen dan tekanan hidrogen, hal ini akan mengganggu aktivitas bakteri asetogen dan kehilangan produksi asetat dalam jumlah besar. Oleh karena itu, bakteri asetogen mempunyai hubungan simbiosis dengan bakteri pembentuk metana yang menggunakan hidrogen untuk memproduksi metana. Hubungan simbiosis ini akan mempertahankan konsentrasi hidrogen pada tahap ini tetap rendah, sehingga bakteri asetogen dapat bertahan (Gerardi, 2003). Tahap Pembentukan Gas Metana (Methanogenesis) Tahap ini merupakan akhir dari keseluruhan proses konversi anaerobik dari bahan organik menjadi gas metana dan karbon dioksida. Bakteri yang bekerja pada tahap ini adalah bakteri metanogen, misalnya Methanobacterium omelianski, Methanobacterium ruminantium, Methanosarcina, dan Methanococcus (Yani dan Darwis, 1990). Pada tahap metanogenesis, terjadi fermentasi metana secara dua tipe reaksi. Hydrogenotrophic methanogenesis, yaitu CO2 dan H2 diubah menjadi metana dan air dan kedua acetoclastic methanogenesis, yaitu asetat diubah menjadi metana dan CO2 (Werner et al, 1989). Sedangkan menurut Gerardi (2003), terdapat satu tipe reaksi tambahan, yaitu methyltrophic methanogenesis yang terjadi pada substrat yang mengandung grup methyl (-CH3), misalnya methanol (CH3OH) dan methylamines [(CH3)3-N]. 

Produksi metana : hydrogenotrophic methanogenesis H2 + CO2 CH4



Produksi metana : acetoclastic methanogenesis Asetat CH4

7



Produksi metana : methyltrophic methanogenesis Methanol CH4

Selain bakteri metanogen, terdapat kelompok bakteri Desulvobrio yang memanfaatkan unsur sulfur (S) dan membentuk gas H2S. Menurut Mosey (1983), yang menggunakan glukosa sebagai sampel untuk menjelaskan bagaimana peranan keempat tahapan serta bakteri tersebut dalam menguraikan senyawa ini menjadi gas metana dan karbon trioksida sebagai berikut :

2.4



Acid forming bacteria menguraikan senyawa glukosa menjadi : C6H12O6 + 2H2O 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2 (as. Asetat) C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2 (as. Butirat) C6H12O6 + 2H2 2CH3CH2COOH + 2H2O (as. Propionat)



Acetogenic bacteria menguraikan asam propionat dan asam butirat menjadi : CH3CH2COOH CH3COOH + CO2 +3H2 (as. Asetat) CH3CH2CH2COOH 2CH3COOH + 2H2 (as. Asetat)



Acetoclastic methane menguraikan asam asetat menjadi : CH3COOH CH4 + CO2 (metana) Hydrogenotrophic methane menguraikan hidrogen dan karbon dioksida menjadi: 2H2 + CO2 CH4 + 2H2O (metana)

DIGESTER DUA-TAHAP

Fermentasi anaerobik untuk menghasilkan biogas umumnya menggunakan continuously stirred tank reactor (CSTR) dan plug-flow reactor (Wilkie et al, 2004). Pengoperasian CSTR konvensional secara satu-tahap lebih sederhana tetapi kurang efisien dalam menghasilkan sludge yang berkualitas dibandingkan dengan konfigurasi reaktor lain seperti upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor atau sistem reaktor dua-tahap (Kaparaju et al., 2009). Organisme pada tahapan asidogenesis dan metanogenesis mempunyai perbedaan dalam kondisi pH optimum, tingkat pertumbuhan, dan kinetika konsumsi nutrient. Perbedaan keadaan optimum tersebut menunjukkan bahwa sistem reaktor dua-tahap lebih unggul digunakan dalam CSTR (Drapcho, 2008). Pada sistem reaktor dua-tahap, tahap singkat asidogenesis terjadi pada digester pertama dan diikuti oleh tahap panjang metanogenesis pada digester kedua (Demirel dan Yenigun, 2002). Pada penelitian Boe (2006), menggunakan digester bertahap dengan prosentase volume 90/10 atau 80/20 antara dua reaktor menunjukkan peningkatan produksi biogas sebesar 11% dibandingkan penggunaan tradisional CSTR satu-tahap. Selain itu, hasil pemodelan dari penelitian menyatakan bahwa semakin lama waktu retensi pada digester kedua, semakin tinggi metana yang dihasilkan dari keseluruhan tahap digester (Boe dan Batstone, 2005).

8

2.5

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PROSES ANAEROBIK

Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi biogas antara lain : karakteristik substrat, mikroorganisme, keberadaan oksigen, pH, suhu, pengadukan, keberadaan sulfur. Karakteristik substrat Mikroorganisme membutuhkan nutrisi untuk melakukan proses fermentasi anaerobik. Nutrisi terdiri dari unsur makro seperti seperti karbon, nitrogen, fosfor, sulfur, dan lain-lain serta unsur mikro seperti natrium, kalsium, magnesium, cobalt, zinkum, besi dan lain-lain. Nutrisi berupa sumber karbon dan sumber nitrogen sangat dibutuhkan mikroorganisme untuk tumbuh dan berkembang, khususnya oleh mikroorganisme yang bekerja dalam proses anaerobik. Apabila ketersediaan nitrogen tidak mencukupi, bakteri tidak dapat memproduksi enzim yang dibutuhkan untuk mensintesis senyawa (substrat) yang mengandung karbon. Sebaliknya ketersediaan nitrogen yang terlalu melimpah akan menghambat pertumbuhan bakteri, dalam hal ini terutama bahan yang kandungan amonianya sangat tinggi (Yani dan Darwis, 1990). Imbangan karbon (C) dan nitrogen (N) yang terkandung dalam bahan organik sangat menentukan kehidupan dan aktivitas mikroorganisme. Imbangan C/N yang optimum bagi mikroorganisme perombak adalah 20-25. Feses (feses dan urine) sapi perah memunyai kandungan C/N sebesar 18. Karena itu, perlu ditambah dengan limbah pertanian lain yang mempunyai imbangan C/N yang tinggi (lebih dari 30) (Simamora et al. 2006). Kebutuhan unsur karbon dapat dipenuhi dari karbohidrat, lemak, dan asam-asam organik, sedangkan kebutuhan nitrogen dipenuhi dari protein, amoniak dan nitrat. Perbandingan C/N substrat akan mempengaruhi aktivitas mikroba dalam memproduksi biogas (Fry, 1974). Mikroorganisme Bakteri yang berperan dalam pembentukan biogas adalah bakteri pendegradasi, bakteri pembentuk asam, bakteri asetogen dan bakteri pembentuk gas metana. Bakteri pendegradasi terdiri atas bakteri selulolitik, bakteri proteolitik, dan lipolitik. Bakteri-bakteri ini akan mengubah protein, selulosa, dan lemak menjadi asam amino, glukosa, dan asam lemak. Bakteri pembentuk asam akan berperan dalam fermentasi hasil hidrolisis menjadi asam-asam lemak volatil, seperti asam butirat, propionat, laktat, asetat, dan alkohol. Bakteri asetogen berperan dalam mengoksidasi hasil fermentasi asam menjadi asam asetat, CO2, dan hidrogen yang menjadi substrat bakteri metana. Bakteri pembentuk gas metana berperan dalam merombak asam asetat menjadi metan dan CO2 oleh kelompok bakteri metanogen asetotrofik, serta hidrogen dan CO2 menjadi metana dan air oleh kelompok bakteri metanogen hidrogenotrofik (Bitton, 1999). Keberadaan oksigen Sebagian besar bakteri pembentuk asam adalah fakultatif anaerobik, sehingga keberadaan oksigen tidak terlalu mempengaruhi aktivitas mikroba. Namun bakteri pembentuk methan adalah obligatori anaerobik, sehingga keberadaan oksigen sebanyak 0,01 mg/L akan menghambat pertumbuhan bakteri pembentuk metana. Kondisi anaerobik ini dapat dicapai dengan menggunakan reaktor tertutup, dengan keberadaan sejumlah kecil oksigen akan dikonsumsi dengan segera oleh bakteri pembentuk asam (Deublein, 2008)

Derajat keasaman (pH) Derajat keasaman (pH) adalah ukuran keasaman atau kebasaan dari suatu bahan. Bakteri metanogen sangat sensitif terhadap perubahan pH lingkungan. Nilai pH terbaik dalam memproduksi

9

biogas berkisar antara 7,0. Apabila nilai pH di bawah 6,5, aktivitas bakteri metanogen akan menurun dan pH di bawah 5,0, aktivitas fermentasi akan terhenti (Yani dan Darwis, 1990). Oleh karena itu, untuk mempertahankan pH berkisar antara 6,8-8,5 perlu ditambahkan kapasitas penyangga (buffer capacity) seperti ammonium hidroksida, larutan kapur, natrium karbonat, dan lain-lain (Bitton,1999). Suhu Pengklasifikasian bakteri berdasarkan suhu dalam fermentasi anaerobik terbagi menjadi tiga, yaitu psychrophilic (10-20°C), mesophilic (20-40°C), dan thermophilic (40-60°C) (Drapcho, 2008). Menurut Sahidu (1983), suhu optimum pertumbuhan bakteri anaerobik berkisar antara 30-35°C, sedangkan menurut Kadir (1987), suhu yang baik untuk proses fermentasi anaerobik berkisar antara 30°-55°C. Namun, sebagian bakteri mampu untuk memproduksi metana pada tingkat suhu yang sangat rendah (0,6-1,2°C). Pada umumnya suhu terendah dimana mikoorganisme tumbuh adalah 11°C, dibawah -25°C aktivitas enzim akan terhenti (Deublein, 2008). Produksi biogas lebih cepat pada suhu thermophilic dibandingkan dengan mesophilic, tetapi tidak boleh terjadi perubahan suhu secara mendadak. Fluktuasi suhu pada digester harus sekecil mungkin, <1°C per hari untuk thermophilic dan <2-3°C per hari untuk mesophilic. Fluktuasi suhu akan berpengaruh terhadap aktivitas dari bakteri pembentuk metana (Gerardi, 2003). Pengadukan Pengadukan bertujuan untuk mendistribusikan bakteri, substrat, dan nutrient agar menyebar secara merata di dalam digester. Peningkatan produksi metana dipengaruhi oleh pengadukan, karena aktivitas metabolisme dari bakteri pembentuk asetat dan bakteri pembentuk metana membutuhkan jarak yang saling berdekatan. Selain itu, pengadukan dapat mengurangi terjadinya pemisahan sludge dan terbentuknya scum (Gerardi, 2003). Keberadaan Sulfur Konsentrasi sulfur dapat ditemukan pada suatu limbah dalam jumlah yang besar. Sulfat menjadi suatu masalah, karena H2S terbentuk sebelum tahap pembentukan methan. H2S dapat menghambat proses pembentukan methan. SO42- + 4H2 SO42- + CH3COOH

H2S + 2H2O + 2OHH2S + 2HCO3-

Sulfida terlarut dalam air limbah di atas 50 mg/l tidak menyebabkan masalah dalam pembentukan metana, jika pH di bawah 6,8 di dalam suatu digester. Mikroorganisme dapat beradaptasi terhadap sulfida dan dapat bertahan pada 600 mg/l Na2S dan 1000 mg/l H2S (Deublin, 2008). Peningkatan H2S dalam suatu digester dapat diatasi dengan meningkatkan nilai pH, menambah garam besi, dan menggunakan digester dua tahap. Penghilangan komponen sulfur dapat dicapai dengan mudah pada digester tahap satu (Deublin, 2008).

10

3 METODOLOGI

3.1

WAKTU DAN TEMPAT

Penelitian mengenai produksi gas dari limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dengan menggunakan digester dua tahap dilakukan pada bulan Februari sampai dengan April 2011. Penelitian ini dimulai dengan pengambilan sampel limbah cair pengolahan kelapa sawit di PTPN VIII Kertajaya, Banten, analisis bahan baku dan sampel di Laboratorium Analisis, Departemen Teknologi Industri Pertanian, serta proses produksi biogas menggunakan digester dua tahap dilakukan di Laboratorium Pengelolaan Limbah Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Institut Pertanian Bogor.

3.2

BAHAN DAN ALAT

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini yaitu limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dari limbah pabrik CPO PTPN VIII Kertajaya. Inokulum yang digunakan yaitu lumpur aktif yang berasal dari campuran lumpur digester anaerobik yang telah aktif menghasilkan biogas dari laboratorium Pengelolaan Limbah Fakultas Peternakan dan feses sapi segar (yang baru keluar) dari laboratorium lapang Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor. Bahan-bahan lain yang digunakan antara lain : larutan NaOH 40%, larutan H2SO4 pekat, larutan H3BO3 4%, BCG-MR, HCl 0,01 N, selen, buffer karbonat, aquades. Peralatan yang dibutuhkan dalam pembuatan biogas antara lain, tangki digester dua tahap, gasflow meter, selang plastik diameter 3 inchi, pipa, sentrifuge, alat destilasi yang dilengkapi dengan kondensor, oven, tanur pembakaran, timbangan analitik, erlenmeyer, gelas ukur, gelas piala, labu Kjedahl, labu destilasi, pembakar Bunsen, tabung reaksi, pipet, buret, indikator pH, thermometer, stopwatch, cawan pengabuan, dan sebagainya.

3.3

TAHAPAN PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan dalam beberapa tahapan. Masing-masing tahapan dirancang untuk mencapai tujuan khusus yang diinginkan.

3.3.1

Pengambilan Bahan Baku

Tahap ini bertujuan untuk memperoleh bahan baku yang digunakan sebagai substrat dalam pembuatan biogas. Bahan baku berasal dari limbah cair pengolahan minyak kelapa sawit pabrik PTPN VIII Ketajaya, Banten. Pengambilan bahan baku sebanyak 800 liter menggunakan drum-drum penyimpanan air.

3.3.2

Analisis Bahan Baku

Tahap ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik bahan baku limbah cair. Analisis yang dilakukan meliputi pH, TVS, dan C/N rasio. Analisis pH bertujuan untuk mengetahui tingkat keasaman dari limbah cair, analisis TVS bertujuan untuk mengetahui kandungan bahan organik limbah cair, dan analisis C/N rasio bertujuan untuk mengetahui kesesuaian karakteristik limbah cair untuk dijadikan substrat dalam fermentasi anaerobik. Prosedur uji masing-masing analisis dapat dilihat pada Lampiran 1.

11

3.3.3

Penelitian Pendahuluan

Tahap ini bertujuan untuk mendapatkan lumpur aktif yang digunakan sebagai starter. Starter merupakan media yang telah diinokulasikan sejumlah mikroorganisme agar mampu beradaptasi terhadap media fermentasi, sehingga lag phase sebagai tahap awal fermentasi dilewati. Lumpur aktif dibuat dengan cara mencampurkan feses sapi segar dan lumpur dari digester anaerobik yang telah aktif menghasilkan biogas yang selalu tersedia di Laboratorium Pengelolaan Limbah, Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan karena dimasukkan sejumlah substrat feses sapi segar setiap harinya ke dalam digester. Lumpur aktif ini nantinya akan dicampurkan dengan limbah cair untuk menurunkan rasio C/N campuran limbah cair dan lumpur aktif berada pada rentang C/N optimum, yaitu sekitar 20-25. Selain itu, lumpur yang berasal dari digester anaerobik yang telah aktif menghasilkan biogas digunakan karena telah beradaptasi dengan kondisi lingkungan sehingga dapat mempersingkat waktu start-up bakteri (Gerardi, 2003). Lumpur yang berasal dari digester anaerobik yang telah menghasilkan biogas dicampur dengan feses sapi segar dengan perbandingan 20 : 80 pada suhu ruangan, kemudian dilakukan pengadukan untuk menghomogenkan kedua campuran. Diagram alir pembuatan lumpur aktif dari feses sapi dapat dilihat pada Gambar 3. Lumpur anaerobik

Feses sapi

Pengadukan

Lumpur aktif Gambar 3. Diagram alir pembuatan lumpur aktif Hal lain yang dilakukan sebelum melakukan penelitian utama adalah membuat alat digester dua tahap. Alat ini terdiri dari dua tangki bervolume 20 liter yang dihubungkan oleh sebuah pipa. Sedangkan pengukuran volume gas dilakukan menggunakan alat terpisah, yaitu gasflow meter yang dihubungkan langsung dengan kran gas. Gambar alat digester dua tahap ini dapat dilihat pada Gambar 4.

(a) (b) Gambar 4. (a) Digester dua tahap ; (b) gasflow meter Keterangan : A = pemasukan (inlet); B = pengeluaran (outlet); C = kran penghubung; D = pengaduk; E = kran gas; F = digester tahap I; G = digester tahap II

12

3.3.4

Penelitian Utama

Tahap ini bertujuan untuk memproduksi biogas dari perlakuan anaerobik dan mengetahui pengaruh waktu fermentasi terhadap produksi gas serta nilai pH dari perlakuan kombinasi substrat (limbah cair dan lumpur aktif) pada kedua digester yang dirangkai bertahap. Diagram alir tahap perlakuan anaerobik dapat dilihat pada Gambar 5.

Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit

Analisis bahan baku (pH, TVS, C/N rasio)

Lumpur Aktif

Pencampuran

Limbah cair : Lumpur aktif (90:10, 80:20, 70:30)

Analisis awal (pH, TVS dan C/N rasio)

Pengisian campuran (limbah cair dan lumpur aktif) pada digester tahap I hingga penuh

Pengisian campuran secara kontinyu (limbah cair dan lumpur aktif) dengan laju alir 0,375 l/hari selama 40 hari masa fermentasi anaerobik

Biogas pada digester tahap I dan digester tahap II

-Pengukuran pH -Pengukuran suhu -Pengukuran volume biogas Dilakukan setiap hari pukul 09.00 (pada digester tahap I dimulai dari hari ke-3)

-Pengukuran pH -Pengukuran suhu -Pengukuran volume biogas Dilakukan setiap hari pukul 09.00 (pada digester tahap II dimulai dari hari ke-11)

Cairan sisa fermentasi pada digester tahap I dan digester tahap II

Analisis akhir TVS pada digester tahap I dan digester tahap II

Gambar 5. Diagram alir proses produksi biogas

13

Limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dicampurkan dengan lumpur aktif hasil dari penelitian pendahuluan untuk mendapatkan substrat dengan kombinasi 90% limbah cair dan 10% lumpur aktif (90LC:10LA), 80% limbah cair dan 20% lumpur aktif (80LC:20LA), serta 70% limbah cair dan 30% lumpur aktif (70LC:30LA). Sebelum campuran ini dimasukkan ke dalam digester, terlebih dahulu dianalisis pH, TVS dan C/N rasio untuk mengetahui potensinya dalam memproduksi biogas. Masing-masing campuran limbah cair dan lumpur aktif yang telah ditentukan sebanyak 15 liter dimasukkan ke dalam tangki digester tahap I hingga penuh, kemudian pada hari berikutnya dimasukkan campuran limbah cair dan lumpur aktif dengan laju alir 0,375 liter/hari melalui lubang pemasukan digester tahap I. Pengumpanan substrat ini dilakukan selama 40 hari hingga digester tahap II penuh. Waktu retensi substrat dan lumpur aktif berada dalam tangki digester adalah 40 hari. Dokumentasi selama kegiatan penelitian dapat dilihat pada Lampiran 2. Analisis yang dilakukan pada fermentasi anaerobik ini adalah TVS yang dilakukan pada awal dan akhir fermentasi anaerobik. Analisis-analisis yang dilakukan tiap harinya adalah pH, suhu, dan volume biogas pada digester tahap I dan digester tahap II yang dihasilkan per hari, digester tahap I dimulai dari hari ke 3 dan digester tahap II dimulai dari hari ke 11. 3.4 RANCANGAN PERCOBAAN DAN ANALISIS DATA Rancangan percobaan yang digunakan untuk perlakuan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan satu faktor, yaitu kombinasi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif (τi). Rancangan percobaan ini digunakan pada masing-masing digester yaitu digester tahap I dan digester tahap II. τi= faktor kombinasi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : lumpur aktif τ1 = 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit:10% lumpur aktif (90LC:10LA) τ2 = 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit:20% lumpur aktif (80 LC:20LA) τ3 = 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit:30% lumpur aktif (70 LC:30LA) Model rancangan percobaan yang digunakan adalah :

Yij = µ + τi + εij

Yij µ τi εij

= = = =

nilai pengamatan TVS pada faktor ke-i dan ulangan ke-j nilai tengah / rata-rata sebenarnya pengaruh sebenarnya dari taraf ke-i faktor τ pengaruh galat pada percobaan

Analisis yang digunakan adalah Analisis Regresi Linear dan Analisis Keragaman. Analisis Regresi Linear bertujuan untuk mempelajari bentuk hubungan antara satu atau lebih peubah bebas (X) dengan satu peubah tak bebas (Y), yaitu produksi gas dan pH sebagai peubah tak bebas dan waktu (hari ke-) sebagai peubah bebas. Pengolahan data ini dilakukan menggunakan perangkat lunak Microsoft Excel Data Analysis pada taraf beda nyata (P<0,05). Persamaan umum dari regresi linear sederhana adalah: Y= α + βX

14

Keterangan : Y = peubah tak bebas yang diprediksikan (nilai produksi gas dan pH) α = konstanta β = koefisien regresi X terhadap Y X = peubah bebas yang mempunyai nilai tertentu (hari ke-) Dimana nilai α dan β dapat dihitung dengan persamaan berikut :

dan

Analisis Regresi Linear memiliki nilai R (koefisien korelasi) yang menunjukkan keeratan hubungan linear antara peubah bebas (X) dan peubah tak bebas (Y), serta R2 (koefisien determinan) yang menunjukkan ukuran proporsi keragaman total nilai peubah tak bebas (Y) yang dapat dijelaskan oleh nilai peubah bebas (X) melalui hubungan linear. Persamaan rumus nilai R adalah

Bentuk hipotesis yang diuji pada analisis regresi linier adalah sebagai berikut :  Pengaruh waktu fermentasi (Xi) terhadap produksi gas (Yi) pada masing-masing perlakuan: H0 = Waktu fermentasi (hari ke-) (Xi) tidak berpengaruh nyata terhadap produksi gas (Yi) H1 = Waktu fermentasi (hari ke-) (Xi) berpengaruh nyata terhadap produksi gas (Yi)  Pengaruh waktu fermentasi (Xi) terhadap nilai pH (Yi) pada masing-masing perlakuan: H0 = Waktu fermentasi (hari ke-) (Xi) tidak berpengaruh nyata terhadap nilai pH (Yi) H1 = Waktu fermentasi (hari ke-) (Xi) berpengaruh nyata terhadap nilai pH (Yi) Sedangkan bentuk hipotesis yang diuji pada Analisis Keragaman adalah sebagai berikut : 

Pengaruh perlakuan kombinasi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif (90LC:10LA, 80LC:20LA, dan 70LC:30LA) terhadap nilai TVS pada digester tahap I: H0 = Perlakuan kombinasi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif tidak berpengaruh nyata terhadap nilai TVS pada digestert tahap I H1 = Perlakuan kombinasi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif berpengaruh nyata terhadap nilai TVS pada digester tahap I



Pengaruh perlakuan kombinasi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif (90LC:10LA, 80LC:20LA, dan 70LC:30LA) terhadap nilai TVS pada digester tahap II: H0 = Perlakuan kombinasi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif tidak berpengaruh nyata terhadap nilai TVS pada digestert tahap II H1 = Perlakuan kombinasi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif berpengaruh nyata terhadap nilai TVS pada digester tahap II

15

Analisis data dilakukan menggunakan analisis ragam pada taraf beda nyata (P<0,05). Jika hasil analisis ragam berbeda nyata, dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan untuk melihat perlakuan mana yang berbeda, dengan rumus :

Keterangan : α = Nilai tabel Duncan pada taraf nyata α p = Jarak peringkat 2 perlakuan dbg = Nilai derajat bebas galat KTG = Nilai kuadrat tengah galat r = Banyaknya ulangan

16

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 KARAKTERISTIK BAHAN BAKU 4.1.1

Limbah Cair Kelapa Sawit

Hasil analisis karakteristik kimia limbah cair pabrik minyak kelapa sawit PTPN VIII Kertajaya seperti yang dipaparkan pada Tabel 3 menunjukkan bahwa limbah mempunyai pH 5,12; BOD 20.816 mg/l; karbon 21.335 mg/l; nitrogen 489 mg/l; dan TVS 4250 mg/L. Keseluruhan parameter berada di atas ambang baku mutu nilai yang telah ditetapkan oleh MenKLH (1995), sehingga limbah cair pabrik minyak kelapa sawit yang mempunyai kandungan bahan organik tinggi berpotensi dijadikan sebagai substrat dalam proses fermentasi anaerobik. Tabel 3. Karakteristik limbah cair minyak kelapa sawit PTPN VIII Kertajaya Apriani (2009) Baku Mutu Parameter Nilai (Limbah cair PTPN VIII Limbah* Kertajaya) pH BOD (mg/l) Karbon (mg/l) Kandungan nitrogen total (mg/L) C/N rasio Total volatile solid (TVS) (mg/L) *MenKLH (1995)

5,12 21.335

4,4 20.816 -

6-9 110 100

489

-

20

43,63 42.500

-

-

-

-

Menurut Zhang et al. (2008), pengolahan fermentasi anaerobik lebih potensial dilakukan untuk penanganan limbah cair pabrik minyak kelapa sawit karena tingginya karakteristik bahan organik sebagaimana yang dinyatakan oleh Apriani (2009), bahwa nilai BOD limbah cair pabrik minyak kelapa sawit PTPN VIII Kertajaya, Banten mencapai 20.816,67 mg/L. Bahan-bahan organik ini adalah senyawa yang difermentasikan pada proses anaerobik menjadi gas metana dan karbon dioksida. Nilai C/N pada bahan baku limbah cair pabrik minyak kelapa sawit sebesar 43,63. Nilai ini terlalu tinggi dari nilai optimum sebagaimana yang dinyatakan oleh Simamora et al. (2006), bahwa imbangan C/N yang optimum bagi mikroorganisme perombak adalah 20-25. Upaya penurunan imbangan C/N dilakukan dengan menambahkan feses sapi segar yang mempunyai kandungan C/N sebesar 18. Cairan dari rumen yang diambil dari kompartemen perut sapi dipilih sebagai campuran substrat dalam fermentasi anaerobik limbah cair kelapa sawit, karena ekosistem rumen terdiri dari mikroorganisme obligat anaerobik termasuk bakteri anaerobik, fungi, protozoa, Archaea metanogen dan bakteri pembentuk metana dari genus Methanobrevibacter (Alrawi, 2011).

4.1.2

Starter (Lumpur Aktif)

Lumpur adalah campuran zat padat (solid) dengan cairan (air) dengan kadar solid yang rendah (antara 0,25%-6%). Pada penelitian ini, lumpur aktif diperoleh dengan mencampurkan 80% feses sapi segar dan 20% lumpur digester yang telah aktif menghasilkan biogas pada suhu ruang. Lumpur

17

digester aktif ini tersedia setiap saat di Laboratorium Pengelolaan Limbah, Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, karena selalu dimasukkan sejumlah feses sapi segar ke dalam digester setiap harinya. Pembuatan lumpur aktif dilakukan setiap hari sebelum dicampurkan dengan limbah cair dan dimasukkan ke dalam digester. Lumpur aktif berfungsi sebagai starter, yaitu media yang telah diinokulasikan sejumlah mikroorganisme agar mampu beradaptasi terhadap media fermentasi, sehingga lag phase sebagai tahap awal fermentasi dilewati. Feses sapi segar dipilih karena mempunyai imbangan C/N lebih rendah, sebesar 18 yang dapat menurunkan imbangan C/N limbah cair menjadi berada di antara rentang C/N optimum yaitu 20-25 dan mengandung sejumlah mikroorganisme fakultatif anaerobik maupun obligat anaerobik. Selain itu, lumpur dari digester yang telah aktif menghasilkan biogas dipilih sebagai campuran karena telah beradaptasi dengan kondisi lingkungan fermentasi sehingga dapat mempersingkat waktu adaptasi bakteri (Gerardi, 2003).

4.1.3

Substrat (Limbah Cair dan Lumpur Aktif)

Substrat yang digunakan dalam fermentasi anaerobik berasal dari campuran limbah pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif dari feses sapi segar. Sebelum dimasukkan ke dalam digester tahap I untuk dilakukan proses fermentasi, substrat terlebih dahulu dianalisis kandungan karbon, nitrogen, pH dan TVS untuk mengetahui potensi substrat dalam menghasilkan biogas. Pada hari berikutnya, substrat dimasukkan dengan laju alir 0,35 l/hari selama 40 hari waktu fermentasi melalui lubang pemasukan digester tahap I, hingga digester tahap II penuh. Hasil analisis substrat dapat dilihat pada Tabel 4.

Parameter Karbon (mg/l) Nitrogen (mg/l) pH C/N TVS (%)

Tabel 4. Karakteristik substrat (campuran limbah cair dan lumpur aktif) Komposisi Limbah Cair Kelapa Sawit dan Lumpur Aktif 90LC : 10LA 80LC : 20LA 70LC : 30LA 14.400 646,80 5 22,26 2,56

20.500 672,41 6 30,48 3,77

19.600 660,60 5,67 29,67 3,62

Berdasarkan hasil analisis, nilai C/N optimum terdapat pada substrat 90LC:10LA sebagaimana yang dinyatakan oleh Simamora et al. (2006), bahwa imbangan C/N yang optimum bagi mikroorganisme perombak adalah 20-25. Nilai C/N terlalu tinggi mengindikasikan kurangnya unsur nitrogen yang akan berakibat buruk pada pertumbuhan mikroorganisme dan sintesis sel baru bagi mikroorganisme karena sebanyak 18% sel bakteri terdiri dari unsur N, sedangkan nilai C/N terlalu rendah akan meningkatkan produksi ammonia dan menghambat pembentukan biogas (Deublein, 2008). Oleh karena itu, substrat dengan kombinasi 90LC:10LA mempunyai potensi terbesar dalam menghasilkan biogas. Total volatile solid merupakan jumlah padatan organik pada substrat. Nilai TVS tertinggi adalah kombinasi 80LC:20LA sebesar 3,77%, diikuti oleh kombinasi 70LC:30LA dan 90LC:10LA sebesar 3,62% dan 2,56%. Menurut Gerardi (2003), semakin tinggi TVS yang diumpankan ke dalam digester, semakin tinggi pula jumlah volatile fatty acid (VFA) yang terbentuk dalam digester. Jumlah VFA yang tinggi akan berpengaruh terhadap alkalinitas dan pH dari digester, sehingga substrat yang mempunyai jumlah TVS yang tinggi sebaiknya diumpankan secara perlahan ke dalam digester anaerobik. Apabila pH di dalam digester terlalu tinggi dapat menghambat aktivitas bakteri pembentuk

18

metana. Pada hasil analisis, kombinasi 80LC:20LA memiliki TVS tertinggi sehingga mempunyai potensi terjadinya gangguan terhadap nilai pH dan produksi biogas dengan laju pengumpanan setara dengan lainnya.

4.2 PRODUKSI GAS 4.2.1

Akumulasi Gas

Hasil penelitian produksi gas dari limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan lumpur aktif menggunakan digester dua tahap sistem kontinu skala laboratorium volume 15 liter dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Total produksi biogas pada masing-masing perlakuan Digester Tahap keTotal Peningkatan Kombinasi Limbah Cair Waktu Volgas Produksi Volgas dan Lumpur Aktif (hari) I II (Liter) Tahap II (%) 90 : 10 40 4 ± 3,52 7,35 ± 4,07 11,35 83,75 80 : 20 40 1,08 ± 0,55 2,39 ± 2,14 3,47 121,29 70 : 30 40 1,77 ± 2,02 2,57 ± 3,57 4,34 45,19 Produksi gas tertinggi adalah kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap II sebesar 7,35 liter (L), sedangkan produksi gas terendah adalah kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap I sebesar 1,08 liter (L) dengan waktu retensi selama 40 hari. Hal ini telah dijelaskan sebelumnya bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi perbedaan produksi gas pada tiap perlakuan adalah kandungan C/N rasio substrat, TVS, serta nilai pH. Nilai standar deviasi pada perlakuan terlihat sangat tinggi sekali dikarenakan respon pada masing-masing ulangan dalam satu perlakuan berbeda-beda. Hal ini ditunjukkan pada produksi gas kombinasi 80LC:20LA pada R2 sebesar 0 L, dikarenakan oleh banyak faktor seperti terjadinya kebocoran pada digester atau faktor lain yang menyebabkan aktivitas mikroba terhenti, selain faktor pH dan suhu. Produksi gas pada digester tahap II lebih tinggi dibandingkan pada digester tahap I dengan prosentase peningkatan produksi gas tertinggi pada 80LC:20LA sebesar 121,29% diikuti oleh 90LC:10LA dan 70LC:30LA sebesar 83,75% dan 45,19%. Hasil ini melebihi penelitian Boe (2006) yang menyatakan produksi gas pada digester bertahap meningkat sebesar 11% dibandingkan digester satutahap, dengan perbandingan volume digester tahap I dan II adalah 90/10 atau 80/20. Grafik akumulasi produksi gas pada masing-masing perlakuan dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Akumulasi produksi biogas

19

Produksi gas yang relatif rendah dibandingkan penelitian Apriani (2009), yang mampu menghasilkan gas sebesar 20 liter (L) dikarenakan penelitian ini menggunakan suhu mesofil yang mempunyai laju produksi gas lebih rendah dibandingkan suhu termofil. Namun pada kondisi penelitian yang mesofilik, mikroorganisme akan tetap memproduksi gas selama fluktuasi suhu dijaga ± 2°C (Gerardi, 2003). Produksi gas masing-masing kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II akan dijelaskan lebih rinci pada sub sub-bab 4.2.2.

4.2.2

Produksi Gas pada Berbagai Kombinasi Substrat

Produksi gas kombinasi 90LC:10LA, pada digester tahap I menghasilkan biogas sebanyak 4 liter (L) dengan keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan produksi gas (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi cukup tinggi, bernilai positif, dan nyata sebesar 0,667. Banyaknya produksi gas ini sekitar 44,50% ditentukan oleh lamanya waktu fermentasi sedangkan 55,50% ditentukan oleh faktor lain. Waktu fermentasi (Xi) memberikan pengaruh nyata terhadap produksi gas (Yi) dengan garis regresi yang diperoleh yaitu Y = 0,006X – 0,023, perubahan sebesar satu hari akan berpengaruh terhadap produksi gas sebesar 0,006 liter (L). Pada digester tahap II menghasilkan biogas sebanyak 7,35 liter (L) dengan keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan produksi gas (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi cukup tinggi, bernilai positif, dan nyata sebesar 0,855. Sekitar 73,15% dari jumlah produksi gas ditentukan oleh lamanya waktu fermentasi sedangkan 26,75% dipengaruhi oleh faktor lain. Waktu fermentasi (Xi) memberikan pengaruh yang nyata terhadap produksi gas (Yi) dengan garis regresi yang diperoleh nyata yaitu Y = 0,021X – 0,289, perubahan sebesar satu hari akan berpengaruh terhadap produksi gas sebesar 0,021 liter (L). Hasil persamaan garis regresi penduga antara waktu (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II dapat dilihat pada Lampiran 3 dan Lampiran 4. Produksi biogas pada digester tahap I mencapai puncak pada hari ke-23 sebesar 0,28 liter (L) dan pada hari ke-33 sebesar 0,63 liter (L) untuk digester tahap II. Grafik menunjukkan tren peningkatan produksi gas pada digester tahap II lebih signifikan dibandingkan pada digester tahap I, seperti terlihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Produksi biogas kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II Selanjutnya kombinasi 80LC:20LA, pada digester tahap I menghasilkan biogas sebanyak 1,08 liter (L) dengan keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan produksi gas (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi sangat rendah, bernilai negatif, dan tidak nyata, sebesar -0,183.

20

Waktu fermentasi (Xi) tidak memberikan pengaruh nyata terhadap produksi gas (Yi), sehingga tren produksi gas selama waktu fermentasi tidak bisa ditentukan. Pada digester tahap II menghasilkan biogas sebesar 2,39 liter (L) dengan keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan produksi gas (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi cukup tinggi, bernilai positif, dan nyata sebesar 0,877. Jumlah produksi gas ini sekitar 77,05% dipengaruhi oleh lamanya waktu fermentasi sedangkan 22,95% dipengaruhi oleh faktor lain. Waktu fermentasi (Xi) memberikan pengaruh yang nyata terhadap produksi gas (Yi) dengan garis regresi yang diperoleh yaitu Y = 0,009X – 0,168, perubahan sebesar satu hari akan berpengaruh terhadap produksi gas sebesar 0,009 liter (L). Hasil persamaan garis regresi antara waktu fermentasi (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap I dan digester tahap II dapat dilihat pada Lampiran 5 dan Lampiran 6. Produksi gas pada digester tahap I mencapai puncaknya pada hari ke-4 sebesar 0,26 liter (L), sedangkan pada digester tahap II produksi gas mencapai puncak pada hari ke-34 sebesar 0,26 liter (L). Grafik menunjukkan produksi biogas pada digester tahap II mengalami tren peningkatan, sedangkan produksi gas pada D1 tidak bisa ditentukan trennya , seperti terlihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Produksi biogas kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap I dan digester tahap II Selanjutnya adalah kombinasi 70:LC30LA, digester tahap I menghasilkan biogas sebanyak 1,77 liter (L) dengan keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan produksi gas (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi sangat rendah, bernilai negatif, dan tidak nyata sebesar -0,231. Waktu fermentasi (Xi) tidak memberikan pengaruh nyata terhadap produksi gas (Yi), sehingga tren produksi gas selama waktu fermentasi tidak bisa ditentukan. Pada digester tahap II menghasilkan biogas sebanyak 2,57 liter (L) dengan keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan produksi gas (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi cukup tinggi, bernilai positif, dan nyata sebesar 0,763. Pada digester tahap II sekitar 58,32% jumlah produksi gas dipengaruhi oleh lamanya waktu fermentasi sedangkan 41,68% dipengaruhi oleh faktor lain. Waktu fermentasi (Xi) memberikan pengaruh yang nyata terhadap produksi gas (Yi) dengan garis regresi yang diperoleh yaitu Y = 0,010X – 0,18, perubahan sebesar satu hari akan berpengaruh terhadap produksi gas sebesar 0,010 liter (L). Hasil persamaan garis regresi penduga antara waktu fermentasi (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 70:LC30LA pada digester tahap I dan digester tahap II dapat dilihat pada Lampiran 7 dan Lampiran 8. Produksi gas pada digester tahap I mencapai puncaknya pada hari ke-4 sebesar 0,33 liter (L) dan pada hari ke-36 sebesar 0,34 liter (L) untuk digester tahap II. Grafik menunjukkan produksi biogas pada digester tahap II mengalami tren peningkatan, sedangkan produksi biogas pada digester tahap I tidak bisa ditentukan trennya, seperti terlihat pada Gambar 9.

21

Gambar 9. Produksi biogas kombinasi 70LC:30LA pada digester tahap I dan digester tahap II Pada berbagai perlakuan kombinasi limbah cair dan lumpur aktif terlihat bahwa digester tahap II menghasilkan gas lebih tinggi dibandingkan pada digester tahap I dan menunjukkan tren peningkatan setiap harinya. Hal ini menunjukkan bahwa waktu fermentasi pada digester tahap II mempunyai korelasi positif terhadap produksi gas dan dapat dijelaskan melalui garis regresi. Sedangkan pada digester tahap I garis regresi hanya dapat diterima pada perlakuan kombinasi 90LC:10LA. Produksi gas harian dari seluruh perlakuan dapat dilihat pada Lampiran 9. Hal ini diakibatkan pada digester tahap II reaksi yang terjadi adalah metanogenesis, sebagaimana dinyatakan oleh Demirel dan Yenigun (2002) bahwa pada sistem reaktor dua-tahap, tahap singkat asidogenesis terjadi pada digester pertama dan diikuti oleh tahap panjang metanogenesis pada digester kedua. Reaksi metanogenesis ini adalah tahapan dimana bakteri metanogen memproduksi biogas dari asam asetat, hidrogen, dan karbondioksida yang dihasilkan dari tahapan reaksi sebelumnya.

4.2.3

Produksi Gas pada Digester Tahap I dan Digester Tahap II

Penelitian ini menggunakan dua digester yang dirangkai sehingga masing-masing digester dapat dilihat kemampuannya dalam memproduksi gas. Pada digester tahap I, terlihat bahwa perlakuan yang mengalami tren peningkatan produksi gas hanya pada kombinasi 90LC:10LA, sedangkan perlakuan lainnya tidak bisa ditentukan tren produksi gas seperti terlihat pada Gambar 10a. Selanjutnya pada digester tahap II, terlihat bahwa ketiga perlakuan kombinasi limbah cair dan lumpur aktif mengalami tren peningkatan produksi gas. Namun, produksi gas yang mengalami tren peningkatan lebih tinggi adalah kombinasi 90LC:10LA seperti terlihat pada Gambar 10b.

(a) (b) Gambar 10. Produksi biogas pada : (a) digester tahap I kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA dan 70LC:30LA (b) digester tahap II kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA dan 70LC:30LA

22

Peningkatan atau penurunan produksi gas tidak menunjukkan banyaknya kandungan metan (CH4) pada suatu biogas. Biogas yang dapat menimbulkan nyala api adalah yang mengandung metan (CH4) lebih dari 55%. Pengujian nyala api ini dilakukan dengan melewatkan gas pada nyala api lilin. Biogas dikatakan menimbulkan nyala api, apabila api lilin berubah menjadi api biru dan membesar saat dilewatkan sejumlah gas. Sedangkan, biogas dikatakan tidak menimbulkan nyala api, bila api lilin menjadi padam saat dilewatkan sejumlah gas. Pada digester tahap I, keseluruhan perlakuan kombinasi limbah cair dan lumpur aktif menghasilkan biogas yang tidak menimbulkan nyala api, karena sekitar 75% proses yang terjadi adalah proses hidrolisis dan pembentukan asam yang menghasilkan karbondioksida (CO 2). Sedangkan pada digester tahap II, setiap perlakuan kombinasi limbah cair dan lumpur aktif menghasilkan biogas dengan nyala api pada hari yang berbeda-beda. Pada kombinasi 90LC:10LA, biogas menimbulkan nyala api pada hari ke 35, 36, 37, 38, dan 39, sedangkan pada kombinasi 80LC:20LA timbul nyala api pada hari ke 34, 35, dan 40. Berbeda pula pada kombinasi 70LC:30LA yang menimbulkan nyala api pada hari ke 33, 35, 38, dan 39. Pengujian terhadap nyala api ini membuktikan bahwa pada digester tahap II reaksi dominan yang terjadi adalah reaksi metanogenesis yang menghasilkan gas dominan berupa metana. Nyala api ini juga membuktikan kualitas biogas pada kombinasi 90LC:10LA lebih baik karena nyala api terjadi sebanyak lima hari, diikuti kombinasi 70LC:30LA dan 80LC:20LA sebanyak empat dan lima hari. Hasil pengujian terhadap nyala api dapat dilihat pada Lampiran 10. Jika dilihat pada kedua digester, kombinasi 90LC:10LA menghasilkan gas lebih tinggi dibandingkan kombinasi lainnya dan menunjukkan tren peningkatan pada digester tahap I dan digester tahap II. Kombinasi 90LC:10LA menghasilkan gas lebih tinggi, karena mampunyai imbangan C/N paling optimum sebesar 22,26 sebagaimana yang dinyatakan oleh Simamora et al. (2006), bahwa imbangan C/N yang optimum bagi mikroorganisme perombak adalah 20-25. C/N yang tidak optimum dapat mengganggu proses pembentukan biogas, karena substrat yang mengandung C/N terlalu rendah akan meningkatkan produksi ammonia dan menghambat produksi metana sedangkan C/N yang terlalu tinggi mengindikasikan terlalu sedikit unsur nitrogen yang berakibat buruk bagi pertumbuhan mikroorganisme dan sintesis sel baru bagi mikroorganisme, karena sebanyak 16% sel bakteri terdiri dari unsur N (Deublein, 2008). Faktor lain yang mengakibatkan tingginya produksi gas pada kombinasi 90LC:10LA adalah rendahnya nilai TVS, yang menandakan jumlah bahan organik dalam bahan. Jumlah TVS dalam substrat harus sesuai dengan kemampuan mikroorganisme dalam mendegradasi TVS menjadi VFA dan kemampuan dalam mengkonsumsi VFA hingga menjadi biogas. Apabila kemampuan mikroorganisme tidak seimbang, akan terjadi penumpukan VFA yang menyebabkan penurunan pH secara drastis dan menghambat aktivitas bakteri pembentuk metana (Gerardi, 2003). Fenomena ini terjadi pada perlakuan 80LC:20LA, yang akan dibahas lebih rinci pada sub sub-bab 4.3.2.

4.3 NILAI pH DAN SUHU 4.3.1

Nilai pH pada Berbagai Kombinasi Substrat

Nilai pH kedua digester kombinasi 90LC:10LA terlihat pada Gambar 11, pada digester tahap I keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan nilai pH (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi sangat rendah, bernilai negatif, dan tidak nyata sebesar -0,153. Waktu fermentasi (Xi) tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai pH (Yi), sehingga tren nilai pH selama waktu fermentasi tidak bisa ditentukan.

23

Pada digester tahap II keeratan hubungan yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi antara waktu fermentasi (Xi) dan nilai pH (Yi) rendah, bernilai positif dan nyata, sebesar 0,558. Pada digester tahap II sekitar 31,24%, nilai pH ditentukan oleh lamanya waktu fermentasi sedangkan 68,76% ditentukan oleh faktor lain. Waktu fermentasi (Xi) memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pH (Yi) dengan garis regresi yang diperoleh yaitu Y = 0,034X + 5,567, perubahan sebesar satu hari akan berpengaruh terhadap nilai pH sebesar 0,034. Nilai pH ini mengalami tren peningkatan selama 40 hari waktu fermentasi. Nilai pH tertinggi pada digester tahap I sebesar 6,33 dan pada digester tahap II sebesar 7,33. Hasil persamaan garis regresi antara waktu fermentasi (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 90LC:10LA pada D1 dan D2 dapat dilihat pada Lampiran 11 dan Lampiran 12.

Gambar 11. Nilai pH kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II Nilai pH kombinasi 80LC:10LA pada kedua digester terlihat pada Gambar 12. Pada digester tahap I keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan nilai pH (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi sangat rendah, bernilai positif, dan tidak nyata sebesar 0,259. Waktu fermentasi (Xi) tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai pH (Yi), sehingga tren nilai pH selama waktu fermentasi tidak bisa ditentukan. Pada digester tahap II keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan nilai pH (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi cukup tinggi, bernilai positif, dan nyata sebesar 0,772. Sekitar 59,64% nilai pH pada digester tahap II dipengaruhi oleh lamanya waktu fermentasi sedangkan 40,36% ditentukan oleh faktor lain. Waktu fermentasi (Xi) memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pH (Yi) dengan garis regresi yang diperoleh yaitu Y = 0,055X + 5,066, perubahan sebesar satu hari akan berpengaruh terhadap nilai pH sebesar 0,055. Nilai pH ini mengalami tren peningkatan selama 40 hari waktu fermentasi . Nilai pH tertinggi pada digester tahap I sebesar 6,67 dan pada digester tahap II sebesar 7,67. Hasil persamaan garis regresi antara waktu fermentasi dan nilai pH kombinasi 80LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II dapat dilihat pada Lampiran 13 dan Lampiran 14.

24

Gambar 12. Nilai pH kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap I dan digester tahap II Nilai pH kombinasi 70LC:10LA pada kedua digester terlihat pada Gambar 13. Pada digester tahap I keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan nilai pH (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi sangat rendah, bernilai positif, dan tidak nyata sebesar 0,168. Waktu fermentasi (Xi) tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai pH (Yi), sehingga tren nilai pH selama waktu fermentasi tidak bisa ditentukan. Pada digester tahap II keeratan hubungan antara waktu fermentasi (Xi) dan nilai pH (Yi) yang ditunjukkan oleh koefisien korelasi cukup tinggi, bernilai positif, dan nyata sebesar 0,682. Sekitar 46,58% nilai pH ditentukan oleh lamanya waktu fermentasi sedangkan sekitar 53,42% ditentukan oleh faktor lain. Waktu fermentasi (Xi) memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pH (Yi) dengan garis regresi yang diperoleh yaitu Y = 0,049X + 5,866, perubahan sebesar satu hari akan berpengaruh terhadap nilai pH sebesar 0,049. Nilai pH ini mengalami tren peningkatan selama 40 hari waktu fermentasi . Nilai pH tertinggi pada digester tahap I sebesar 6,67 dan pada digester tahap II sebesar 8,67. Hasil persamaan garis regresi antara waktu fermentasi dan nilai pH kombinasi 70LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II dapat dilihat pada Lampiran 15 dan Lampiran 16.

Gambar 13. Nilai pH kombinasi 70LC:30LA pada digester tahap I dan digester tahap II Nilai pH seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap II berada pada rentang 5,33-8,67 dan mengalami tren peningkatan di setiap perlakuan, nilai ini lebih tinggi

25

dibandingkan nilai pH pada digester tahap I yang berada diantara rentang 5,00-6,67. Hal ini menunjukkan bahwa waktu fermentasi pada digester tahap II mempunyai korelasi positif terhadap nilai pH dan dapat dijelaskan melalui garis regresi. Sedangkan garis regresi tidak dapat diterima pada seluruh kombinasi pada digester tahap I. Nilai pH harian dapat dilihat pada Lampiran 17. Pada awal reaksi fermentasi anaerobik, nilai pH akan menurun seiring produksi VFA. Setelah itu, bakteri pembentuk methan akan mengkonsumsi VFA dan alkalinitas diproduksi, pH akan meningkat dan mencapai kestabilan (Gerardi, 2003). Pembentukan VFA banyak terjadi pada digester tahap I dan konsumsi VFA oleh bakteri pembentuk metana banyak terjadi pada digester tahap II.

4.3.2

Nilai pH pada Digester Tahap I dan Digester Tahap II

Pada digester tahap I nilai pH pada seluruh kombinasi tidak bisa ditentukan trennya, seperti terlihat pada Gambar 14a. Sedangkan pada digester tahap II, nilai pH ketiga kombinasi limbah cair dan lumpur aktif mengalami tren peningkatan dan tidak berbeda signifikan satu sama lain, seperti terlihat pada Gambar 14b. Namun, nilai pH tertinggi pada kombinasi 70LC:30LA dan nilai pH terendah pada kombinasi 80LC:20LA.

(a) (b) Gambar 14. Nilai pH pada : (a) digester tahap I kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA dan 70LC:30LA (b) digester tahap II kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA dan 70LC:30LA Nilai pH berbagai kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada kedua digester terlihat tidak berbeda secara signifikan. Rentang nilai pH berturut-turut pada kombinasi 90LC:10LA; 80LC:20LA dan 70LC:30LA adalah 5,00-7,33; 5,00-7,67; dan 5,00-8,67. Nilai pH setiap harinya berfluktuasi karena pada masing-masing digester terdapat aktivitas produksi VFA oleh bakteri pembentuk asam dan konsumsi VFA oleh bakteri pembentuk metana, jumlah VFA ini yang menentukan nilai pH setiap harinya. Nilai pH kombinasi 80LC:20LA berada pada rentang terendah dibandingkan dengan nilai pH kombinasi lainnya. Hal ini berpengaruh terhadap rendahnya produksi biogas pada kombinasi 80LC:20LA. Fenomena ini telah disebutkan sebelumnya, bahwa tingginya TVS pada substrat menyebabkan tingginya VFA yang terbentuk. Apabila terjadi ketidakseimbangan dalam produksi VFA dan konsumsi VFA, nilai pH akan semakin menurun dan menghambat produksi biogas.

4.3.3

Suhu

Selain pH, faktor lingkungan lainnya yang berpengaruh terhadap produksi gas adalah suhu. Rentang suhu pada kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap I; 90LC:10LA pada digester tahap II; 80LC:20LA pada digester tahap I; 80LC:20LA pada digester tahap II; 70LC:30LA pada digester tahap I; dan 70LC:30LA pada digester tahap II berturut-turut adalah 25,8-27,8°C; 25,7-27,3°C; 26,0-27,5°C; 26,2-

26

27,8°C; 26,0-27,5°C; dan 26,2-27,5°C. Nilai suhu harian dapat dilihat pada Lampiran 18. Suhu dalam penelitian ini adalah kondisi mesofilik, yaitu berkisar antara 25,7-27,8°C, seperti terlihat pada Gambar 15.

Gambar 15. Suhu digester Nilai suhu yang digunakan pada penelitian ini mengalami fluktuasi mengikuti perubahan suhu lingkungan dan lebih tinggi ± 2°C dari suhu lingkungan. Pada proses fermentasi anaerobik, reaksi yang terjadi selama degradasi bahan organik tidak memberikan pengaruh yang besar terhadap peningkatan suhu digester, karena energi yang dihasilkan oleh fermentasi anaerobik sangat kecil. Saat substrat didegradasi di dalam sel bakteri, sejumlah energi dihasilkan dari elektron yang dilepaskan dari pemutusan ikatan kimia pada substrat. Elektron ini akan melalui sejumlah molekul pembawa elektron-sistem transpor elektron, menuju akseptor elektron akhir. Akseptor elektron akhir yang digunakan tiap bakteri berbeda-beda dipengaruhi oleh ketersediaan oksigen di lingkungan dan kemampuran molekul dalam menangkap dan melepaskan elektron, yang disebut oksidasi-reduksi potensial (ORP). Akseptor elektron yang digunakan dapat berupa O 2, NO2-, SO42-, CH2O*, atau CO2 (Gerardi, 2003). Pada fermentasi anaerobik, oksigen tidak tersedia untuk digunakan sebagai akseptor elektron akhir dan mikroorganisme tidak mempunyai kemampuan dalam menggunakan senyawa inorganik seperti NO2 -, SO42-. Mikroorganisme hanya menggunakan CO2 dan intermediate organic (CH2O*) sebagai akseptor elektron, sehingga energi yang dihasilkan hanya 2 ATP/mol glukosa. Menurut Gerardi (2003), yang menggunakan glukosa sebagai sampel untuk menjelaskan perolehan energi yang terjadi dalam fermentasi glukosa sebagai berikut :  

Glikolisis : Glukosa (+2ADP + 2 NAD+)

2 Piruvat + 2 ATP + 2 NADH

Fermentasi : 2 Piruvat 2 Asetaldehid + 2 CO2 2 Asetaldehid + 2 NADH 2 Etanol + 2 NAD +

4.4 TOTAL VOLATILE SOLID (TVS) Total volatile solid adalah nilai yang menunjukkan jumlah padatan dalam bahan yang menguap pada pembakaran di atas suhu 550 °C. Total padatan menguap sering disebut juga sebagai organik total. Nilai ini dapat digunakan sebagai parameter pendegradasian bahan organik. Perubahan nilai TVS dari awal fermentasi hingga akhir fermentasi dapat dilihat pada Gambar 16. Nilai TVS mengalami perubahan selama masa fermentasi anaerobik. Pada akhir masa fermentasi, nilai TVS mengalami penurunan karena terjadi proses pendegradasian bahan organik

27

berlangsung secara optimal melalui empat tahap reaksi pembentukan biogas. Campuran limbah cair dan lumpur aktif mengandung senyawa organik kompleks, seperti karbohidrat, protein, dan minyak. Senyawa organik kompleks ini dihidrolisis menjadi senyawa organik sederhana, seperti glukosa, asam amino, dan asam lemak agar bisa ditransportasikan melewati membran sel bakteri. Senyawa organik sederhana didegradasi menghasilkan VFA (asam butirat, asam propionat, asam asetat), asam laktat, etanol, CO2, dan H2. Volatile fatty acid dikonversi menjadi asam asetat, H2, dan CO2 agar bisa dijadikan substrat oleh bakteri pembentuk metana. Pada tahap akhir, asam asetat dikonversi menjadi metana dan CO2, sedangkan CO2 dan H2 dikonversi menjadi metana dan H2O. Senyawa organik didegradasi oleh bakteri untuk mendapatkan energi dan menghasilkan produk berupa gas, seperti metana dan CO2 sehingga nilai TVS mengalami penurunan selama 40 hari fermentasi. Penurunan nilai TVS pada kombinasi 90LC:10LA, 80LC:20LA, dan 70LC:30LA berturut-turut sebesar 70,31%, 59,59%, dan 38,58%. Hasil analisis ragam nilai TVS menunjukkan bahwa kombinasi limbah cair dan lumpur aktif memberikan pengaruh nyata terhadap perolehan nilai TVS akhir, baik pada digester tahap I dan digester tahap II. Hasil analisis ragam ini dapat dilihat pada Lampiran 19. Uji lanjut Duncan terhadap perolehan nilai TVS akhir pada digester tahap I menunjukkan adanya pengaruh berbeda nyata antara kombinasi 90LC:10LA dengan 70LC:30LA, sedangkan kombinasi 90LC:10LA dengan 80LC:20LA, dan 80LC:20LA dan 70LC:30LA tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata. Hasil uji lanjut Duncan terhadap perolehan nilai TVS akhir pada digester tahap II juga menunjukkan adanya pengaruh berbeda nyata antara kombinasi 90 LC:10LA dengan 70LC:30LA, sedangkan kombinasi 90LC:10LA dengan 80LC:20LA, dan 80LC:20LA dan 70LC:30LA tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata.

Keterangan : Huruf a1, ab1, dan b1 adalah hasil uji lanjut Duncan terhadap perlakuan kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I yang menunjukkan beda nyata (p<0,05). Huruf a2,ab2, dan b2 adalah hasil uji lanjut Duncan terhadap perlakuan kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap II yang menunjukkan beda nyata (p<0,05).

Gambar 16. Histogram rata-rata perubahan nilai TVS pada awal dan akhir masa fermentasi Kombinasi 90LC:10LA memberikan penurunan nilai TVS tertinggi, sedangkan kombinasi lainnya tidak berbeda nyata. Penurunan nilai TVS tertinggi mengindikasikan tingginya bahan organik yang didegradasi untuk memproduksi biogas, sehingga semakin tinggi penurunan nilai TVS akan menyebabkan semakin tinggi pula produksi biogas yang dihasilkan.

28

5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN Selama 40 hari waktu fermentasi didapatkan volume biogas tertinggi pada kombinasi 90LC:10LA sebesar 11,35 liter dengan produksi biogas pada digester tahap II lebih tinggi dibandingkan digester tahap I pada seluruh kombinasi. Produksi biogas pada digester tahap II mengalami tren peningkatan dengan prosentase peningkatan produksi biogas dibandingkan digester tahap I tertinggi pada kombinasi 80LC:20LA, sebesar 121,29 %. Waktu fermentasi pada kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap I dan digester tahap II, kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap II, dan kombinasi 70LC:30LA pada digester tahap II memberikan pengaruh yang nyata terhadap produksi gas, dengan tren peningkatan produksi gas selama 40 hari waktu fermentasi melalui model garis regresi linear. Waktu fermentasi pada kombinasi 90LC:10LA pada digester tahap II, kombinasi 80LC:20LA pada digester tahap II, dan kombinasi 70LC:30LA pada digester tahap II memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pH, dengan tren peningkatan nilai pH selama 40 hari waktu fermentasi melalui model garis regresi linear. Kombinasi limbah cair dan lumpur aktif memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai total volatile solid (TVS) akhir. Kombinasi 90LC:10LA memberikan penurunan nilai total volatile solid (TVS) tertinggi sebesar 70,31%, yang menandakan degradasi bahan organik terbaik dapat menghasilkan volume gas tertinggi.

5.2 SARAN Saran dari penelitian ini diantaranya adalah : a) perlu dilakukan penelitian serupa dengan menggunakan lumpur aktif dari kolam pengolahan limbah industri CPO yang memiliki potensi besar sebagai aktivator. b) perlu dilakukan penelitian serupa dengan melakukan proses adaptasi mikroorganisme (startup) dan waktu retensi lebih dari 40 hari. c) perlu dilakukan uji kromatografi untuk mengetahui komposisi dari biogas yang dihasilkan. d) perlu dilakukan pengendalian suhu digester dengan menggunakan insulator panas, agar perubahan suhu lingkungan tidak menyebabkan suhu digester berfluktuasi.

29

DAFTAR PUSTAKA Alrawi RA, Ahmad A, Ismail N, Kadir MOA. 2011. Anaerobic co-digestion of palm oil mill effluent with rumen fluid as a co-substrate. Desalination. 269: 50-57. Amaru K. 2004. Rancang Bangun dan Uji Kerja Biodigester Polyethilene Skala Kecil (Studi Kasus Ds. Cidatar Kec. Cisurupan Kab. Garut) [tesis]. Bandung: Program Pascasarjana, Universitas Padjajaran. APHA, AWWA and WEF. 2005. Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater. 20th Edition. Baltimore: Victor Graphics Inc. Apriani I. 2009. Pemanfaaatan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Alternatif Terbarukan (Biogas) [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Bitton G. 1999. Wastewater Microbiology. 2nd Edition. New York: Wiley-Liss Inc. Bryant MP. 1987. Microbial Methane Production, Theoritical Aspects.J.Am.Sci. Boe K., Batstone DJ. 2005. Optimisation of serial CSTR biogas reactors using modeling by ADM1. In: Proceedings of the First International Workshop on the IWA Anaerobic Digestion Model No.1 (ADMI), 2-4 September 2005, Lyngby, Denmark, pp. 219-221. Boe K. 2006. Online monitoring and control of the biogas process. Ph.D. Thesis. Technical University of Denmark 221 p. Dahuri D. 2007. Sampah Organik, Feses Kerbau Sumber Energi Alternatif. http://www.petra.ac.id/science/applied_technology/biogas98/biogas5.htm [12 Januari 2011]. Demirel B, Yenigun O. 2002. Two-phase anaerobic digestion process: a review. J. Chem. Technol. Boitechnol. 77: 743-755. Deublein D, Steinhauser A. 2008. Biogas from Waste and Renewable Resources. Germany: WileyVCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Drapcho CM, Nhuan NP, Walker TH. 2008. Biofuels Engineering Process Technology. United States: The McGraw-Hill Companies Inc. Eckenfelder RG. 1980. Rural water supply and sanitation. Proceedings of Royal Society, London pp 15-29. Fry LJ. 1974. Practical Building of Methane Power Plants for Rural Energy Independence. California: Standard Printing Santa Barbara. Gerardi MH. 2003. The Microbiology of Anaerobic Digesters. New Jersey: John Wiley & Sons Inc. Gijzen HJ. 1987. Anaerobic Digestion of Cellulostic Waste by Rumen-Derived Process. Den Haag: Koninklijke Bibliotheek. Hambali E, Musdalipah S, Halomoan AT, Pattiwiri AW, dan Hendroko R. 2007. Teknologi Bioenergi. Jakarta: Penerbit Agromedia. Kadir A. 1987. Energi. Jakarta: Universitas Indonesia-Press. Kaparaju P, Ellegaard L, Angelidaki I. 2009. Optimisation of production from manure through serial digestion: Lab-scale and pilot-scale studies. Bioresour. Technol. 100: 701-709. Mahajoeno E. 2008. Pengembangan Energi Terbarukan dari Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit [disertasi]. Bogor: Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Manurung R. 2004. Proses Anaerobik Sebagai Alternatif Untuk Mengolah Limbah Sawit. Artikel. Repository Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan. Mosey FE. 1983.”Mathematical modeling of the anaerobic digestion process:regulatory mechanisms for the formation of short-chain volatile ascids from glucose.Wat.Sci.Tech. 15: 209-232.

30

Naibaho PM. 1999. Aplikasi Biologi dalam Pembangunan Industri Berwawasan Lingkungan, Jurnal Visi 7. Sahidu S. 1983. Feses Ternak sebagai Sumber Energi. Jakarta: Dewaruci Press. Simamora S, Salundik, Wahyuni S, Surajudin. 2006. Membuat Biogas: Pengganti Bahan Bakar Minyak & Gas dari Feses Ternak. Jakarta: Penerbit Agromedia. Sttaford DA, Hawkes DL, dan Homton R. 1980. Methan Production From Waste Organic Matter. CRC Press, Inc. Florida. Di dalam Elizabeth, D. M. 1993. Mempelajari Pengaruh Nisbah Feses Sapi Perah dan Sampah Pasar dengan Tingkat Pengenceran Terhadap Penurunan Beban Pencemaran Effluen dari Fermentasi Anaerobik [skripsi]. Bogor: Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Weismann U. 1991. Anaerobic Treatment of Industrial Wastewater. Berlin: Institut fur Verhahrenstechnik. Werner U, Stochr V, Hees N. 1989. Biogas Plant in Animal Husbandry: Application the Dutch Guesllechaft Fuel. Technische Zusemmernarbeit (GTZ) GnbH. Wilkie AC, Castro HF, Cubinski KR, Owens JM, Yan SC. 2004. Fixed-film anaerobic digestion of flushed dairy manure after primary treatment: wastewater production and characterization. Biosystems Engng. 89 (4): 457- 471. Yadvika S, Sreekrishnan TR, Kohli S, dan Ratna V. 2004. Enhancement of biogas production from solid substrates using different techniques- a review. Bioresource Technology 95: 1-10. Yani M, Darwis AA. 1990. Diktat Teknologi Biogas. Bogor: Pusat Antar Universitas BioteknologiIPB. Zhang Y, Yan L, Chi L, Long X, Mei Z, Zhang Z. 2008. Startup and operation of anaerobic EGSB reactor treating palm oil effluent. Journal of Environmental Science. 20: 658-663.

31

LAMPIRAN

32

Lampiran 1. Prosedur uji 1) Kandungan nitrogen dengan Metode Kjedahl (APHA ed. 21th 4500-Norg C, 2005) Sebanyak 0,25 gram sampel dimasukkan ke dalam labu kjedahl dan ditambahkan H 2SO4 pekat 2,5 ml dan 0,25 gram selen. Larutan tersebut kemudian didestruksi hingga jernih. Ke dalam larutan destruksi dingin ditambahkan NaOH 40% 15 ml. di lain pihak, disiapkan larutan penampung dalam Erlenmeyer 125 ml yang terdiri dari 19 ml H 3BO3 4% dan BCG-MR 2-3 tetes. Setelah itu, larutan sampel dimasukkan ke dalam labu destilasi. Destilasi dihentikan apabila tidak ada lagi gelembung-gelembung yang keluar pada larutan penampung. Hasil destilasi kemudian dititrasi dengan HCl 0,01 N.

2) Kandungan kabon (JICA,1978) Kadar karbon dihitung berdasarkan kadar abu. Penentuan kadar abu didasarkan menimbang sisa mineral sebagai hasil pembakaran bahan organik pada suhu 550°C. Cawan porselin dikeringkan di dalam oven selama satu jam pada suhu 105°C, lalu didinginkan selama 30 menit di dalam desikator dan ditimbang hingga didapatkan berat tetap (A). ditimbang contoh sebanyak 2 g(B), dimasukkan ke dalam cawan porselin dan dipijarkan di atas nyala api pembakar Bunsen hingga tidak berasap lagi. Setelah itu dimasukkan ke dalam tanur listrik (furnace) dengan suhu 650°C selama ±12 jam. Selanjutnya cawan didinginkan selama 30 menit pada desikator, kemudian ditimbang hingga didapatkan berat tetap (C).

3) Nilai pH Sampel limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan substrat ditentukan nilai pH dengan menggunakan kertas laksmus. 4) Pengukuran suhu Sampel limbah cair pabrik minyak kelapa sawit dan substrat ditentukan suhunya dengan menggunakan thermometer. 5) Pengukuran volume gas Volume gas dihitung dengan cara mengalikan laju alir gas (Liter/s) dan waktu (s) yang tertera pada gasflow meter dan stopwatch. 6) Nilai Volatile Solid (VS) (APHA ed 21th 2540E,2005) Mula-mula disiapkan cawan pengabuan yang bersih dan telah dikeringkan dalam oven pada suhu 105°C selama 1 jam. Pada cawan tersebut dimasukkan 25-30 ml sampel. Berat cawan ditimbang sebagai W0. Sampel di dalam cawan diuapkan di dalam oven pada suhu 105°C selama 1 jam atau sampai bobotnya tetap. Selanjutnya didinginkan dalam desikator dan ditimbang (W2). Kemudian, hasil dari oven dipanaskan dalam tanur pembakaran dengan suhu 500 ± 50°C hingga semua bahan organic terabukan. Selanjutnya didinginkan dalam desikator dan ditimbang (W3).

33

Lampiran 2. Dokumentasi kegiatan selama penelitian

34

Lampiran 3. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 10% lumpur aktif pada digester tahap I a. Perhitungan garis regresi penduga

No

Hari (Xi)

1

3

2

4

Produksi gas (Yi) 0.02 0.00

X2

Y2

XY

9

0.00

0.05

16

0.00

0.00

3

5

0.00

25

0.00

0.00

4

6

0.00

36

0.00

0.00

5

7

0.00

49

0.00

0.00

6

8

0.00

64

0.00

0.00

7

9

0.00

81

0.00

0.00

8

10

0.00

100

0.00

0.04

9

11

0.12

121

0.01

1.31

10

12

0.00

144

0.00

0.00

11

13

0.00

169

0.00

0.00

12

14

0.00

196

0.00

0.00

13

15

0.01

225

0.00

0.13

14

16

0.01

256

0.00

0.19

15

17

0.01

289

0.00

0.24

16

18

0.03

324

0.00

0.50

17

19

0.05

361

0.00

0.94

18

20

0.13

400

0.02

2.68

19

21

0.19

441

0.04

4.07

20

22

0.25

484

0.06

5.43

21

23

0.28

529

0.08

6.38

22

24

0.21

576

0.04

5.08

23

25

0.24

625

0.06

5.97

24

26

0.22

676

0.05

5.68

25

27

0.16

729

0.02

4.21

26

28

0.16

784

0.03

4.54

27

29

0.14

841

0.02

4.18

28

30

0.11

900

0.01

3.30

29

31

0.23

961

0.05

7.25

30

32

0.10

1024

0.01

3.08

31

33

0.28

1089

0.08

9.31

32

34

0.25

1156

0.06

8.41

33

35

0.01

1225

0.00

0.34

34

36

0.08

1296

0.01

2.74

35

37

0.21

1369

0.04

7.78

36

38

0.14

1444

0.02

5.48

37

39

0.12

1521

0.01

4.77

38

40

0.23

1600

0.05

9.22

Total

817

4.00

22135

0.79

113.30

Rataan

21.5

0.1052

35

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

0.66710085

R Square

0.44502355

Adjusted R Square

0.42960754

Standard Error

0.07530008

Observations

38

ANOVA df Regression

SS

MS

F 28.8676

1

0.163682357

0.16368

Residual

36

0.2041237

0.00567

Total

37

0.367806057

Coefficients

Standard Error

t Stat

P-value

Intercept (β)

-0.023475

0.026884941

-0.8732

0.38836

Hari (Xi) (α)

0.00598503

0.001113938

5.37286

4.8E-06

 

Significance F 4.78891E-06

Persamaan garis regresi yang diperoleh nyata, (F sig<0.01) tolak H0 r hitung = 0.667 ≥ r tabel (0.05:1,36) = 0.329, maka koefisien korelasi nyata.

36

Lampiran 4. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 10% lumpur aktif pada digester tahap II a. Perhitungan garis regresi penduga Produksi Gas (Yi) 0.00

X2

Y2

XY

1

Hari (Xi) 11

121

0.00

0.00

2

12

0.00

144

0.00

0.00

3

13

0.00

169

0.00

0.00

4

14

0.00

196

0.00

0.00

5

15

0.00

225

0.00

0.00

6

16

0.00

256

0.00

0.00

7

17

0.01

289

0.00

0.20

8

18

0.02

324

0.00

0.42

9

19

0.03

361

0.00

0.62

10

20

0.04

400

0.00

0.82

11

21

0.00

441

0.00

0.00

12

22

0.51

484

0.26

11.12

13

23

0.24

529

0.06

5.42

14

24

0.32

576

0.10

7.56

15

25

0.15

625

0.02

3.79

16

26

0.20

676

0.04

5.24

17

27

0.26

729

0.07

7.13

18

28

0.32

784

0.10

8.84

19

29

0.34

841

0.11

9.76

20

30

0.35

900

0.12

10.53

21

31

0.34

961

0.12

10.61

22

32

0.46

1024

0.21

14.72

23

33

0.63

1089

0.40

20.92

24

34

0.37

1156

0.14

12.53

25

35

0.15

1225

0.02

5.35

26

36

0.55

1296

0.30

19.68

27

37

0.50

1369

0.25

18.44

28

38

0.61

1444

0.37

23.12

29

39

0.42

1521

0.18

16.47

30

40

0.53

1600

0.28

21.23

Total

765

7.35

21755.00

3.15

234.52

Rataan

25.5

0.24

No

37

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

0.8552547

R Square

0.7314605

Adjusted R Square

0.7218698

Standard Error

0.1137791

Observations

30

ANOVA Df Regression

SS

MS

1

0.987337335

0.98734

Residual

28

0.362478973

0.01295

Total

29

1.349816308

Coefficients

Standard Error

F 76.2677

t Stat

P-value

Intercept (β)

-0.289481

0.064629599

-4.4791

0.00012

Hari (Xi) (α)

0.0209596

0.002400007

8.73314

1.8E-09

 

Significance F 1.75118E-09

Persamaan garis regresi yang diperoleh nyata, (F sig<0.01) tolak H0 r hitung = 0.855 ≥ r tabel (0.05:1,28) = 0.374, maka koefisien korelasi nyata.

38

Lampiran 5. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 20% lumpur aktif pada digester tahap I a. Perhitungan garis regresi penduga Produksi gas (Yi) 0.08

X2

Y2

XY

1

Hari (Xi) 3

9

0.01

0.24

2

4

0.26

16

0.07

1.03

3

5

0.00

25

0.00

0.00

4

6

0.05

36

0.00

0.28

5

7

0.01

49

0.00

0.08

6

8

0.01

64

0.00

0.08

7

9

0.03

81

0.00

0.23

8

10

0.01

100

0.00

0.09

9

11

0.02

121

0.00

0.18

10

12

0.00

144

0.00

0.00

11

13

0.00

169

0.00

0.00

12

14

0.01

196

0.00

0.18

13

15

0.02

225

0.00

0.29

14

16

0.00

256

0.00

0.00

15

17

0.01

289

0.00

0.09

16

18

0.01

324

0.00

0.15

17

19

0.04

361

0.00

0.81

18

20

0.04

400

0.00

0.81

19

21

0.01

441

0.00

0.17

20

22

0.04

484

0.00

0.97

21

23

0.05

529

0.00

1.17

22

24

0.04

576

0.00

1.05

23

25

0.01

625

0.00

0.19

24

26

0.01

676

0.00

0.37

25

27

0.02

729

0.00

0.47

26

28

0.01

784

0.00

0.31

27

29

0.00

841

0.00

0.04

28

30

0.00

900

0.00

0.00

29

31

0.03

961

0.00

0.88

30

32

0.00

1024

0.00

0.00

31

33

0.02

1089

0.00

0.70

32

34

0.03

1156

0.00

0.92

33

35

0.03

1225

0.00

0.93

34

36

0.05

1296

0.00

1.94

35

37

0.03

1369

0.00

1.13

36

38

0.08

1444

0.01

2.99

No

37

39

0.02

1521

0.00

0.96

38

40

0.01

1600

0.00

0.22

Total

817

1.08

22135

0.10

19.93

Rataan

21.5

0.0284

39

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

-0.183555074

R Square

0.033692465

Adjusted R Square

0.006850589

Standard Error

0.04339203

Observations

38

ANOVA Df

SS

Regression

MS

1

0.002363414

0.00236

Residual

36

0.067783257

0.00188

Total

37

0.070146672

Coefficients

Standard Error

F 1.25522

t Stat

P-value

Intercept (β)

0.043884813

0.015492574

2.83264

0.00752

Hari (Xi) (α)

-0.00071918

0.000641912

-1.1204

0.26998

 

Significance F 0.269976599

Persamaan garis regresi yang diperoleh tidak nyata, (F sig ≥ 0.01) terima H0 r hitung = 0.183 ≤ r tabel (0.05:1,36) = 0.329, maka koefisien korelasi tidak nyata.

40

Lampiran 6. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 20% lumpur aktif pada digester tahap II a. Perhitungan garis regresi penduga

X2

Y2

XY

11

Produksi Gas (Yi) 0.00

121

0.00

0.00

2

12

0.00

144

0.00

0.00

3

13

0.00

169

0.00

0.00

4

14

0.00

196

0.00

0.00

5

15

0.00

225

0.00

0.00

6

16

0.00

256

0.00

0.00

7

17

0.00

289

0.00

0.00

8

18

0.00

324

0.00

0.00

9

19

0.00

361

0.00

0.00

10

20

0.00

400

0.00

0.00

11

21

0.00

441

0.00

0.00

12

22

0.01

484

0.00

0.27

13

23

0.00

529

0.00

0.07

14

24

0.01

576

0.00

0.15

15

25

0.00

625

0.00

0.00

16

26

0.03

676

0.00

0.70

17

27

0.02

729

0.00

0.45

18

28

0.03

784

0.00

0.84

19

29

0.11

841

0.01

3.12

20

30

0.16

900

0.03

4.80

21

31

0.20

961

0.04

6.11

22

32

0.20

1024

0.04

6.43

23

33

0.10

1089

0.01

3.46

24

34

0.26

1156

0.07

8.93

25

35

0.18

1225

0.03

6.38

26

36

0.21

1296

0.04

7.39

27

37

0.22

1369

0.05

8.15

28

38

0.20

1444

0.04

7.64

29

39

0.23

1521

0.06

9.15

30

40

0.22

1600

0.05

8.73

Total

765

2.39

21755.00

0.46

82.77

Rataan

25.5

0.08

No

Hari (Xi)

1

41

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

0.87778219

R Square

0.77050157

Adjusted R Square Standard Error

0.7623052 0.04748629

Observations

30

ANOVA Df Regression

SS

MS

1

0.211976832

0.21198

Residual

28

0.063138546

0.00225

Total

29

0.275115378

Coefficients

Standard Error

F

Significance F

94.0052

t Stat

P-value

Intercept (β)

-0.1679793

0.026973502

6.22757

9.94E-07

Hari (Xi) (α)

0.00971168

0.001001656

9.69563

1.9E-10

 

1.89582E-10

Persamaan garis regresi yang diperoleh nyata, (F sig<0.01) tolak H 0 r hitung = 0.877 ≥ r tabel (0.05:1,28) = 0.374, maka koefisien korelasi nyata.

42

Lampiran 7. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 30% lumpur aktif pada digester tahap I a. Perhitungan garis regresi penduga Produksi gas (Yi) 0.06

X2

Y2

XY

1

Hari (Xi) 3

9

0.00

0.18

2

4

0.33

16

0.11

1.32

3

5

0.02

25

0.00

0.10

4

6

0.03

36

0.00

0.16

5

7

0.04

49

0.00

0.25

6

8

0.02

64

0.00

0.13

7

9

0.00

81

0.00

0.00

8

10

0.12

100

0.02

1.24

9

11

0.05

121

0.00

0.59

10

12

0.00

144

0.00

0.05

11

13

0.09

169

0.01

1.17

12

14

0.06

196

0.00

0.83

13

15

0.02

225

0.00

0.26

14

16

0.00

256

0.00

0.03

15

17

0.01

289

0.00

0.10

16

18

0.04

324

0.00

0.63

17

19

0.04

361

0.00

0.74

18

20

0.05

400

0.00

1.07

19

21

0.01

441

0.00

0.27

20

22

0.06

484

0.00

1.24

21

23

0.04

529

0.00

0.88

22

24

0.04

576

0.00

1.03

23

25

0.04

625

0.00

1.08

24

26

0.04

676

0.00

1.08

25

27

0.06

729

0.00

1.54

26

28

0.05

784

0.00

1.45

27

29

0.06

841

0.00

1.60

28

30

0.01

900

0.00

0.21

29

31

0.06

961

0.00

1.93

30

32

0.04

1024

0.00

1.23

31

33

0.06

1089

0.00

2.01

32

34

0.08

1156

0.01

2.63

33

35

0.00

1225

0.00

0.00

34

36

0.05

1296

0.00

1.66

35

37

0.00

1369

0.00

0.00

36

38

0.00

1444

0.00

0.00

No

37

39

0.08

1521

0.01

3.29

38

40

0.02

1600

0.00

0.82

Total

817

1.770

22135

0.19

32.81

Rataan

21.5

0.0466

43

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

-0.23130665

R Square

0.05350277

Adjusted R Square

0.02721118

Standard Error

0.0543253

Observations

38

ANOVA df Regression

SS

MS

1

0.0060057

0.00601

Residual

36

0.106244572

0.00295

Total

37

0.112250272

Coefficients

Standard Error

F 2.03498

t Stat

P-value

Intercept (β)

0.07122134

0.01939616

3.67193

0.00078

Hari (Xi) (α)

-0.0011464

0.000803652

-1.4265

0.16233

 

Significance F 0.162332104

Persamaan garis regresi yang diperoleh tidak nyata, (F sig ≥ 0.01) terima H0 r hitung = 0.231 ≤ r tabel (0.05:1,36) = 0.329, maka koefisien korelasi tidak nyata.

44

Lampiran 8. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan produksi gas (Yi) kombinasi 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 30% lumpur aktif pada digester tahap II a. Perhitungan garis regresi penduga

X2

Y2

XY

11

Produksi Gas (Yi) 0.00

121

0.00

0.00

2

12

0.00

144

0.00

0.00

3

13

0.00

169

0.00

0.00

4

14

0.00

196

0.00

0.00

5

15

0.00

225

0.00

0.00

6

16

0.00

256

0.00

0.00

7

17

0.00

289

0.00

0.00

8

18

0.00

324

0.00

0.00

9

19

0.00

361

0.00

0.00

10

20

0.00

400

0.00

0.00

11

21

0.00

441

0.00

0.00

12

22

0.00

484

0.00

0.00

13

23

0.00

529

0.00

0.00

14

24

0.00

576

0.00

0.00

15

25

0.00

625

0.00

0.00

16

26

0.00

676

0.00

0.00

17

27

0.00

729

0.00

0.00

18

28

0.00

784

0.00

0.00

19

29

0.22

841

0.05

6.25

20

30

0.17

900

0.03

5.07

21

31

0.27

961

0.07

8.23

22

32

0.29

1024

0.08

9.16

23

33

0.04

1089

0.00

1.35

24

34

0.00

1156

0.00

0.00

25

35

0.21

1225

0.04

7.34

26

36

0.34

1296

0.11

12.12

27

37

0.25

1369

0.06

9.22

28

38

0.32

1444

0.11

12.33

29

39

0.25

1521

0.06

9.72

30

40

0.22

1600

0.05

8.80

Total

765

2.57

21755

0.66

89.58

Rataan

25.5

0.09

No

Hari (Xi)

1

45

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R R Square

0.76369974 0.5832373

Adjusted R Square

0.56835292

Standard Error

0.08135896

Observations

30

ANOVA df Regression

SS

MS

1

0.259373284

0.25937

Residual

28

0.185339846

0.00662

Total

29

0.444713129

Coefficients

Standard Error

t Stat

F 39.1845

9.12388E-07

P-value

Intercept (β)

-0.1883986

0.046214095

-4.0766

0.00034

Hari (Xi) (α)

0.01074268

0.001716151

6.25975

9.1E-07

 

Significance F

Persamaan garis regresi yang diperoleh nyata, (F sig<0.01) tolak H 0 r hitung = 0.763 ≥ r tabel (0.05:1,28) = 0.374, maka koefisien korelasi nyata.

46

Lampiran 9. Produksi gas harian seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II a. Produksi gas pada digester tahap I

Volume gas (L) Hari ke-

Komposisi 90 : 10

Komposisi 80 : 20

Komposisi 70 : 30

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

3

0.02

0.02

0.02

0.02

0.05

0.07

0.13

0.08

0.05

0.05

0.08

0.06

4

0.00

0.00

0.00

0.00

0.41

0.36

0.00

0.26

0.24

0.33

0.42

0.33

5

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.06

0.00

0.00

0.02

6

0.00

0.00

0.00

0.00

0.03

0.00

0.11

0.05

0.05

0.00

0.03

0.03

7

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.03

0.01

0.00

0.01

0.10

0.04

8

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.03

0.01

0.05

0.00

0.00

0.02

9

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.08

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

10

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.03

0.01

0.37

0.00

0.00

0.12

11

0.00

0.18

0.17

0.12

0.00

0.00

0.05

0.02

0.09

0.00

0.07

0.05

12

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

13

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.27

0.00

0.00

0.09

14

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.04

0.01

0.18

0.00

0.00

0.06

15

0.00

0.00

0.03

0.01

0.00

0.00

0.06

0.02

0.04

0.00

0.01

0.02

16

0.00

0.02

0.01

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

17

0.00

0.03

0.02

0.01

0.00

0.01

0.01

0.01

0.01

0.00

0.01

0.01

18

0.00

0.05

0.03

0.03

0.00

0.01

0.01

0.01

0.08

0.01

0.01

0.04

19

0.00

0.08

0.07

0.05

0.06

0.03

0.05

0.04

0.06

0.00

0.06

0.04

20

0.00

0.10

0.30

0.13

0.11

0.00

0.01

0.04

0.15

0.00

0.02

0.05

21

0.00

0.50

0.08

0.19

0.00

0.00

0.02

0.01

0.04

0.00

0.00

0.01

22

0.00

0.35

0.39

0.25

0.04

0.04

0.05

0.04

0.15

0.00

0.02

0.06

23

0.00

0.52

0.32

0.28

0.02

0.04

0.10

0.05

0.12

0.00

0.00

0.04

24

0.00

0.57

0.07

0.21

0.02

0.08

0.03

0.04

0.13

0.00

0.00

0.04

25

0.28

0.29

0.14

0.24

0.00

0.00

0.02

0.01

0.13

0.00

0.00

0.04

26

0.00

0.47

0.19

0.22

0.02

0.02

0.00

0.01

0.13

0.00

0.00

0.04

27

0.00

0.38

0.09

0.16

0.00

0.00

0.05

0.02

0.17

0.00

0.00

0.06

28

0.00

0.45

0.04

0.16

0.00

0.00

0.03

0.01

0.16

0.00

0.00

0.05

29

0.00

0.43

0.00

0.14

0.00

0.00

0.00

0.00

0.17

0.00

0.00

0.06

30

0.00

0.15

0.18

0.11

0.00

0.00

0.00

0.00

0.02

0.00

0.00

0.01

31

0.00

0.51

0.19

0.23

0.00

0.00

0.09

0.03

0.19

0.00

0.00

0.06

32

0.00

0.10

0.19

0.10

0.00

0.00

0.00

0.00

0.12

0.00

0.00

0.04

33

0.00

0.67

0.18

0.28

0.00

0.00

0.06

0.02

0.18

0.00

0.00

0.06

34

0.00

0.40

0.35

0.25

0.00

0.00

0.08

0.03

0.23

0.00

0.00

0.08

35

0.00

0.03

0.00

0.01

0.00

0.08

0.00

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

36

0.00

0.00

0.23

0.08

0.00

0.00

0.16

0.05

0.14

0.00

0.00

0.05

37

0.00

0.42

0.21

0.21

0.00

0.00

0.09

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

38

0.00

0.16

0.28

0.14

0.00

0.04

0.20

0.08

0.00

0.00

0.00

0.00

47

39

0.00

0.16

0.20

0.12

0.00

0.00

0.07

0.02

0.25

0.00

0.00

0.08

40

0.00

0.28

0.42

0.23

0.00

0.00

0.02

0.01

0.06

0.00

0.00

0.02

Total

4.00

1.08

1.77

b. Produksi gas pada digester tahap II

Volume gas (L) Hari ke-

Komposisi 90 : 10

Komposisi 80 : 20

Komposisi 70 : 30

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

11

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

12

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

13

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

14

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

15

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

16

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

17

0.01

0.02

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

18

0.00

0.07

0.00

0.02

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

19

0.04

0.06

0.00

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

20

0.03

0.09

0.00

0.04

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

21

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

22

0.23

1.29

0.00

0.51

0.00

0.04

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

23

0.27

0.44

0.00

0.24

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

24

0.40

0.55

0.00

0.32

0.00

0.02

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

25

0.00

0.46

0.00

0.15

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

26

0.09

0.51

0.00

0.20

0.00

0.08

0.00

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

27

0.43

0.36

0.00

0.26

0.00

0.05

0.00

0.02

0.00

0.00

0.00

0.00

28

0.49

0.46

0.00

0.32

0.00

0.09

0.00

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

29

0.42

0.42

0.17

0.34

0.00

0.11

0.21

0.11

0.00

0.00

0.65

0.22

30

0.60

0.46

0.00

0.35

0.00

0.20

0.28

0.16

0.00

0.00

0.51

0.17

31

0.51

0.52

0.00

0.34

0.00

0.19

0.40

0.20

0.00

0.00

0.80

0.27

32

0.34

1.04

0.00

0.46

0.00

0.25

0.36

0.20

0.00

0.00

0.86

0.29

33

0.63

0.49

0.79

0.63

0.00

0.31

0.00

0.10

0.09

0.03

0.00

0.04

34

0.66

0.39

0.06

0.37

0.00

0.35

0.44

0.26

0.00

0.00

0.00

0.00

35

0.38

0.08

0.00

0.15

0.00

0.13

0.42

0.18

0.18

0.09

0.36

0.21

36

0.65

0.82

0.17

0.55

0.00

0.28

0.34

0.21

0.06

0.22

0.73

0.34

37

0.73

0.40

0.37

0.50

0.00

0.25

0.41

0.22

0.00

0.20

0.55

0.25

38

0.61

0.97

0.25

0.61

0.00

0.24

0.36

0.20

0.00

0.13

0.84

0.32

39

0.76

0.05

0.46

0.42

0.00

0.28

0.42

0.23

0.03

0.00

0.72

0.25

40

0.59

0.51

0.49

0.53

0.00

0.19

0.47

0.22

0.00

0.00

0.66

0.22

Total

7.35

2.39

2.57

48

Lampiran 10. Hasil pengujian nyala api biogas seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II a. Nyala api ada digester tahap I

Nyala api Hari ke-

Komposisi 90 : 10

Komposisi 80 : 20

Komposisi 70 : 30

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

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

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

31

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

32

−

−

*

−

−

−

−

−

−

−

−

−

33

−

−

−

−

−

−

−

−

*

−

−

−

34

−

−

*

−

−

−

−

−

*

−

−

−

35

−

−

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

36

−

−

−

−

−

−

*

−

*

−

−

−

37

−

*

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

38

−

*

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

49

39

−

*

−

−

−

−

*

−

*

−

−

−

40

−

−

*

−

−

−

*

−

*

−

−

−

Keterangan : = api menyala

*

= api mati

-

b. Nyala api pada digester tahap II Nyala api Hari ke-

Komposisi 90 : 10

Komposisi 70 : 30

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

11

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

12

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

13

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

14

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

15

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

16

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

17

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

18

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

19

*

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

20

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

21

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

22

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

23

−

−

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

24

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

25

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

26

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

27

−

−

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

28

−

−

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

29

−

−

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

30

−

−

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

31

−

−

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

32

*

−

−

−

−

*

−

−

−

−

−

−

33

*

−

−

−

−

*

−

−

*

*

−

*

34

−

−

−

−

−

*

*

*

−

−

−

−

35

*

*

−

*

−

*

*

*

*

*

*

*

36

*

*

*

*

−

*

−

−

−

*

−

−

37

*

−

*

*

−

*

−

−

−

*

−

−

38

*

*

*

*

−

*

−

−

−

*

*

*

39

*

−

*

*

−

*

−

−

*

−

*

*

40

*

−

−

−

−

*

*

*

−

−

*

−

Keterangan : = api menyala

*

Komposisi 80 : 20

-

= api mati

50

Lampiran 11. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 10% lumpur aktif pada digester tahap I a. Perhitungan garis regresi penduga 36

36

5.33

1296

28.44

192.00

37

37

5.00

1369

25.00

185.00

5.00

38

38

5.67

1444

32.11

215.33

10.67

39

39

5.00

1521

25.00

195.00

40

5.00

1600

25.00

200.00

22140

1244.3

4525

No

Hari (Xi)

Nilai pH (Yi)

X2

Y2

XY

1

1

5.00

1

25.00

2

2

5.33

4

28.44

3

3

5.33

9

28.44

16.00

40

4

4

5.33

16

28.44

21.33

Tot

820

222.3

5

5

6.00

25

36.00

30.00

Rat

20.5

5.5583

6

6

5.67

36

32.11

34.00

7

7

5.67

49

32.11

39.67

8

8

5.67

64

32.11

45.33

9

9

6.00

81

36.00

54.00

10

10

5.67

100

32.11

56.67

11

11

5.33

121

28.44

58.67

12

12

5.67

144

32.11

68.00

13

13

6.00

169

36.00

78.00

14

14

6.00

196

36.00

84.00

15

15

6.33

225

40.11

95.00

16

16

5.67

256

32.11

90.67

17

17

5.00

289

25.00

85.00

18

18

6.00

324

36.00

108.00

19

19

5.00

361

25.00

95.00

20

20

5.67

400

32.11

113.33

21

21

5.00

441

25.00

105.00

22

22

6.00

484

36.00

132.00

23

23

6.33

529

40.11

145.67

24

24

5.00

576

25.00

120.00

25

25

5.00

625

25.00

125.00

26

26

6.00

676

36.00

156.00

27

27

7.00

729

49.00

189.00

28

28

5.33

784

28.44

149.33

29

29

5.00

841

25.00

145.00

30

30

6.00

900

36.00

180.00

31

31

5.33

961

28.44

165.33

32

32

5.33

1024

28.44

170.67

33

33

5.67

1089

32.11

187.00

34

34

5.67

1156

32.11

192.67

35

35

5.33

1225

28.44

186.67

51

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R R Square Adjusted R Square Standard Error

-0.1539794 0.0237097 -0.0019822 0.4681514

Observations

40

ANOVA Df Regression

SS

MS

1

0.202256619

0.20226

Residual

38

8.328298937

0.21917

Total

39

8.530555556

Coefficients

Standard Error

t Stat

F

Significance F

0.92285

P-value

Intercept (β)

5.6846154

0.150862591

37.6807

1E-31

Hari (Xi) (α)

-0.0061601

0.006412432

-0.9606

0.3428

 

0.342801475

Persamaan garis regresi yang diperoleh tidak nyata, (F sig ≥ 0.01) terima H 0 r hitung = 0.153 ≤ r tabel (0.05:1,38) = 0.320, maka koefisien korelasi tidak nyata.

52

Lampiran 12. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 90% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 10% lumpur aktif pada digester tahap II a. Perhitungan garis regresi penduga Nilai pH (Yi) 6.00

X2

Y2

XY

1

Hari (Xi) 11

121

36.00

66.00

2

12

6.00

144

36.00

72.00

3

13

6.67

169

44.44

86.67

4

14

6.67

196

44.44

93.33

5

15

5.67

225

32.11

85.00

6

16

6.67

256

44.44

106.67

7

17

5.67

289

32.11

96.33

8

18

6.00

324

36.00

108.00

9

19

5.67

361

32.11

107.67

10

20

7.00

400

49.00

140.00

11

21

6.00

441

36.00

126.00

12

22

6.33

484

40.11

139.33

13

23

6.33

529

40.11

145.67

14

24

6.33

576

40.11

152.00

15

25

6.00

625

36.00

150.00

16

26

6.67

676

44.44

173.33

17

27

7.00

729

49.00

189.00

18

28

6.00

784

36.00

168.00

19

29

6.33

841

40.11

183.67

20

30

5.67

900

32.11

170.00

21

31

6.00

961

36.00

186.00

22

32

6.33

1024

40.11

202.67

23

33

6.33

1089

40.11

209.00

24

34

7.33

1156

53.78

249.33

25

35

7.00

1225

49.00

245.00

26

36

6.67

1296

44.44

240.00

27

37

7.33

1369

53.78

271.33

28

38

7.00

1444

49.00

266.00

29

39

7.33

1521

53.78

286.00

30

40

7.33

1600

53.78

293.33

Total

765

193.33

21755

1254.44

5007.33

Rataan

25.5

6.44

No

53

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

0.5589009

R Square

0.3123703

Adjusted R Square

0.2878121

Standard Error

0.4573833

Observations

30

ANOVA Df Regression

SS

MS

1

2.6609319

2.66093

Residual

28

5.857586619

0.2092

Total

29

8.518518519

Coefficients

Standard Error

t Stat

F 12.7196

0.001325688

P-value

Intercept (β)

5.5670251

0.25980614

21.4276

6.6E-19

Hari (Xi) (α)

0.0344086

0.009647849

3.56645

0.00133

 

Significance F

Persamaan garis regresi yang diperoleh nyata, (F sig<0.01) tolak H 0 r hitung = 0.558 ≥ r tabel (0.05:1,28) = 0.374, maka koefisien korelasi nyata.

54

Lampiran 13. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 20% lumpur aktif pada digester tahap I a. Perhitungan garis regresi penduga Nilai pH (Yi) 5.00

X2

Y2

XY

1

Hari (Xi) 1

1

25.00

5.00

2

2

5.67

4

32.11

11.33

3

3

5.67

9

32.11

17.00

4

4

6.00

16

36.00

24.00

5

5

5.67

25

32.11

28.33

6

6

5.33

36

28.44

32.00

7

7

5.67

49

32.11

39.67

8

8

5.67

64

32.11

45.33

9

9

5.67

81

32.11

51.00

10

10

5.00

100

25.00

50.00

11

11

5.00

121

25.00

55.00

12

12

6.00

144

36.00

72.00

13

13

5.67

169

32.11

73.67

14

14

6.00

196

36.00

84.00

15

15

6.00

225

36.00

90.00

16

16

5.67

256

32.11

90.67

17

17

5.67

289

32.11

96.33

18

18

6.00

324

36.00

108.00

19

19

5.67

361

32.11

107.67

20

20

6.33

400

40.11

126.67

21

21

5.67

441

32.11

119.00

22

22

6.00

484

36.00

132.00

23

23

6.67

529

44.44

153.33

24

24

5.00

576

25.00

120.00

25

25

5.33

625

28.44

133.33

26

26

6.00

676

36.00

156.00

27

27

6.33

729

40.11

171.00

28

28

6.00

784

36.00

168.00

29

29

5.67

841

32.11

164.33

30

30

5.67

900

32.11

170.00

31

31

6.00

961

36.00

186.00

32

32

6.00

1024

36.00

192.00

33

33

6.00

1089

34

34

6.00

1156

36.00 36.00

198.00 204.00

35

35

6.33

1225

40.11

221.67

36

36

5.33

1296

28.44

192.00

No

37

37

5.67

1369

32.11

209.67

38

38

6.00

1444

36.00

228.00

39

39

5.67

1521

32.11

221.00

40

40

5.33

1600

28.44

213.33

Tot

820

230.

22140

1328.2

4760.3

Rat

20.5

5.75

55

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

0.2595803

R Square

0.0673819

Adjusted R Square

0.0428393

Standard Error

0.3747507

Observations

40

ANOVA Df Regression

SS

MS

1

0.385574317

0.38557

Residual

38

5.336647905

0.14044

Total

39

5.722222222

Coefficients

Standard Error

t Stat

F 2.74551

0.105763036

P-value

Intercept (β)

5.575641

0.120764054

46.1697

5.5E-35

Hari (Xi) (α)

0.0085053

0.00513309

1.65696

0.10576

 

Significance F

Persamaan garis regresi yang diperoleh tidak nyata, (F sig ≥ 0.01) terima H 0 r hitung = 0.259 ≤ r tabel (0.05:1,38) = 0.320, maka koefisien korelasi tidak nyata.

56

Lampiran 14. Perhitungan garis regresi antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 80% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 20% lumpur aktif pada digester tahap II a. Perhitungan garis regresi penduga Nilai pH (Yi) 6.00

X2

Y2

XY

1

Hari (Xi) 11

121

36.00

66.00

2

12

6.00

144

36.00

72.00

3

13

6.00

169

36.00

78.00

4

14

6.33

196

40.11

88.67

5

15

6.00

225

36.00

90.00

6

16

6.00

256

36.00

96.00

7

17

6.00

289

36.00

102.00

8

18

6.67

324

44.44

120.00

9

19

5.33

361

28.44

101.33

10

20

6.00

400

36.00

120.00

11

21

6.00

441

36.00

126.00

12

22

6.33

484

40.11

139.33

13

23

6.67

529

44.44

153.33

14

24

5.33

576

28.44

128.00

15

25

6.00

625

36.00

150.00

16

26

6.00

676

36.00

156.00

17

27

7.00

729

49.00

189.00

18

28

6.33

784

40.11

177.33

19

29

6.33

841

40.11

183.67

20

30

6.33

900

40.11

190.00

21

31

6.67

961

44.44

206.67

22

32

6.67

1024

44.44

213.33

23

33

7.00

1089

49.00

231.00

24

34

7.67

1156

58.78

260.67

25

35

7.00

1225

49.00

245.00

26

36

7.33

1296

53.78

264.00

27

37

7.33

1369

53.78

271.33

28

38

7.67

1444

58.78

291.33

29

39

7.33

1521

53.78

286.00

30

40

7.33

1600

53.78

293.33

Total

765

194.67

21755

1274.89

5089.33

Rataan

25.5

6.49

No

57

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

0.77228995

R Square

0.59643177

Adjusted R Square

0.58201862

Standard Error

0.4109754

Observations

30

ANOVA df Regression

SS

MS

1

6.989296749

6.9893

Residual

28

4.729221769

0.1689

Total

29

11.71851852

Coefficients

Standard Error

t Stat

F 41.3811

5.75722E-07

P-value

Intercept (β)

5.06686442

0.233445169

21.7047

4.7E-19

Hari (Xi) (α)

0.05576567

0.00866894

6.43281

5.8E-07

 

Significance F

Persamaan garis regresi yang diperoleh nyata, (F sig<0.01) tolak H 0 r hitung = 0.772 ≥ r tabel (0.05:1,28) = 0.374, maka koefisien korelasi nyata.

58

Lampiran 15. Perhitungan garis regresi penduga antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 30% lumpur aktif pada digester tahap I a. Perhitungan garis regresi penduga

No

Hari (Xi)

Nilai pH (Yi)

X2

Y2

XY

1

1

5.00

1

25.00

5.00

2

2

5.67

4

32.11

11.33

3

3

6.00

9

36.00

18.00

4

4

5.67

16

32.11

22.67

5

5

5.33

25

28.44

26.67

6

6

5.00

36

25.00

30.00

7

7

5.33

49

28.44

37.33

8

8

5.00

64

25.00

40.00

9

9

5.33

81

28.44

48.00

10

10

5.67

100

32.11

56.67

11

11

5.00

121

25.00

55.00

12

12

6.33

144

40.11

76.00

13

13

6.00

169

36.00

78.00

14

14

6.00

196

36.00

84.00

15

15

6.33

225

40.11

95.00

16

16

6.00

256

36.00

96.00

17

17

6.33

289

40.11

107.67

18

18

6.33

324

40.11

114.00

19

19

6.00

361

36.00

114.00

20

20

6.33

400

40.11

126.67

21

21

6.00

441

36.00

126.00

22

22

6.33

484

40.11

139.33

23

23

6.33

529

40.11

145.67

24

24

5.00

576

25.00

120.00

25

25

5.33

625

28.44

133.33

26

26

6.33

676

40.11

164.67

27

27

6.67

729

44.44

180.00

28

28

5.67

784

32.11

158.67

29

29

5.67

841

32.11

164.33

30

30

6.00

900

36.00

180.00

31

31

5.67

961

32.11

175.67

32

32

6.00

1024

36.00

192.00

33

33

6.00

1089

36.00

198.00

34

34

6.00

1156

36.00

204.00

35

35

5.67

1225

32.11

198.33

36

36

5.33

1296

28.44

192.00

37

37

6.00

1369

36.00

222.00

38

38

6.00

1444

36.00

228.00

39

39

5.33

1521

28.44

208.00

40

40

5.00

1600

25.00

200.00

Tot

820

231

22140

1342.78

4772

Rat

20.5

5.7750

59

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

0.168988172

R Square

0.028557002

Adjusted R Square

0.002992713

Standard Error

0.47303123

Observations

40

ANOVA Df Regression

SS

MS

1

0.249953096

0.249953

Residual

38

8.502824682

0.223759

Total

39

8.752777778

Coefficients

Standard Error

F 1.11707

t Stat

P-value

Intercept (β)

5.634615385

0.152435115

36.96402

2.1E-31

Hari (Xi) (α)

0.00684803

0.006479272

1.056914

0.29722

 

Significance F 0.297224159

Persamaan garis regresi yang diperoleh tidak nyata, (F sig ≥ 0.01) terima H 0 r hitung = 0.168 ≤ r tabel (0.05:1,38) = 0.320, maka koefisien korelasi tidak nyata.

60

Lampiran 16. Perhitungan garis regresi penduga antara waktu (Xi) dan nilai pH (Yi) kombinasi 70% limbah cair pabrik minyak kelapa sawit : 30% lumpur aktif pada digester tahap II a. Perhitungan garis regresi penduga Nilai pH (Yi) 6.67

X2

Y2

XY

1

Hari (Xi) 11

121

44.44

73.33

2

12

6.67

144

44.44

80.00

3

13

6.33

169

40.11

82.33

4

14

7.67

196

58.78

107.33

5

15

7.33

225

53.78

110.00

6

16

7.00

256

49.00

112.00

7

17

6.33

289

40.11

107.67

8

18

6.67

324

44.44

120.00

9

19

6.33

361

40.11

120.33

10

20

7.00

400

49.00

140.00

11

21

6.33

441

40.11

133.00

12

22

7.00

484

49.00

154.00

13

23

7.00

529

49.00

161.00

14

24

6.33

576

40.11

152.00

15

25

6.67

625

44.44

166.67

16

26

6.67

676

44.44

173.33

17

27

7.00

729

49.00

189.00

18

28

6.67

784

44.44

186.67

19

29

7.00

841

49.00

203.00

20

30

7.00

900

49.00

210.00

21

31

7.00

961

49.00

217.00

22

32

7.33

1024

53.78

234.67

23

33

8.00

1089

64.00

264.00

24

34

8.67

1156

75.11

294.67

25

35

7.33

1225

53.78

256.67

26

36

8.00

1296

64.00

288.00

27

37

8.00

1369

64.00

296.00

28

38

8.00

1444

64.00

304.00

29

39

8.00

1521

64.00

312.00

30

40

8.00

1600

64.00

320.00

Total

765

214

21755

1538.44

5568.66

Rataan

25.5

7.13

No

61

b. Pengujian bentuk model Regression Statistics Multiple R

0.682492

R Square

0.46579533

Adjusted R Square

0.44671659

Standard Error

0.47670638

Observations

30

ANOVA df

SS

Regression

MS

1

5.548139909

5.54814

Residual

28

6.362971203

0.22725

Total

29

11.91111111

Coefficients

Standard Error

t Stat

F 24.4144

3.25808E-05

P-value

Intercept (β)

5.86637004

0.270782148

21.6645

4.9E-19

Hari (Xi) (α)

0.04968484

0.010055441

4.94109

3.3E-05

 

Significance F

Persamaan garis regresi yang diperoleh nyata, (F sig<0.01) tolak H 0 r hitung = 0.682 ≥ r tabel (0.05:1,28) = 0.374, maka koefisien korelasi nyata.

62

Lampiran 17. Nilai pH harian seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada pada digester tahap I dan digester tahap II a. Nilai pH pada digester tahap I Nilai pH Hari ke-

Komposisi 90 : 10

Komposisi 80 : 20

Komposisi 70 : 30

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

1

5

5

5

5.00

5

5

5

5.00

5

5

5

5.00

2

5

5

6

5.33

6

6

5

5.67

5

6

6

5.67

3

5

5

6

5.33

5

6

6

5.67

6

6

6

6.00

4

5

5

6

5.33

6

6

6

6.00

6

6

5

5.67

5

6

5

6

6.00

6

5

6

5.67

6

5

5

5.33

6

6

6

6

5.67

5

5

6

5.33

5

5

5

5.00

7

5

5

6

5.67

5

6

6

5.67

5

5

6

5.33

8

6

6

6

5.67

6

5

6

5.67

5

5

5

5.00

9

6

5

6

6.00

5

6

6

5.67

5

5

6

5.33

10

5

6

6

5.67

5

5

5

5.00

6

5

6

5.67

11

6

6

5

5.33

5

5

5

5.00

5

5

5

5.00

12

6

5

6

5.67

6

6

6

6.00

6

6

7

6.33

13

6

5

6

6.00

6

5

6

5.67

6

6

6

6.00

14

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

15

6

6

6

6.33

7

5

6

6.00

6

6

7

6.33

16

5

7

6

5.67

6

5

6

5.67

7

5

6

6.00

17

5

6

5

5.00

6

6

5

5.67

7

6

6

6.33

18

6

5

6

6.00

6

6

6

6.00

6

7

6

6.33

19

5

6

5

5.00

6

6

5

5.67

6

6

6

6.00

20

5

5

6

5.67

7

6

6

6.33

7

6

6

6.33

21

5

6

5

5.00

5

6

6

5.67

6

6

6

6.00

22

6

5

6

6.00

6

6

6

6.00

6

7

6

6.33

23

6

6

6

6.33

7

7

6

6.67

6

6

7

6.33

24

5

7

5

5.00

5

5

5

5.00

5

5

5

5.00

25

5

5

5

5.00

5

6

5

5.33

5

5

6

5.33

26

6

5

6

6.00

6

6

6

6.00

6

6

7

6.33

27

7

6

7

7.00

6

7

6

6.33

7

6

7

6.67

28

5

7

6

5.33

7

5

6

6.00

5

6

6

5.67

29

5

5

5

5.00

5

6

6

5.67

5

6

6

5.67

30

6

5

6

6.00

6

5

6

5.67

6

6

6

6.00

31

6

6

5

5.33

6

6

6

6.00

6

6

5

5.67

32

5

5

5

5.33

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

33

6

6

5

5.67

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

34

6

6

6

5.67

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

35

5

5

5

5.33

7

6

6

6.33

6

5

6

5.67

36

6

6

5

5.33

6

5

5

5.33

5

5

6

5.33

63

b.

37

5

5

5

5.00

6

6

5

5.67

6

6

6

6.00

38

5

5

6

5.67

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

39

5

6

5

5.00

6

6

5

5.67

5

5

6

5.33

40

5

5

5

5.00

6

5

5

5.33

5

5

5

5.00

Nilai pH pada digester tahap II

Nilai pH Hari ke-

Komposisi 90 : 10

Komposisi 80 : 20

Komposisi 70 : 30

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

11

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

6

7

7

6.67

12

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

6

7

7

6.67

13

7

6

7

6.67

6

6

6

6.00

6

6

7

6.33

14

7

7

6

6.67

6

6

7

6.33

7

9

7

7.67

15

6

6

5

5.67

6

6

6

6.00

7

8

7

7.33

16

7

7

6

6.67

6

6

6

6.00

7

7

7

7.00

17

6

6

5

5.67

6

6

6

6.00

6

7

6

6.33

18

6

6

6

6.00

6

7

7

6.67

6

8

6

6.67

19

6

5

6

5.67

5

6

5

5.33

6

7

6

6.33

20

8

6

7

7.00

6

6

6

6.00

7

7

7

7.00

21

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

6

7

6

6.33

22

6

6

7

6.33

7

6

6

6.33

7

8

6

7.00

23

7

6

6

6.33

7

7

6

6.67

7

7

7

7.00

24

6

6

7

6.33

5

6

5

5.33

6

7

6

6.33

25

6

6

6

6.00

6

6

6

6.00

6

7

7

6.67

26

7

6

7

6.67

6

6

6

6.00

6

7

7

6.67

27

7

7

7

7.00

7

7

7

7.00

7

7

7

7.00

28

6

6

6

6.00

7

6

6

6.33

6

7

7

6.67

29

6

7

6

6.33

6

6

7

6.33

7

7

7

7.00

30

6

6

5

5.67

6

6

7

6.33

7

7

7

7.00

31

7

6

5

6.00

6

7

7

6.67

7

7

7

7.00

32

6

7

6

6.33

6

7

7

6.67

7

8

7

7.33

33

7

6

6

6.33

6

7

8

7.00

8

8

8

8.00

34

9

7

6

7.33

6

9

8

7.67

9

9

8

8.67

35

7

7

7

7.00

6

7

8

7.00

7

8

7

7.33

36

7

7

6

6.67

6

8

8

7.33

8

8

8

8.00

37

8

8

6

7.33

6

8

8

7.33

8

8

8

8.00

38

7

8

6

7.00

7

8

8

7.67

8

8

8

8.00

39

8

8

6

7.33

6

8

8

7.33

8

8

8

8.00

40

8

8

6

7.33

6

8

8

7.33

8

8

8

8.00

64

Lampiran 18. Suhu harian seluruh kombinasi limbah cair dan lumpur aktif pada digester tahap I dan digester tahap II a. Suhu pada digester tahap I

Suhu (°C) Hari ke-

Suhu Ruang (°C)

Komposisi 90 : 10

Komposisi 80 : 20

Komposisi 70 : 30

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataa n

1

2

3

Rataa n

1

24

26

25.5

26

25.83

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

2

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

3

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

4

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

5

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

6

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

7

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

8

24

26

26

26

26.00

26

26.5

26.5

26.33

26.5

26.5

26

26.33

9

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

10

24

26.5

26

26.5

26.33

26

26.5

26

26.17

27

26.5

26

26.50

11

24.5

26.5

26

26.5

26.33

26

27

26.5

26.50

26.5

27

26.5

26.67

12

24

26.5

26.5

27

26.67

27

27

27

27.00

26.5

27

27

26.83

13

25.5

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

14

25

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

15

25

27.5

27.5

27.5

27.50

27.5

27.5

27.5

27.50

27.5

27.5

27.5

27.50

16

25.5

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

17

25

27.5

27.5

27

27.33

27.5

27.5

27.5

27.50

28

27.5

27.5

27.67

18

25

27

27.5

27

27.17

27

27

27

27.00

27

27.5

27.5

27.33

19

25

27.5

27

27.5

27.33

27

27

27

27.00

27.5

27

27

27.17

20

25

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

21

25

27.5

27.5

27.5

27.50

27.5

27.5

27.5

27.50

27

27.5

27

27.17

22

25.5

27

27.5

27

27.17

27

27.5

27

27.17

27.5

27.5

27

27.33

23

25

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

24

25

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

25

26

26.5

26.5

26.5

26.50

26

26.5

26.5

26.33

27

27

26.5

26.83

26

24.5

26.5

26.5

26.5

26.50

26.5

26.5

26.5

26.50

26.5

26.5

26.5

26.50

27

24

26.5

26.5

26.5

26.50

26.5

27

26.5

26.67

27

27

27

27.00

28

24

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

29

24

26.5

26.5

26.5

26.50

26.5

26.5

26.5

26.50

27

27

26.5

26.83

30

24

27

26.5

26.5

26.67

26.5

27

27

26.83

27

26.5

27

26.83

31

25.5

26

26

26

26.00

26

26.5

26

26.17

26

26

26

26.00

32

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

33

24

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

26.5

26

26

26.17

34

24

26

26.5

26

26.17

26

26.5

26.5

26.33

27

27

27

27.00

35

25

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

65

36

25

27

37

24

26.5

38

25

27.5

39

26

27.5

40

26

27

27

27

27.00

27

27

27

26.83

27

27.5

27.5

27.50

27.5

27.5

27.5

27.50

27.5

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

27.00

27.5

27.5

27.50

27.5

27.5

27.50

27

27

27.00

27

27

27

27.00

27

27

26.5

26.83

27.5

27.5

27.5

27.50

27.5

27.5

27.5

27.50

27.5

27.5

27.5

27.50

b. Suhu pada digester tahap II

Hari ke-

Suhu Ruang (°C)

Suhu (°C) Komposisi 90 : 10

Komposisi 80 : 20

Komposisi 70 : 30

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

1

2

3

Rataan

11

24.5

27

27

27

26.50

26

27

27

26.33

27

27

27

26.83

12

24

26

26

26

6.00

27

27

27

26.50

27

26

27

26.33

13

25.5

27

26

27

6.67

27

27

27

27.00

26

26

27

26.33

14

25

27

27

27

6.67

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

15

25

28

28

27

5.67

28

28

28

27.50

28

28

28

27.50

16

25.5

27

27

27

6.67

27

27

27

26.83

27

27

27

26.83

17

25

27

28

28

5.67

28

28

28

27.83

28

28

28

27.50

18

25

27

28

27

6.00

28

27

27

27.00

28

27

27

27.17

19

25

28

28

28

5.67

27

28

28

27.33

28

28

27

27.33

20

25

27

27

27

7.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

21

25

27

27

27

6.00

27

27

26

26.67

27

27

27

27.00

22

25.5

28

27

28

6.33

28

28

28

27.50

28

28

28

27.50

23

25

27

27

27

6.33

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

24

25

27

27

27

6.33

27

27

27

27.00

27

28

27

27.17

25

26

27

27

27

6.00

27

26

26

26.17

27

27

27

26.50

26

24.5

27

27

27

6.67

27

27

27

26.50

27

27

27

26.50

27

24

27

27

27

7.00

27

27

27

26.83

27

27

27

27.00

28

24

27

27

27

6.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

29

24

27

27

27

6.33

27

27

27

26.50

27

27

27

26.50

30

24

27

28

27

5.67

27

27

27

27.00

27

27

27

26.83

31

25.5

26

26

26

6.00

26

26

27

26.17

26

26

27

26.17

32

24

26

26

26

6.33

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

33

24

25

26

26

6.33

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

34

24

26

27

26

7.33

26

26

27

26.17

26

26

26

26.00

35

25

27

28

27

7.00

27

27

27

27.00

27

27

27

27.00

36

25

26

26

26

6.67

26

26

26

26.00

26

26

26

26.00

37

24

27

27

26

7.33

26

28

26

26.50

26

27

27

26.67

38

25

27

27

27

7.00

27

28

27

27.17

28

28

27

27.33

39

26

28

28

27

7.33

28

28

28

27.50

28

28

28

27.50

40

26

27

27

27

7.33

27

27

27

26.53

28

28

28

27.50

66

Lampiran 19. Rancangan acak lengkap, tabel sidik ragam, dan uji lanjut Duncan nilai total volatile solid (TVS) a. Rancangan acak lengkap 



Pada digester tahap I 90LC : 10LA

80LC : 20LA

70LC : 30LA

3,32

4,84

5,19

4,2

4,07

4,89

4,15

4,46

5,47

Pada digester tahap II 90LC : 10LA

80LC : 20LA

70LC : 30LA

0,82

1,21

1,6

0,74

2,09

3,03

0,72

1,27

2,04

b. Tabel Sidik Ragam (TSR) 

Pada digester tahap I Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: TVS Source

Type III Sum of Squares

df

Mean Square

F

Sig.

Corrected Model

2.522(a)

2

1.261

7.936

.021

Intercept

183.061

1

183.061

1152.132

.000

LCLA

2.522

2

1.261

7.936

.021

Error

.953

6

.159

Total

186.536

9

3.475

8

Corrected Total

a R Squared = .726 (Adjusted R Squared = .634)



Pada digester tahap II

Dependent Variable: TVS Type III Sum Source of Squares Corrected Model

df

Mean Square

F

Sig.

3.214(a)

2

1.607

6.173

.035

20.310

1

20.310

78.019

.000

3.214

2

1.607

6.173

.035

Error

1.562

6

.260

Total

25.086

9

4.776

8

Intercept LCLA

Corrected Total

a R Squared = .673 (Adjusted R Squared = .564)

67

c. Uji lanjut Duncan 

Pada digester tahap I Multiple Comparisons

Dependent Variable: TVS

(I) LCLA

Mean Difference (I-J)

(J) LCLA

95% Confidence Interval Std. Error

Sig. Lower Bound

LSD

70LC:30LA 80LC:20LA 90LC:10LA

Upper Bound

80LC:20LA

.7267

.32546

.067

-.0697

1.5230

90LC:10LA

1.2933(*)

.32546

.007

.4970

2.0897

70LC:30LA

-.7267

.32546

.067

-1.5230

.0697

90LC:10LA

.5667

.32546

.132

-.2297

1.3630

70LC:30LA

-1.2933(*)

.32546

.007

-2.0897

-.4970

80LC:20LA

-.5667

.32546

.132

-1.3630

.2297

Based on observed means. * The mean difference is significant at the .05 level.

Homogeneous Subsets TVS LCLA

N

Subset 1

Duncan(a,b)

2

90LC:10LA

3

3.8900

80LC:20LA

3

4.4567

70LC:30LA

3

Sig.

4.4567 5.1833

.132

.067

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on Type III Sum of Squares The error term is Mean Square(Error) = .159. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000. b Alpha = .05.



Pada digester tahap II Multiple Comparisons

Dependent Variable: TVS

(I) LCLA

LSD

(J) LCLA

Mean Difference (I-J)

Std. Error

Sig.

95% Confidence Interval Lower Bound

Upper Bound

70LC:30L

80LC:20L 90LC:10L

.7000 1.4633(*)

.41659 .41659

.144 .013

-.3194 .4440

80LC:20L

70LC:30L

-.7000

.41659

.144

-1.7194

.3194

90LC:10L

.7633 -1.4633(*) -.7633

.41659 .41659 .41659

.117 .013 .117

-.2560 -2.4827 -1.7827

1.7827 -.4440 .2560

90LC:10L

70LC:30L 80LC:20L

1.7194 2.4827

Based on observed means. * The mean difference is significant at the .05 level.

68

Homogeneous Subsets TVS LCLA

N

Subset 1

Duncan(a,b)

2

90LC:10L

3

.7600

80LC:20L

3

1.5233

70LC:30L

3

Sig.

1.5233 2.2233

.117

.144

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on Type III Sum of Squares The error term is Mean Square(Error) = .260. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000. b Alpha = .05.

69