PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN AYAM DENGAN PENAMBAHAN BEBAN ORGANIK DAN WAKTU TINGGAL HIDRAULIK PADA BIODIGESTER ANAEROB SISTEM KONTINYU TESIS

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN AYAM DENGAN PENAMBAHAN BEBAN ORGANIK DAN WAKTU TINGGAL HIDRAULIK PADA BIODIGESTER ANAEROB SISTEM KONTINYU

TESIS Untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Magister Program Studi Biosain

Oleh Inpurwanto NIM: S900809009

PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN AYAM MELALUI PENAMBAHAN BEBAN ORGANIK DAN WAKTU commit to user i


digilib.uns.ac.id

TINGGAL HIDRAULIK PADA BIODIGESTER ANAEROB SISTEM KONTINYU

TESIS Oleh: INPURWANTO NIM.S900809009 Telah disetujui oleh pembimbing pada tanggal…………………..2012 Komisi Tanggal

Nama

Tanda tangan

Pembimbing Pembimbing I. Pembimbing II.

Dr.Edwi Mahajoeno,M.Si ……………… NIP.196010251997021001 Dr.Sunarto,MS …………… NIP.195406051991031002

2012 2012

Mengetahui Ketua Program Studi Biosain Program Pascasarjana

Prof.Dr.Sugiyarto,M.Si NIP.1967043019922031002

PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN AYAM DENGAN PENAMBAHAN BEBAN ORGANIK DAN WAKTU TINGGAL HIDRAULIK PADA BIODIGESTER ANAEROB SISTEM KONTINYU commit to user ii


digilib.uns.ac.id

TESIS Oleh Inpurwanto S900809009 Telah disetujui oleh tim penguji Jabatan

Nama

Tanda tangan

Tanggal Ketua

Prof.Dr.Sugiyarto,M.Si NIP.196704301992031002

Sekertaris

…………………2012

Drs. Marsusi, M.S. Ph. D NIP. 195007011981031003

Anggota

…………………2012

Dr.Edwi Mahajoeno,M.Si NIP.196010251997021001

Anggota

…………………2012

Dr.Sunarto,M.S …………………2012

NIP.195406051991031002 Telah dipertahankan di depan penguji Dinyatakan telah memenuhi syarat Pada tanggal…………………….2012 Mengesahkan Direktur Program Pasca Sarjana UNS

Ketua Program StudI BIosain

Prof.Dr.Ir.Ahmad Yunus,M.Si

Prof.Dr.Sugiyarto,M.Si

NIP.196107171986011001

NIP.196704301992031002

commit to user iii


digilib.uns.ac.id

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI TESIS Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa: 1. Tesis yang berjudul: “Produksi Biogas Dari Limbah Peternakan Ayam Dengan Penambahan Beban Organik dan Waktu Tinggal Hidraulik Pada Biodegester Anaerob Sistem Kontinyu “ adalah karya penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka. Apabila ternyata di dalam naskah tesis ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur jiplakan, maka saya bersedia tesis beserta gelar MAGISTER saya dibatalkan, serta diproses sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku (UU No.20 Tahun 2003, pasal 25 ayat 2 dan pasal 70). 2. Tesis ini merupakan hak milik Prodi Biosains PPs-UNS. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain harus seijin Ketua Prodi Biosain PPs-UNS dan minimal satu kali publikasi menyertakan tim pembimbing sebagai author. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (6 bulan sejak pengesahan tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka Prodi Biosain PPs-UNS berhak mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Prodi Biosains PPs-UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku. Surakarta,

Juli 2012

Mahasiswa

Inpurwanto S900809009

commit to user iv


digilib.uns.ac.id

Inpurwanto NIM S900809009. 2012. Produksi Biogas Dari Limbah Peternakan Ayam Dengan Penambahan Beban Organik dan Waktu Tinggal Hidraulik Pada Biodegester Anaerob Sistem Kontinyu. Tesis. Komisi pembimbing I Dr.Edwi Mahajoeno.M.Si II Dr.Sunarto.MS. Program Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta. Biogas merupakan salah satu sumber energi bahan bakar yang ramah lingkungan dan terbaharui yang dapat berasal dari bahan organik limbah eceng gondok dan limbah peternakan ayam. Dengan digester anaerob limbah tersebut dapat dikonversi menjadi biogas.Tujuan penelitian untuk

mendapatkan

produksi

biogas

maksimal

dengan

efisiensi

perombakan beban yang tinggi. Substrat terdiri dari limbah peternakan ayam dan limbah eceng gondok dicampur dengan air dengan perbandingan 1 : 1.

Perlakuan

dengan penambahan beban organik/Organic Loading Rate(OLR) dan waktu tinggal hidraulik /Hydraulic Retention Time(HRT) yaitu 50kg/hari dengan HRT 34 hari, 70kg/hari HRT 24 hari, 90kg/hari HRT 19 hari, 110kg/hari HRT 15 hari dan 130kg/hari HRT 13 hari. Pengisian beban setiap hari masingmasing selama 5 hari.Variabel pengamatan meliputi produksi biogas per hari, COD, TS, VS, pH dan suhu diukur setiap hari. Data yang diperoleh dianalisis diskriptif.. Produksi biogas maksimal dan efisiensi perombakan COD, TS dan VS tertinggi dicapai pada pengisian beban 110kg/hari dengan HRT 15 hari yaitu sebesar 492, 68 liter/hari dengan suhu rata-rata 28,4 0C dan pH ratarata 7,54, efisiensi perombakan COD, TS, dan VS tertinggi

sebesar

91,8%, 36,4% dan 58,4%. Kata kunci: Biogas, efisiensi perombakan,limbah peternakan ayam, digester anaerob.

commit to user v


digilib.uns.ac.id

INPURWANTO. NIM. S900809009. 2012. Production Of Biogas From Waste of Hidraulic Retention Chicken Manure With The Addition of Organic Load and Time In Biodigester Anaerobic Continuous System. Thesis. Supervisor I Dr. Edwi Mahajoeno. M. Si. II. Dr. Sunarto. MS. Bioscience Program, Post Graduates Program Sebelas Maret University of Surakarta Biogas is one of the fuel energy sources that are environmentally friendly and renewable materials derived from organic water hyacinth waste and poultry waste. With anaerobic digester waste can be converted into biogas. The purposed of this research was

obtain maximum production of biogas with a high load efficiency

overhaul. The substrate consists of chicken waste and water hyacinth waste mixed with water in the ratio 1: 1. Treatment with the addition of organic load (OLR) and hydraulic retention time (HRT) was 50 kg/days with HRT of 34 days, 24 days HRT 70 kg/days, 90 kg/days HRT of 19 days, 15 days 110 kg/days HRT and HRT 130 kg/days 13 days. Charging load each day for 5 days. Observation variables include the production of biogas per day, COD, TS, VS, pH and

temperature were

measured every day. Data were analyzed descriptively. Optimal biogas production was achieved at the expense110 kg/days filling with HRT of 15 days that were equal to 492, 68 liters/day with an average temperature of 28.40 C

and average

pH of 7.54. While the efficiency of COD

reforms, TS, and VS 110 kg/days highest load achieved in the HRT of 15 days consecutive or 91.8%, 36.4% and 58.4%. Keywords: Biogas, the efficiency reforms, poultry waste, anaerobic digester.

commit to user vi


digilib.uns.ac.id

PERSEMBAHAN

Karya tulis ini kupersembahkan untuk yang tercinta :

Kedua orang tuaku almarhum Isteriku tercinta Kedua anakku : Arya ajisaka dan arsy kusumawardhani kedua kakakku dan adikku almarhum

TERIMA KASIH ATAS DORONGAN SEMANGATNYA

commit to user vii


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Alhamdulillah hirobil’alamin puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tesis yang berjudul “ Produksi

Biogas Dari Limbah Peternakan

Ayam Dengan Penambahan Beban Organik /Organic Loading Rate (OLR) dan Waktu Tinggal Hidraulik / Hidraulic Retention Time (HRT) Pada Biodigester Anaerob Sistem Kontinyu ”. Di dalam tulisan ini, disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi rancangbangun reaktor digester anaerob sistem kontinyu skala semi pilot, peningkatan produksi biogas dengan adanya perlakuan penambahan beban organik dan lama waktu tinggal hidraulik di dalam digester , efisiensi perombakan COD, TS dan VS serta dampak limbahnya terhadap lingkungan. Nilai penting penelitian ini adalah untuk mendapatkan produksi biogas yang maksimal dari digester anaerob dengan bahan limbah peternakan ayam dan limbah eceng gondok (Euchornia crassipes) serta besarnya efisiensi perombakan COD dan TS, sehingga lebih lanjut disain prototipe reaktor digester anaerob ini dapat diterapkan terutama di sentra industri peternakan.

Hasil penelitian ditemukan

bahwa produksi biogas belum optimal, untuk selanjutnya perlu penelitian terhadap kemurnian biogasnya dan mengoptimalkan produksinya sehingga didapat produksi biogas lebih tinggi dan berkualitas. Disadari bahwa dengan kekurangan dan keterbatasan yang dimiliki penulis, walaupun telah dikerahkan segala kemampuan untuk lebih teliti, tetapi masih

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

dirasakan banyak kekurang tepatan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi yang membutuhkan. Surakarta, Juli 2012

Penulis

commit to user ix


digilib.uns.ac.id

UCAPAN TERIMA KASIH Alhamdulillah hirobil’alamin puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tesis yang berjudul “ Produksi

Biogas Dari Limbah Peternakan

Ayam Dengan Penambahan Beban Organik /Organic Loading Rate (OLR) dan Waktu Tinggal Hidraulik / Hidraulic Retention Time

(HRT)

Pada Biodigester

Anaerob Sistem Kontinyu ”.Dalam penyusunan tesis ini banyak bimbingan ataupun bantuan baik moril maupun spiritual dari berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat: 1. Prof. Dr.Ir.Ahmad Yunus selaku Direktur Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kesempatan serta segala macam perizinan dalam mendukung penelitian ini. 2. Prof. Dr. Sugiyarto, M.Si , selaku Ketua Program Studi Biosains yang telah banyak mendukung dalam program belajar mengajar dan memotifasi dalam penelitian ini. 3.

Dr.Edwi Mahajoeno, M.Si selaku pembimbing pertama yang telah banyak membimbing, memotifasi dan membantu dengan penuh kesabaran sehingga penelitian dan penulisan tesis ini dapat diselesaikan.

4. Dr.Sunarto,

M.S.

selaku

pembimbing

kedua

yang

telah

berkenan

membimbing dan memberikan arahan sehingga penulisan tesis dapat diselesaikan.

commit to user x


digilib.uns.ac.id

5. Ibu Dr.Siti Chalimah, M.Pd. dosen Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah banyak memberikan dorongan, motifasi, dan bantuan dalam penelitian ataupun penulisan, sehingga naskah tesis ini dapat diselesaikan. 6. Kepala UPT sub Laboratorium kimia Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan

ijin

penggunaan

laboratorium,

sehingga

penelitian

dan

penulisan tesis ini dapat diselesaikan. 7. Teman-teman Biosains angkatan 2009 semuanya yang selalu kompak dalam suka dan duka utamanya (Mas Dodik, pak Muryanto, pak Heru, pak Amar, pak Supriyadi, pak Hamdin, mbakPipit, mbak Ainun, mbak Nina, mbak Zahra dan pak Pur ) yang telah banyak memberikan semangat belajar dan dukungan dalam penyelesaian penulisan tesis ini. 8. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan dukungan sehingga naskah tesis dapat diselesaikan.

Surakarta,

Juli 2012

Penulis

commit to user xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI JUDUL ......................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN .......................................................... iii PERNYATAAAN ORISINILITAS TESIS ....................................... iv ABSTRAK .................................................................................... v ABSTRACT .................................................................................. vi PERSEMBAHAN ......................................................................... vii KATA PENGANTAR ................................................................... viii UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................... x DAFTAR ISI ................................................................................ xii DAFTAR TABEL …………………………………………………….. xiv DAFTAR GAMBAR ..................................................................... xv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................. xvi BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ............................................................... 1 B. Rumusan Masalah ......................................................... 6 C. Tujuan Penelitian ........................................................... 6 D. Manfaat Penelitian ......................................................... 7 BAB II LANDASAN TEORI A.Limbah Peternakan Ayam ................................................ 8 B.Tumbuhan Eceng gondok ............................................... 12 C.Biogas dan Prinsip Kerja Proses Digester Anaerob ........ 13

commit to user xii


digilib.uns.ac.id

D.Dampak Limbah Peternakan Ayam terhadap Pencemaran Lingkungan ............................................... 30 E.Kerangka pemikiran ........................................................ 32 F.Hipotesis ....................................................................... 36 BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu dan tempat penelitian ...................................... 37 B. Alat dan bahan penelitian ........................................... 37 C. Rancangan penelitian ................................................. 38 D. Cara kerja ................................................................... 39 E. Pengamatan/Pengambilan data ................................... 42 F. Analisis data ............................................................... 43 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A.Produksi Biogas ........................................................... 45 B.Efisiensi perombakan COD, TS dan VS ....................... 52 C.Pengamatan pH dan suhu ........................................... 57 D.Pengamatan limbah digester terhadap pencemaran Lingkungan .................................................................. 58 BAB V.KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan

………………………………………… 62

B. Saran ………………………………………………….

62

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………..

63

LAMPIRAN …………………………………………………………

68

commit to user xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Tabel1. Komposisi Kimia Tumbuhan Eceng Gondok ……………

13

Tabel 2. Zat organik yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme

……………………………………………

29

Tabel 3. Rerata produksi biogas pada awal/sebelum pengisian beban, saat pengisian masing-masing beban dan akhir/ setelah pengisian beban……………………………………

46

Tabel 4. Peningkatan rerata produksi biogas pada tiap beban dibandingkan dengan rerata produksi biogas awal/ sebelum pengisian beban (liter/hari)……………………….

50

Tabel 5. Peningkatan rerata produksi biogas pada tiap beban dibandingkan dengan rerata produksi biogas akhir/ sesudah pengisian beban (liter/hari) ……………………

50

Tabel 6. Efisiensi perombakan COD pada masing-masing Beban organik dan HRT(%)

………………………………… 52

Tabel 7. Efisiensi perombakan TS pada masing-masing beban organik dan HRT (%) ……………………………………54 Tabel 8. Efisiensi perombakan VS pada masing-masing beban organik dan HRT (%) …………………………………

56

Tabel 9. Nilai rerata pH sebelum, sesudah, dan saat pemberian beban (load) masing-masing

……………….

58

Tabel 10. Nilai rerata suhu sebelum, sesudah, dan saat pemberianbeban (load) dan HRT (0C) … ………………… 59 Tabel 11. Karakteristik limbah peternakan ayam dengan limbah eceng gondok terhadap baku mutu limbah……… 60

commit to user xiv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.Gambar skema reaktor digester anaerob tipe batch kontinyu ……………………………………….

19

Gambar 2.Gambar prinsip kerja digester anaerob……….. ……… 34 Gambar 3.Bagan alir kerangka pemikiran…………………………

35

Gambar 4.Grafik hubungan antara rerata produksi biogas terhadap waktu tinggal hidraulik pada awal, saat pengisian masing masing beban dan akhir ……… 49

commit to user xv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Metode analisis sampel effluent …………… Lampiran 2

67

Dokumentasi penelitian ……………………………… 69

Lampiran 3. Surat Pernyataan …………………………………… 75

commit to user xvi


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN A.Latar Belakang. Perkembangan populasi penduduk di dunia yang pesat akhir-akhir ini mengakibatkan permintaan akan energi minyak bumi di dunia semakin meningkat. Sementara energi cadangan minyak dari bahan fosil (yang tidak terbaharui) di dunia semakin menipis.

Hal ini akan mengakibatkan percepatan akan krisis energi di

dunia. Keadaan inilah yang menekan semua negara untuk mengembangkan energi alternatif yang bersifat terbaharui, sehingga kebutuhan akan energi minyak bumi dari bahan fosil dapat digantikan dan dipenuhi yang sekaligus menanggulangi dampak negatif emisi gas minyak bumi bahan fosil yang memicu meningkatnya pemanasan global. Di Indonesia konsumsi bahan bakar minyak mencapai 1,3 juta barel, yang tidak seimbang dengan produksinya yang hanya mencapai 1 juta barel sehingga harus mengimport 0,3 juta barel. Menurut data kantor energy dan sumber daya mineral Tahun 2006 , bahwa cadangan minyak Indonesia hanya tersisa sekitar 9 milyar barel dan apabila cadangan minyak ini dikonsumsi terus menerus tanpa adanya cadangan minyak baru maka diperkirakan cadangan minyak Indonesia akan habis dalam 2 dekade mendatang.

Untuk itu pemerintah telah menerbitkan

Peraturan Presiden Republik Indonesia No.5 tahun 2006, tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut berarti menekankan pada sumber daya energi

commit to user 1


digilib.uns.ac.id 2

yang diperbaharui sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak dari fosil. Salah satu sumber energi yang diperbaharui adalah biogas (Ditjen PPHP, 2009). Biogas adalah gas-gas yang dihasilkan melalui Teknologi Biodigester Anaerob yang menggunakan bahan-bahan limbah organik seperti : kotoran hewan, kotoran manusia, sampah biomasa dan limbah organik lainnya dengan bantuan bakteri. Hasil dari proses biodigester anaerob sebagian besar atau 50% lebih adalah gas metana dan gas karbondioksida, yang merupakan bagian dari gas rumah kaca yang memicu meningkatnya pemanasan global. Sisanya dalam sejumlah kecil yaitu gas hidrogen sulfida, amoniak, hidrogen, dan nitrogen dengan jumlah sangat kecil (Grant and Marshalleck, 2008). Proses teknologi biodigester anaerob berlangsung di dalam sebuah reaktor. Reaktor yaitu sebuah tempat yang dirancang untuk memproses bahan baku limbah menjadi biogas. Ada beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan saat ini, diantaranya adalah reaktor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reaktor terapung (Floating-drum), reaktor jenis balon, reaktor jenis horizontal, reaktor jenis lubang tanah dan reaktor jenis ferrocement. Di dalam prosesnya, bahan baku yang berupa bahan organik ditampung di dalam sebuah reaktor, kemudian akan diuraikan oleh beberapa kelompok bakteri melalui tahapan-tahapan. Tahap pertama, bahan organik akan didegradasi menjadi asam-asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam seperti Clostridium aceticum, Clostridium thermoaceticum dan Acetobacterium woodii (Haryati, 2006). Bakteri ini akan menguraikan bahan organik pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi.

Hidrolisis yaitu proses penguraian senyawa komplek/rantai karbon

commit to user


digilib.uns.ac.id 3

panjang seperti karbohidrat, lemak, dan protein menjadi senyawa yang lebih sederhana. Sedangkan asidifikasi merupakan proses pembentukan asam-asam dari senyawa sederhana. Proses selanjutnya bila telah terbentuk senyawa asam-asam adalah

proses

pembentukan

gas

metana

yang

disebut

sebagai

proses

methanogenesis dengan bantuan golongan bakteri methanogen pembentuk gas metana

seperti

Methanococcus,

Methanosarcina,

Methanobacterium,

Methanothermus,Methanospirillum, dan Methanothrix (Schlegel, 1994). Penggunaan system reaktor biogas memiliki keuntungan,

antara lain:

mengurangi efek rumah kaca, mengurangi bau yang tidak sedap, mencegah penyebaran penyakit, panas, daya (mekanisasi/listrik), dan hasil samping berupa pupuk organik padat dan cair. Pemanfaatan limbah dengan cara seperti ini secara ekonomi akan sangat kompetitif seiring dengan meningkatnya harga bahan bakar minyak dunia, dan harga pupuk anorganik yang penggunaan dosisnya semakin meningat yang berakibat rusaknya struktur fisik, biologi, dan kimia dari tanah. Penggunaan pupuk organik bioreaktor dari sisa bioreaktor yang berupa limbah biogas ini merupakan cara baru teknologi dibidang pertanian yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Disamping itu limbah biodigester anaerob ini juga punya potensi untuk pupuk organik, di teknologi budidaya perikanan karena dapat menyuburkan plankton yang merupakan pakan ikan alami dan juga berpotensi untuk dijadikan bahan pembuat pellet ikan. Hasil utama reaktor biodigester anaerob adalah energi biogas, energi ini dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan seperti bahan bakar kompor rumah tangga, penerangan rumah, menyalakan alat elektronik melalui alat genset yang mempergunakan bahan bakar biogas (Haryati, 2006).

commit to user


digilib.uns.ac.id 4

Penelitian teknologi biodigester anaerob dengan bahan baku berupa kotoran sapi untuk menghasilkan biogas telah banyak dilakukan di Indonesia, dan hasilnya cukup signifikan. Hasil penelitian Widodo dkk (2006) dilaporkan bahwa reaktor biogas tipe fixed dome yang dirancang untuk 10 ekor sapi (dengan kotoran sapi 20 kg/ekor/hari dan retention time 45 hari) maka kapasitas reaktor dapat mencapai 18 m3. Selain itu juga dilaporkan bahwa produksi gas metana tergantung dari C/N rasio dari input kotoran ternak, hydraulic retention time, pH, suhu, organic loading rate dan toxicity. Hasil pengukuran suhu bahan baku di dalam reaktor berkisar 250C sampai dengan 270C dan pH berkisar antara 7 sampai dengn 7,8 kondisi ini berdasarkan teori cukup baik bagi aktifitas mikroorganisme penghasil metana. Hal ini didukung dengan fakta hasil analisis kandungan gas metana (CH4) yaitu sekitar 77% (lebih besar dari data referensi) dan produksi biogasnya mencapai 6 m3/hari ( untuk ratarata produksi biogas 30 liter gas/kg kotoran sapi). Sedangkan hasil pengukuran tanpa beban, menunjukkan laju aliran gas 1,5 m3/jam dengan tekanan 490 mmH2O. Sementara itu Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian di Serpong telah mengkaji pemanfaatan energi biogas dari bahan kotoran sapi untuk lampu penerangan dan kompor gas, dan hasilnya ternyata biogas layak secara teknis dan ekonomis dan juga telah dikaji untuk pembangkit listrik. Uji kinerja generator listrik dengan motor bakar diesel berbahan bakar solar-biogas untuk membangkitkan daya listrk 3000 watt menunjukkan hasil yang memuaskan, dengan konsumsi bahan bakar solar 100 ml/Jam dan 0,39 m3 biogas/kwh (Widodo,2007). Sementara Kottner (2002) mengatakan, bahwa 1m3 biogas ekivalen dengan energi 0,6 liter BBM atau 6,36 kw/h

commit to user


digilib.uns.ac.id 5

Di daerah Tuban Jawa Timur, sebagian besar peternak ayam belum melakukan pengelolaan limbahnya secara terpadu.

Salah satu peternak ayam

terbesar di Tuban mempunyai kurang lebih 150.000. ekor ayam petelur dan merupakan peternak tradisional yang sama sekali belum ada manajemen pengelolaannya. Menurut Yunus (1997) bahwa satu ekor ayam petelur dalam 1 hari dapat menghasilkan kotoran sebesar menghasilkan 0,1 kg.

0,06 kg sedangkan ayam pedaging

Jika dihitung setiap peternakan ayam rata-rata mempunyai

150.000. ekor ayam petelur, maka dalam 1 hari peternakan itu akan menghasilkan limbah kotoran ayam berjumlah 9000 kg atau 9 ton per hari. Hasil limbah yang berupa kotoran ayam ini apabila dikelola dengan baik, paling tidak sudah dapat mencukupi kebutuhan peternakan sendiri untuk penyediaan energi ataupun pupuk pertanian dan pupuk kolam perikanan. Energi biogas yang dihasilkan dapat dipergunakan untuk kebutuhan panas seperti kompor, pemanas mesin penetasan telur, penerangan dan menghidupkan energi listrik sehingga dapat menghidupkan alat-alat elektronik. Sedangkan hasil samping dari proses pembuatan biogas yang berupa limbah bioreaktor (slurry), dapat digunakan untuk pupuk organik tanaman, pupuk organik kolam perikanan dan campuran bahan pembuat pellet pakan ikan.

Pupuk organik hasil limbah

pemrosesan biogas mempunyai kandungan unsur hara yang tidak dipunyai pupuk lain dan pemberian pada kolam ikan dapat menyuburkan plankton yang merupakan pakan alami dari ikan atau hewan budidaya perairan lainnya. (Marchaim, 1992). Dengan demikian limbah peternakan ayam yang berupa limbah padat kotoran ayam dan limbah cair yang jika dibiarkan atau dibuang pada suatu tempat akan

commit to user


digilib.uns.ac.id 6

menjadi sumber pencemaran tanah, air ataupun udara, namun bila dilakukan pengelolaan yang benar akan menjadikan bahan yang berdaya guna dan bernilai tambah bagi peternak sendiri sekaligus mendukung program pertanian terpadu dan pembangunan pertanian yang berkelanjutan.

Demikian pula ikut mensukseskan

program langit bersih pemerintah dan mencegah percepatan proses global warming yang dampaknya semakin terasa terhadap kehidupan manusia di bumi. Untuk itu penelitian tentang

limbah peternakan ayam yang dicampur dengan limbah eceng

gondok dalam meningkatkan produksi biogas melalui variasi penambahan beban organik/ organik loading rate (OLR) dan waktu tinggal hidraulik / Hidraulic Retention Time (HRT) dengan teknologi biodigester anaerob secara kontinyu perlu dilakukan. B. Rumusan Masalah Dari latar belakang yang telah diuraikan maka dapat dirumuskan beberapa masalah seperti berikut : 1.Bagaimana pengaruh penambahan beban organik / Organic Loading Rate (OLR) dan Waktu tinggal hidraulik/ Hydraulic Retention Time terhadap produksi biogas. 2.Bagaimana efisiensinya terhadap perombakan COD, TS dan VS pada OLR dan HRT yang berbeda sampai batas waktu tertentu. C.Tujuan Penelitian 1.Mengetahui pengaruh penambahan beban organik /Organic Loading Rate (OLR) dan waktu tinggal hidraulik/Hydraulic Retention Time (HRT) terhadap produksi biogas. 2.Mengetahui efisiensi terhadap perombakan COD, TS dan VS pada OLR dan HRT yang berbeda sampai batas waktu tertentu.

commit to user


digilib.uns.ac.id 7

D.Manfaat Penelitian. 1. Didapat produksi biogas maksimal yang berasal dari bahan limbah organik yang ramah lingkungan sebagai alternatif pengganti energi bahan bakar fosil . 2. Biogas yang di produksi dapat dipergunakan sebagai, bahan bakar kompor, penerangan, pemanas mesin penetas dan dengan teknologi lebih lanjut dapat dipergunakan untuk pembangkit energi listrik sehingga dapat menghidupkan alat-alat elektronik. 3.

Limbah hasil proses digester anaerob yang berupa lumpur (slurry) dapat dipergunakan sebagai pupuk organik, sehingga dapat menyuburkan terhadap tanaman perindang sekeliling area peternakan, untuk pupuk kolam perikanan atau dikomersiilkan.

4. Menanggulangi terhadap pencemaran air, udara ataupun tanah sekeliling area akibat limbah kotoran ayam yang tidak dikelola dengan baik, menghindari terha dap penyebaran penyakit. 5. Diperoleh desain baru bioreaktor digester anaerob dengan pengisian secara kontinyu.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II LANDASAN TEORI A.Limbah Peternakan Ayam. Sejalan dengan upaya pemerintah dalam mencerdaskan bangsa, maka kebutuhan akan gizi seperti protein untuk masyarakat semakin meningkat terus setiap tahunnya. Pemenuhan kebutuhan protein masyarakat sebagian diantaranya dipenuhi dengan mengkonsumsi telur dan daging terutama daging ayam dan sapi. Daging ayam relatif lebih aman terhadap kesehatan, karena kandungan kolesterol dan lemak jenuhnya yang lebih rendah dari pada daging sapi. Dengan demikian, kebutuhan akan daging ayam dan telurpun meningkat terus yang berarti usaha peternakan ayam juga semakin meningkat. Di dalam pengelolaan peternakan ayam, selalu dihasilkan limbah. Limbah adalah kotoran atau buangan yang merupakan komponen pencemaran yang terdiri dari zat atau bahan yang tidak mempunyai kegunaan lagi bagi masyarakat (Agustina, 2008). Limbah tersebut dapat berupa limbah padat yang berupa kotoran ayam, dan limbah cair untuk peternakan ayam semi modern yang membuat pakan berupa pellet dengan menambahkan rebusan ikan sebagai sumber proteinnya. Pengelolaan limbah padat dan cair pada peternakan ayam di Indonesia belum sepenuhnya dikelola dengan baik, hal ini akan mengakibatkan proses terjadinya pencemaran lingkungan. Hal ini berlawanan dengan anjuran pemerintah dalam mendukung peternakan menjadi suatu usaha yang berwawasan lingkungan dan efisien, maka tata laksana pemeliharaan,perkandangan, dan penanganan limbah nya harus selalu diperhatikan. Pemerintah, dalam hal ini Departemen Pertanian

commit to user 8


digilib.uns.ac.id 9

telah menyadari hal tersebut dengan mengeluarkan peraturan menteri melalui SK Mentan No.237/1991 dan SK Mentan No.752/1994, yang menyatakan bahwa usaha peternakan dengan populasi tertentu perlu dilengkapi dengan upaya pengelolaan dan pemantauan lingkungan (Deptan ,1994). Apabila limbah-limbah organik tidak dilakukan pengelolaan yang baik bahkan hanya di buang pada suatu tempat areal pembuangan, maka akan menimbulkan proses pencemaran lingkungan. Pencemaran terhadap lingkungan akibat limbah padat dan cair dari peternakan ayam dapat menimbulkan dampak negatif terutama pada kesehatan manusia.

Pembuangan limbah ini di areal tanah sekeliling penduduk dapat

menyebarkan bau yang tidak sedap, menjadi tempat bersarangnya serangga vektor penyakit dan emisi gas rumah kaca seperti metana dan karbondioksida. Bila limbah dibuang ke perairan akan menyebabkan pencemaran badan air yang berakibat air berbau, berwarna dan pembawa pathogen bagi manusia dan air tidak layak pakai. Sedangkan terhadap biota perairan, limbah organik akan menyebabkan spesiesspesies plankton tertentu menjadi blooming yang berakibat matinya jenis-jenis ikan yang berarti akan mengurangi jumlah keanekaragaman hayati perairan (Fauziah, 2009). Teknologi biodegester anaerob merupakan teknologi yang dapat mengubah bahan biomassa seperti limbah peternakan ayam, sapi, kambing/domba, sampah organik dan limbah-limbah pertanian menjadi biogas. Proses biodegester anaerob berlangsung dengan bantuan mikroorganisme dalam keadaan anaerob, dan memerlukan wadah (reaktor) untuk berlangsungnya proses tersebut (Kottner, 2002). Menurut Yunus (1997) bahwa satu ekor ayam petelur dalam 1 hari dapat menghasilkan kotoran sebesar

0,06 kg dan kandungan bahan kering sebanyak

commit to user


digilib.uns.ac.id 10

26%.

Sedangkan Fontenot et al., (1983) melaporkan bahwa rata-rata produksi

buangan segar ternak ayam petelur adalah 0,06 kg/hari/ekor, dan kandungan bahan kering sebanyak 26%, sedangkan dari ayam pedaging kotoran yang dikeluarkan sebanyak 0,1 kg/hari/ekor dan kandungan bahan keringnya 25%. Kotoran ayam terdiri dari sisa pakan dan serat selulosa yang tidak dicerna. Kotoran ayam juga

mengandung karbohidrat, protein, lemak dan senyawa organic

lainnya. Protein pada kotoran ayam merupakan sumber nitrogen selain ada pula bentuk nitrogen anorganik lainnya. Penumpukan unsur nitrogen dan sulfid yang terkandung dalam kotoran ayam akan mengalami proses dekomposisi oleh mikroorganisme membentuk gas ammonia, nitrat, dan nitrit serta gas sulfid, gas inilah yang menimbulkan bau yang menyengat (Svensson, 1990; Pauzenga, 1991). Komposisi kotoran ayam sangat bervariasi bergantung pada jenis ayam, umur, keadaan individu ayam dan jenis makanan.

Berdasarkan bobot basah,

kandungan rata-rata unsur pada kotoran ayam petelur adalah sebagai berikut: total padatan 92%, total N=5,8%, NH4-N=1,48%, P2O5=6,14%, K2O=4,26%, Ca=6,22 ppm, Mg=1,37 ppm, sulfide=1,05 ppm, Mn=579,00 ppm, Zn=583,00 ppm, Cu=634,00 ppm (Malone,1992 di dalam Fauziah, 2009)

Jika dihitung setiap

peternakan ayam rata-rata mempunyai 150.000. ekor ayam, maka dalam 1 hari peternakan itu akan menghasilkan limbah kotoran ayam berjumlah 9000 kg atau 9 ton per hari.

Rata-rata limbah kotoran hewan ternak memiliki ratio C/N sekitar 24.

Kandungan ratio C/N rendah menyebabkan nitrogen akan dibebaskan dan diakumulasi dalam bentuk amoniak. Timbulnya amoniak akibat dari penumpukan kotoran ayam yang masih basah dalam kondisi anaerob yang akan menimbulkan

commit to user



bau yang kurang enak. Gas amoniak mempunyai pengaruh buruk terhadap hewan ternak sendiri dan juga terhadap manusia. Bau gas amoniak dapat menyebabkan produktivitas ayam menurun.

Kandungan C/N kotoran ayam berkisar 10, hal ini

meyebabkan produksi amoniak tinggi dan jika diproses menjadi biogas memerlukan waktu yang relatip lama dan hasilnya tidak optimum, sedangkan ratio C/N antara 20 sampai dengan 30 dianggap paling optimum untuk pencernaan anaerob (Demuynck et.al.,1984). Rendahnya kandungan C/N pada kotoran ayam berpengaruh ketika dimanfaatkan menjadi biogas.

Beberapa penelitian yang telah dilakukan

menunjukkan produksi biogas yang rendah, oleh karena itu untuk mendapatkan produksi biogas yang tinggi maka penambahan bahan organik yang mengandung karbon (C) seperti limbah eceng gondok, seresah, sampah organik dapat dipakai untuk meningkatkan kandungan ratio C/N pada kotoran ayam sehingga dapat meningkatkan produksi biogas. Hasil limbah yang berupa kotoran ayam ini apabila dikelola dengan baik, paling tidak sudah

dapat mencukupi kebutuhan peternakan

sendiri untuk penyediaan energi ataupun pupuk pertanian dan pupuk kolam peternakan ikan. Energi biogas yang dihasilkan dapat dipergunakan untuk kebutuhan panas seperti kompor, pemanas mesin penetasan telur, penerangan dan menghidupkan energi listrik sehingga dapat menghidupkan alat-alat elektronik. Sedangkan hasil samping dari proses pembuatan biogas yang berupa limbah bioreaktor (slurry), dapat digunakan untuk pupuk organik tanaman, pupuk organik kolam peternakan ikan dan campuran bahan pembuat pellet pakan ikan. Pupuk organik hasil limbah

commit to user



pemrosesan biogas mempunyai kandungan unsur hara yang tidak dipunyai pupuk lain dan pemberian pada kolam ikan dapat menyuburkan plankton yang merupakan pakan alami dari ikan atau hewan budidaya perairan lainnya. (Marchaim, 1992). B.Tumbuhan Eceng gondok (Euchornia crassipes) Tumbuhan eceng gondok merupakan tanaman air, perenial, batang simpodial, berakar serabut pada bagian dasar / pangkal batang, mengapung di permukaan air. Daun dengan helaian yang seringkali lebar, dengan pertulangan daun melengkung, pada pangkal tangkai mempunyai upih. Daun tersusun berseling atau membentuk suatu roset akar. Tidak mempunyai batang, kadang-kadang batang menyerupai rumput (Tjitrosoepomo, 1995). Penggunaan bahan-bahan alami yang tidak merusak lingkungan saat ini semakin sering dijumpai untuk mewujudkan pembangunan yang berwawasan lingkungan. Salah satu upayanya adalah dengan memanfaatkan tumbuhan air seperti eceng gondok yang selama ini cukup menimbulkan masalah bagi manusia dengan mengganggu aktifitas lalu lintas air, menghambat kelancaran air irigasi, mempercepat pendangkalan sungai dan danau serta merupakan gulma dari persawahan, (Almoustapha, 2009). Eceng gondok banyak tumbuh di parit-parit, sawah dan danau. Menurut

Moenadir (1988) bahwa tumbuhan eceng gondok

merupakan salah satu gulma air yang perkembangbiakannya sangat cepat. Di Rawa Pening eceng gondok dimanfaatkan sebagai sarana penyubur tanah, karena memberikan tambahan unsur hara seperti Nitrogen, Kalium, Phosfor dan sebagainya. Eceng gondok mengandung air 95% dan terdiri dari jaringan parenkim

commit to user



yang berongga (aerenkim), mempunyai energi yang tinggi, terdiri dari bahan yang dapat difermentasikan dan berpotensi sangat besar dalam menghasilkan biogas Tabel 1. Komposisi Kimia Tumbuhan Eceng Gondok Parameter Yang diamati

Nilai

Karbon organik (%) 34,90 Nitrogen total (%) 1,6 C/N Ratio 21,68 Ektrasi HCl 1N : Phosfor (%) 0,31 Kalium (%) 3,81 Kalsium (%) 1,66 Magnesium (%) 0,56 Kadar abu (%) 24,90 Kadar air segar 9500 ___________________________________________________________________, Sumber: Kashani ( 2009) (Chanakya

et.al.,

1993

dalam

Gunnarsson

dan

Cecilia,2006).

Sementara

Murbandono (2000) mengatakan bahwa dalam perombakan bahan organik terjadi penguraian hidrat arang, selulosa, hemiselulosa, zat lemak, lilin dan lain-lain menjadi CO2 dan air. Penguraian zat putih telur melalui amida-amida dan asam-asam amino menjadi amoniak, CO2 dan air. Terjadi peningkatan unsur hara didalam tubuh mikroorganisme terutama unsur nitrogen, phosfor dan kalium dimana unsur tersebut akan lepas kembali bila mikroorganisme tersebut mati. Ditambahkan oleh Musnawar (2003) bahwa sisa karbon yang dilepaskan ke lingkungan dalam bentuk CO2 sehingga kandungan C bahan turun mengakibatkan C/N ratio berkurang. C. Biogas dan Prinsip Kerja Proses Biodigester Anaerob. 1.Biogas Biogas adalah gas produk akhir pencernakan atau degradasi anaerob bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob dalam lingkungan bebas oksigen.

commit to user



(Judoamidjojo,1992). Teknologi biogas pada dasarnya memanfaatkan proses pencernakan yang dilakukan oleh bakteri methanogen yang produknya gas methane. Gas metana hasil pencernakan bakteri tersebut bisa mencapai 60% dari keseluruhan gas hasil reaktor biogas, sedangkan sisanya didominasi gas karbondioksida.

Bakteri ini bekerja dalam lingkungan yang tidak ada udara

(anaerob), sehingga proses ini juga disebut sebagai pencernakan anaerob (digester anaerob).

Bakteri methanogen secara natural berada dalam limbah yang

mengandung bahan organik, seperti kotoran binatang, kotoran manusia, dan sampah organik rumah tangga. Keberhasilan proses pencernakan tergantung pada kelangsungan hidup bakteri metanogen di dalam reaktor, sehingga beberapa kondisi yang mendukung perkembangbiakan bakteri ini di dalam reaktor perlu diperhatikan misalnya temperatur, keasaman, dan jumlah material organik yang hendak dicerna (Nurtjahya, 2003). Gas metana dalam biogas bila terbakar akan relatif lebih bersih dari pada batubara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbondioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manejemen limbah karena gas metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan

dengan karbondioksida.

Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer pada proses fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskn lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil. Komposisi biogas bervariasi tergantung pada proses anaerobik yang terjadi. Gas landfill memiliki konsentrasi gas metana sekitar 50%, sedangkan sistem pengolahan

commit to user



limbah yang sudah maju dapat menghasilkan biogas dengan kandungan gas metana 50-70%. Kandungan gas metana dalam biogas yang dihasilkan tergantung dari jenis bahan baku yang dipakai. Untuk menghasikan gas metana yang ideal dalam

proses

dekomposisi

anaerob,

diperlukan

ratio

C/N

antara

20-

30.(Judoamidjojo dkk, 1992). Menurut Kadir (1995) komposisi biogas tersusun oleh gas metana (CH4) 55-80%, Karbondioksida (CO2) 36-45%, Nitrogen(N2) 0-3%, Hidrogen (H2) 0-1%, Hidrogen sulfide (H2S) 0-1%, Oksigen (O2) 0-1%. Nilai kalori dari 1 meter kubik biogas sekitar 6000 watt/jam yang setara dengan setengah liter minyak disel, oleh karena itu biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan sebagai pengganti minyak tanah, gas LPG, butana atau batubara maupun bahan-bahan lain yang bersal dari fosil. Bila dibandingkan dengan nilai kesetaraannya, 1m3 biogas setara dengan 0,46 kg gas elpiji, 0,62 liter minyak tanah, 0,52 minyak solar dan 3,5 kayu bakar,Untuk produksinya 1 kg kotoran ayam akan menghasilkan 0,065-0,116 m3 biogas (Reid, 2005). Bila digunakan sebagai penerangan, energi 1m3 biogas sebanding dengan 60-100 W selama 6 jam.

Untuk memasak sebanding dengan memasak 3 jenis

makanan untuk 5 sampai 6 orang, sebanding juga dengan menjalankan motor 1 pk selama 2 jam, sebanding juga dengan 1,25 KWH listrik (Kristoferson dan Bolkaders, 1991). Sifat fisik dari biogas adalah sebagai berikut, BM rata-rata 34, titik didih pada 1 atm -161,490C, titik beku pada 1 atm -182,98oC. Sedangkan sifat kimianya, tidak berbau, berwarna, tidak beracun, dan tidak larut dalam air (Muchayat, 2009). 2.Jenis reaktor biogas

commit to user



Biodigester atau pambangkit biogas adalah konstruksi yang secara fisik biasanya dikenal sebagai kilang biogas. Karena berbagai bahan kimia dan reaksireaksi mikrobiologi berlangsung di dalam biodigester, ini juga dikenal sebagai reaktor biogas atau bioreaktor atau reaktor anaerob. Fungsi utama dari konstruksi ini adalah untuk menyediakan kondisi anaerob di dalamnya, sebagai suatu ruang yang kedap udara dan air. Bioreaktor ini dapat dibuat dari berbagai bahan material konstruksi dan dalam bentuk dan ukuran yang berbeda-beda. Dilihat dari sisi konstruksinya, pada umumnya reaktor biogas dapat digolongkan dalam 2 jenis yaitu jenis kubah tetap (fixed dome) dan jenis terapung (floating drum) . a.Tipe fixed dome (kubah tetap) Tipe ini mewakili konstruksi reaktor yang memiliki volume tetap sehingga produksi gas akan meningkatkan tekanan di dalam reaktor.

Tipe kubah berupa

reaktor yang dibangun dengan menggali tanah kemudian dibuat bangunan dengan bahan bata, pasir dan semen yang berbentuk seperti rongga dan kedap udara dan berstruktur seperti kubah atau bentuk bulatan setengah bola. Tipe ini dikembangkan di China sehingga disebut juga tipe China. Tahun 1980 sebanyak 7 juta unit alat ini telah dibangun di China, dan penggunaannya untuk menggerakkan alat-alat pertanian dan untuk generator tenagalistrik. b.Tipe floating drum (terapung). Tipe terapung berarti ada bagian pada konstruksi reaktor yang bisa bergerak untuk menyesuaikan dengan kenaikan tekanan reaktor. Pergerakan bagian reaktor tersebut juga menjadi tanda telah dimulainya produksi gas di dalam reaktor biogas.

commit to user



Tipe ini dikembangkan di India.

Konstruksinya terdiri atas sumur pencerna dan

diatasnya ditaruh drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang dihasilkan oleh reaktor.

Sumur dibangun dengan bahan- bahan yang

biasa dipakai untuk membuat fondasi rumah. Karena dikembang kan di India, maka reaktor ini juga disebut tipe India (Syamsudin dan Iskandar, 2005). Bila dilihat dari aliran bahan bakunya ke dalam reaktor, reaktor biogas dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu: 1) Sistem curah (batch) Pada tipe curah, bahan baku isian reactor ditempatkan di dalam wadah atau ruang tertentu dari awal hingga selesainya proses pencernaan.

Ini umumnya

digunakan pada tahap eksperimen untuk mengetahui potensi gas dari suatu jenis limbah organik. Tipe ini biasanya dipakai untuk limbah padatan seperti sayuran atau hijauan. Desain ini tidak memerlukan pipa air, tangki tunggal merupakan desain yang paling baik untuk digunakan. Tangki dapat dibuka dan slurry buangan proses dapat dikeluarkan dan digunakan sebagai pupuk kemudian bahan baku yang baru dimasukkan lagi, kemudian tangki ditutup dan proses fermentasi diawali kembali. Proses pencernaan akan dimulai berproduksi setelah minggu kedua sampai minggu keempat, setelah itu laju peningkatan produksi menjadi lambat lalu menurun setelah bulan ketiga atau keempat namun produksi gasnya juga tergantung dari jenis bahan limbah dan temperatur yang dipakai. Sistem curah biasanya dibuat dalam beberapa set sekaligus sehingga paling tidak, ada yang beropersi dengan baik. Pada tipe konstruksi ini gas yang terbentuk akan langsung disalurkan ke pengumpul gas di luar reaktor berupa kantung yang berbentuk balon.

commit to user



2) Sistem mengalir (kontinyu) Pada reaktor tipe kontinyu, ada aliran bahan baku atau substrat yang dimasukkan dan residu yang dikeluarkan pada selang waktu tertentu.

Produksi

biogas dapat dipercepat dan konsisten dengan system pemasukan bahan baku/substrat yang kontinyu serta sejumlah kecil buangan limbahnya setiap hari. Proses ini akan menyisakan nitrogen pada lumpur buangannya (slurry) dan dapat digunakan sebagai pupuk organik pertanian. Hal yang perlu diperhatikan dalam system kontinyu adalah tangki harus cukup besar untuk menampung semua bahan yang terus menerus dimasukkan selama proses pencernaan berlangsung. Kondisi yang ideal untuk sistem ini adalah menggunakan dua buah tangki digester, konsumsi limbah berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama untuk memproduksi gas metan dan tahap kedua untuk hal yang sama namun lebih lambat. Perbedaan antara tipe curah dengan tipe kontinyu adalah pada bagian konstruksi pengumpul gasnya, sedangkan persamaannya keduanya mempunyai komponen tangki utama, saluran pemasukan substrat dan pembuangan residu keluar dan saluran gas keluar ( Haryati,2006 ; Karim,2005). 3. Prinsip kerja proses digester anaerob Proses pencernakan bahan organik menjadi biogas di dalam reaktor melalui tahapan sebagai berikut: a.Hidrolisis. Pada tahap ini, molekul organik yang komplek seperti karbohidrat, protein, lemak dan turunannya akan diuraikan menjadi bentuk yang lebih sederhana seperti

commit to user



gula sederhana (glukosa), asam amino dan asam lemak, dengan proses pencernakan memakai enzim ekstraseluler. b.Asetagenesis. Pada tahap ini dilakukan proses penguraian produk hidrolisis, menghasilkan

200cm 150cm

200cm

1,5m

300cm

300cm

Gambar 1.Gambar skema reaktor digester anaerob tipe batch kontinyu hidrogen, karbondioksida, asetat, laktat, propionat, butirat, format, asetat dan amoniak yang merupakan asam-asam lemak yang mudah menguap/ Volatile Fatty Acid (VFA).

Proses ini diperlukan bakteri asam seperti Bacteroides,

Clostridium, Bifidobacteria, Enterobacteriaceae, Streptococci, Syntrophobacter woiinii dan Syntrophomonas wolfii.

commit to user



c.Methanogenesis. Tahap ini merupakan tahap terakhir dan sekaligus merupakan proses yang menentukan, yakni dilakukan penguraian dan sintesis produk tahap sebelumnya untuk menghasilkan gas metana (CH4). Hasil lain selain gas metana adalah karbondioksida, air, dan sejumlah kecil senyawa gas lainnya seperti hidrogen sulfida, amoniak, hydrogen dan nitrogen. Di dalam reaktor biogas terdapat beberapa jenis bakteri yang sangat berperan, yaitu bakteri asam seperti Clostridium aceticum, Clostridium thermo aceticum, dan Acetobacterium woodii dan bakteri metana seperti Methanobacterium, Methanococcus, Methanothrix, Methanosarsina dan Methanotherm. bakteri ini perlu eksis dalam jumlah yang seimbang.

Kedua jenis

Kegagalan reaktor biogas

dikarenakan tidak seimbangnya populasi bakteri methan terhadap bakteri asam yang menyebabkan lingkungan menjadi sangat asam yakni pHnya kurang dari 7, yang selanjutnya menghambat kelangsungan hidup bakteri metana (Muchayat, 2009 ; Werner, et al., 1989). Keasaman substrat atau media biogas dianjurkan untuk berada pada rentang pH 6,8 sampai dengan 8 (Indartono, 2005), 7 sampai dengan 8,5 (Widodo, 2006). Sementara derajad keasaman pada kebanyakan bahan organik adalah pada kisaran 5 sampai dengan 9.

Pada bahan organik kotoran sapi yang baru dimasukkan

umumnya mempunyai pH 7,7, kemudian setelah dimasukkan ke dalam digester dan dicampur dengan air, keasamannya turun hingga 6,5. Bakteri metana ini juga cukup sensitif dengan temperatur. Umumnya mikroba anaerob bekerja pada pH optimum 6 sampai dengan 7,5 (Hartono, 2009).

commit to user



4.Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap proses pencernaan anaerob Proses pembentukan biogas dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu faktor biotik dan faktor abiotik. a. Faktor biotik Faktor biotik berupa mikroorganisme dan jasad aktif di dalam proses atau pun mikroba dan jasad

kehidupan diantara komunitas.

Di dalam proses

fermentasi anaerob untuk membentuk gas metana terjadi suatu simbiosis. Semakin banyak simbiosis, akan semakin baik daya dukung terhadap lingkungan kehidupan dari bakteri penghasil metan. b. Faktor abiotik Faktor abiotik mencakup faktor luar yang dapat diatur serta berpengaruh secara langsung terhadap produksi biogas. Faktor-faktor tersebut antara lain: 1) Kadar air umpan Setiap jenis mikroorganisme mempunyai kebutuhan air yang tertentu untuk kelangsungan hidupnya. Dengan terpenuhi akan kebutuhan air yang tepat, hal ini akan menghasilkan daya dukung yang optimal untuk proses metabolismenya. 2) Temperatur/suhu Temperatur

350C

merupakan

temperatur

optimum

untuk

perkembangbiakan bakteri methan (Indartono, 2005), 320C sampai dengan 350C atau 500C sampai dengan 55oC (Eliantika, 2009). Sedangkan menurut Widodo (2007) dalam kajian teknologi energinya melaporkan bahwa temperatur optimal untuk proses digester anaerob adalah 300C sampai dengan 35oC dimana pertumbuhan bakteri dan produksi gas metana umumnya

commit to user



optimum.

Namun demikian dengan rancangan tanpa memperhitungkan

tahanan termal bahan dinding reaktor, akan diperoleh temperatur digester sebesar 190C sampai dengan 200C. Dengan kondisi di dalam reaktor seperti ini, kemampuan bakteri untuk mencerna bahan limbah organik akan berkurang dua kali lipat. Secara umum terdapat 3 rentang temperatur yang ideal untuk pertumbuhan mikroorganisme, yaitu : 0

a) Mikroorganisme psicrofilik: yaitu hidup pada rentang suhu 4 - 20 C. b) Mikroorganisme mesofilik: yaitu hidup pada rentang suhu 20 – 400C c) Mikroorganisme thermofilik: yaitu hidup pada rentang suhu 40 – 600C Perombakan limbah dapat berjalan lebih cepat pada penggunaan bakteri thermofil. kimiawi,

Suhu yang tinggi dapat memacu perombakan secara

perombakan

yang

cepat

akan

dimanfaatkan

oleh

bakteri

methanogenik untuk menghasilkan gas methan sehingga dapat memproduksi biogas. Peningkatan suhu sebesar 400C dapat menghasilkan 68,5 liter biogas (Mahajoeno, 2008) Suhu digester sekitar 250C sampai dengan 270C dengan pH 7 sampai dengan 7,8 menghasilkan biogas dengan kandungan gas metana sekitar 50% sampai dengan 70% ( Grant and Marshalleck, 2008). 3) Unsur hara Makanan dari bakteri terutama yang mengandung unsur nitrogen, fosfor, magnesium, sodium, mangan, kalsium,dan kobalt, serta unsur logam seperti nikel, tembaga, besi dan seng dalam jumlah sedikit. Pada limbah kotoran ayam terkandung karbohidrat, protein, lemak dan mineral yang diperlukan oleh mikroba.

Namun demikian komposisi limbah perlu diperbaiki dengan

commit to user



penambahan nutrisi seperti unsur P (fosfor) dan N (nitrogen) yang diberikan dalam bentuk pupuk SP-36 dan Urea. Jumlah kandungan bahan makanan dalam limbah harus dipertahankan agar bakteri tetap berkembang dengan baik. Jumlah lemak yang terdapat dalam limbah akan mempengaruhi aktifitas perombak limbah karbohidrat dan protein. Selain kontinuitas makanan, juga kontak antara makanan dan bakteri perlu berlangsung dengan baik yang dapat dicapai dengan melakukan agitasi (pengadukan). 4). Agitasi (pengadukan) Agitasi juga berpengaruh terhadap produksi biogas. Pemberian agitasi berpengaruh lebih baik dibandingkan tanpa agitasi dalam meningkatkan laju produksi gas.

Dengan agitasi, substrat substrat akan menjadi homogen

karena inokulum kontak langsung dengan

substrat dan merata sehingga

proses perombakan akan lebih efektif.

Pengadukan dapat mencegah

terjadinya benda-benda kecil yang mengapung (skum) pada substrat dipermukaan serta dapat berfungsi juga untuk mencampur bakteri metanogen dengan substrat. Perlakuan pengadukan dapat memberikan kondisi tempera tur yang seragam dalam biodigester. Pengadukan secara kontinyu mampu meningkatkan produksi

gas metana sebanyak 12%, sedangkan tanpa

pengadukan hanya meningkatkan produksi gas metana sebesar 7% ( Hartono, 2009 ; Kaparaju et al., 2007). 5) Starter. Starter atau inokulum mengandung mikroorganisme atau bakteri metana dapat mempercepat proses fermentasi anaerob. Beberapa jenis starter antara lain :

commit to user



a).Starter alami: yaitu starter yang berasal dari lumpur aktif seperti lumpur kolam ikan, air comberan atau air septik tank, sludge, timbunan kotoran, dan timbunan sampah organik. Kotoran sapi juga merupakan starter alami yang baik karena secara alami kaya akan bakteri metan. b).Starter semi buatan: yaitu starter yang berasal dari fasilitas biodegester dalam stadium aktif. c).Starter buatan: yaitu starter yang berasal dari pembiakan bakteri dengan medium buatan dilakukan di laboratorium. 6). Konsentrasi substrat Sel mikroorganisme mengandung unsur karbon, nitrogen, fosfor dan sulfur. Unsur-unsur tersebut mutlak diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme. Kondisi yang optimum dicapai jika jumlah mikroorganisme sebanding dengan substrat. Kandungan air dalam substrat dan homogenitas system juga mempengaruhi proses kerja mikroorganisme. Kandungan air yang tinggi akan memudahkan proses penguraian. 7) Potensial hydrogen (pH). Aktivitas enzim sangat dipengaruhi pH, setiap perubahan pH akan membawa perubahan pada sistem biologis.

Umumnya mikroba anaerob

beraktifitas pada pH optimum antara 6 sampai dengan 7,5. Rentang pH yang cukup sempit ini dapat dikontrol oleh buffer alami berupa ammonium (NH4) dan bikarbonat (HCO-3).

Ion ammonium diperoleh dari deaminasi asam-asam

amino dan material yang mengandung nitrogen dan amino lainnya seperti DNA, RNA, ATP, dan enzim, Ion bikarbonat diperoleh dari karbondioksida

commit to user



yang

diproduksi

selama

proses

hidrolisis,

pembantukan

asam

dan

metanogenesis (Kresnawaty et al., 2008). Bakteri metanogen tidak dapat toleran pada pH diluar 6,7 sampai dengan 7,4. Beberapa senyawa anorganik dan karbondioksida menyebabkan menurunnya pH. Nilai pH yang tinggi dapat menyebabkan produk akhir yang dihasilkan adalah CO2 sebagai produk utama.

Dalam proses pembuatan

biogas, pengaturan pH sangat penting karena pembentukan asam akan menurunkan pH awal.

Penurunan pH akan

mikroorganisme penghasil gas metana.

menghambat

aktivitas

Untuk meningkatkan pH dapat

dilakukan dengan penambahan kapur ke dalam substrat (Darsono, 2007). Sementara Kashani (2009) melaporkan, bahwa pada pH antara 7 sampai dengan 8 mikrobia pencernakan anaerob masih dapat berproses, akan tetapi pada nilai pH dibawah 6,5 pertumbuhan bakteri metanogen sangat lambat. Demikian juga Karki (1984) menyatakan kondisi keasaman yang optimal pada proses pencernan anaerob yaitu sekitar pH 6,8 sampai dengan 8 , laju proses pencernaan akan menurun pada kondisi pH yang lebih tinggi atau lebih rendah. .8) C/N rasio Hubungan antara jumlah karbon dan nitrogen yang terdapat di dalam bahan-bahan organik ditunjukkan dengan istilah rasio karbon/nitrogen. Rentang rasio C/N antara 20 sampai dengan 30 merupakan rentang optimum untuk proses penguraian anaerob. Jika rasio C/N terlalu tinggi maka nitrogen akan terkonsumsi sangat cepat oleh bakteri-bakteri metanogen untuk

commit to user



memenuhi kebutuhan akan protein dan tidak akan lagi bereaksi dengan sisa karbonnya, sebagai hasilnya produksi gas akan rendah. Dilain pihak jika rasio C/N sangat rendah, nitrogen akan dibebaskan dan terkumpul dalam bentuk NH4OH. NH4OH akan meningkatkan nilai pH dalam digester anaerob. Jika nilai pH lebih tinggi dari 8,5 maka populasi bakteri metanogen akan menurun. Oleh karena itu bahan organic yang mempunyai nilai C/N rasio tinggi dapat dicampur dengan rasio C/N rendah untuk memperoleh campuran yang sesuai dengan kebutuhan (Karki et al., 1994). Total perbandingan C/N pada digester yang optimum umumnya dicapai pada nilai 30 (Widodo, 2008); 20 sampai dengan 25 (Siregar, 2009). .9) Kandungan oksigen terlarut. Reaksi perombakan anaerob tidak menginginkan kehadiran oksigen, karena oksigen akan menonaktifkan aktifitas metabolisme bakteri seperti tahapan proses hidrolitik, asetogenik dan matanogenik.

Kahadiran oksigen

pada limbah cair dapat berupa kontak limbah dengan udara.

Kedalaman

reaktor akan mempengaruhi reaksi perombakan, semakin dalam reaktor akan semakin baik hasil perombakannya. 10) Konsentrasi Volatil solid (VS) Fraksi VS dalam digester anaerob merupakan parameter yang penting dan dapat dipergunakan untuk perhitungan pembebanan (load). Semakin tinggi konsentrasi VS, semakin tinggi pula pembebanan.

VS

merupakan bahan makanan untuk proses hidrolisis dan pembentukan asam secara anaerob.

Hasil proses digester kotoran sapi dapat menghasilkan

commit to user



volatile solid (VS) sekitar 34%, prosentase ini di bawah rata-rata pemrosesan bahan organic yang umumnya berada pada kisaran 28 sampai dengan 70% 11) Hydraulic Retention Time (HRT) HRT adalah waktu rata-rata feed atau substrat bahan organik tinggal di dalam digester. HRT sangat dipengaruhi oleh temperatur, pengenceran, laju pemasukan bahan organik (Organik Loading Rate/OLR). Lama proses suatu bahan organik dapat menghasilkan gas metana yang optimum sangat tergantung kepada temperature dan lama proses fermentasi.

Hal ini

disebabkan untuk melakukan perombakan anaerob harus melalui 4 tahapan proses dan setiap prosesnya memerlukan waktu yang cukup. Pada temperatur yang tinggi, laju proses fermentasi berlangsung dengan cepat, dan menurunkan waktu proses yang diperlukan. Pada kondisi normal, fermentasi kotoran berlangsung antara 2-4 minggu (Haryati, 2006).

Pengaruh waktu

fermentasi memberikan hasil yang berbeda pada produksi biogas. Semakin lama proses fermentasi, akan semakin tinggi produksi biogas. Untuk bahan kotoran sapi misalnya, pada temperatur 300C sampai dengan 350C produksi gas metana optimum terjadi pada hari ke 10, kemudian produksi gas metana akan menurun. 12) Organic Loading Rate (OLR)/Pembebanan OLR adalah banyaknya bahan organic/material mentah (feed) yang dimasukkan ke dalam digester per hari per unit volume dari kapasitas digester dan biasanya dinyatakan dalam volatile solid (VS) atau total solid (TS). Bila feed berlebihan di dalam digester, akan terjadi akumulasi asam-asam organik

commit to user



yang menyebabkan produksi gas terhambat.

Hal yang sama bila digester

kekurangan mendapatkan feed. OLR tergantung pada suhu, HRT dan ukuran digester (Reid,2005). 13) Zat beracun Kehadiran bahan toksik juga menghambat proses produksi biogas. Kehadiran bahan toksik ini akan menghambat aktifitas mikroorganisme untuk melakukan perombakan.

Maka untuk memperoleh produksi biogas yang

tinggi, kehadiran bahan toksik harus dicegah (Siregar, 2009).

Konsentrasi

amoniak yang baik dalam digester adalah 200 sampai dengan 1500 mg/l. Pada konsentrasi 1500 sampai dengan 3000 mg/l, proses pertumbuhan bakteri akan terhambat pada pH 7,4. Pada konsentrasi amoniak di atas 3000 mg/l dapat menyebabkan keracunan pada digester pada pH berapapun. Pada konsentrasi yang tinggi, asam lemak menguap, hidrogen, hidrogen sulfid, garam-garam dan xenobiotik akan menghambat aktifitas bakteri dan akan menurunkan produksi biogas (Kashani , 1978). Demikian juga terhadap zat-zat organik yang terlarut dan dapat menghambat pertumbuhan bakteri bahkan dapat bersifat racun jika dalam konsentrasi tinggi seperti: formaldehyde konsentrasi 50 sampai dengan 200 ppm, chloroform konsentrasi 0,5 ppm, ethyl benzene konsentrasi 200 sampai dengan 1000 ppm, ethylene konsentrasi 5ppm, kerosene konsentrasi 500 ppm, dan detergen konsentrasi 1% dari berat kering. 14) Konsentrasi padatan /Total Solid (TS)

commit to user



Kandungan solid yang paling baik untuk proses an aerob yaitu sekitar 8% dan maksimalnya 12,5% (Aguilar, 2001).

Sementara Kottner (2002)

melaporkan bahwa kandungan solid yang ideal untuk pembentukan biogas adalah 7-9% kandungan kering. Tabel 2..Zat organik yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme. __________________________________________________________ Komponen Konsentrasi __________________________________________________________ Sedang (ppm) Kuat (ppm) __________________________________________________________ K+ 2500-4500 12000 Ca+2 2500-4500 8000 Mg+2 1000-15 3000 + Na 3500-5500 800 NH+ 1500-300 200 S25 (larut) Cu 50-70 (total) Cr (vi) 3,0 (larut) Cr (III) 180-420 (larut) Ni 2 (larut) Zn 1 (larut) __________________________________________________________ Sumber: Almoustapha (2009) 15) Ukuran partikel dan perlakuan awal Ukuran partikel bahan substrat sangat berpengaruh terhadap proses pencernaan anaerob, semakin kecil atau lembut ukuran substrat akan semakin cepat didegradasi oleh mikrobia sehingga akan semakin cepat pula dihasilkan biogas.

Secara fisik proses pengecilan ukuran substrat dapat dilakukan

dengan cara dicacah dan digiling Perlakuan awal dimaksudkan juga untuk memperkecil ukuran substrat. Perlakuan awal tersebut dapat dilkukan secara kimia yaitu dengan penambahan zat-zat yang bersifat asam atau alkali. Cara biologi juga dapat dilakukan dengan cara memasukkan bakteri hidrolisis

commit to user



kedalam substrat atau penambahan enzim, dan secara fisik dapat dilakukan dengan cara perlakuan pemanasan, memberikan tekanan tinggi, pemberian ultrasonic, pencacahan (Kashani, 2009). D.Dampak Limbah Peternakan Ayam Terhadap Pencemaran Lingkungan Berdasarkan Undang-undang Pokok Pengelolaan Hidup No.4 tahun 1982 yang dimaksut dengan pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga

kualitas lingkungan turun sampai ketingkat

tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya. Limbah pertanian dan peternakan mempunyai dua potensi yang bertolak

belakang

yaitu

potensi

yang

merugikan

dan

potensi yang

menguntungkan bagi manusia. Limbah tersebut berpotensi untuk memberi nilai tambah ekonomi bagi masyarakat petani jika dikelola dengan baik. Namun limbah tersebut juga akan menjadi masalah bagi masyarakat sekitar area pertanian khususnya dan manusia pada umumnya, jika pengelolaannya dilakukan dengan serampangan atau bahkan tidak dikelola sama sekali. Masih banyak peternakan ayam di Indonesia ini yang belum mengelola limbahnya dengan benar, pengelolaan limbah hanya dikelola secara tradisional bahkan hampir tidak terdengar upaya pengelolaan limbah secara terpadu. Apabila dapat dipadukan antara pengelolaan limbah pertanian dan peternakan

dengan

menggunakan

system

commit to user

anaerob,

maka

berbagai



keuntungan akan diperoleh masyarakat.

Keuntungan itu antara lain,

masyarakat memperoleh produk pupuk dan energi biogas, terciptanya lingkungan yang higienis dan berkurangnya emisi gas rumah kaca (Hartono, 2009). Biomasa yang mengandung kadar air tinggi seperti kotoran hewan dan limbah pengolahan pangan cocok digunakan untuk bahan baku pembuatan biogas. Limbah peternakan merupakan salah satu sumber bahan yang

dapat

dimanfaatkan

untuk

menghasilkan

biogas,

sementara

perkembangan atau pertumbuhan industri peternakan menimbulkan masalah bagi lingkungan karena menumpuknya limbah peternakan.

Polutan yang

disebabkan oleh dekomposisi kotoran yaitu Biological Oxygen Demand (BOD) dan Chemical Oxygen Demand (COD), bakteri pathogen, polusi air karena terkontaminasinya air bawah tanah dan air permukaan, debu dan polusi bau. Dibanyak negara berkembang, kotoran ternak, limbah pertanian, dan kayu bakar digunakan sebagai bahan bakar. Polusi asap yang diakibatkan oleh pembakaran bahan bakar tersebut mangakibatkan masalah kesehatan yang serius dan harus dihindarkan. Juga yang paling menjadi perhatian yaitu emisi metana dan karbondioksida yang menyebabkan efek rumah kaca dan mempengaruhi perubahan iklim global (Ghosh, 1980). Jika dilihat dari segi pengelolaan limbahnya , proses pencernaan anaerob juga memberikan beberapa keuntungan yaitu menurunkan nilai COD dan BOD, total solid, volatile solid, nitrogen nitrat dan nitrogen organik, bakteri coliform dan pathogen lainnya, telur insekta, parasit, bau juga dihilangkan atau

commit to user



menurun, yang berarti telah mengurangi proses pencemaran lingkungan. Di samping itu proses pencernaan anaerob juga memperkecil volume atau berat limbah yang dibuang, memperkecil rembesan polutan, merupakan proses produksi energi yang bersih, memperoleh bahan bakar berkualitas tinggi dan dapat diperbaharui, menghasilkan kompos yang bersih dan pupuk yang kaya nutrisi, memaksimalkan proses daur ulang dan menghilangkan bakteri coliform sampai 99% sehingga memperkecil kontaminasi sumber air.( Haryati, 2006). Hasil penelitian Widodo (2006) menunjukkan bahwa limbah reaktor biogas dengan bahan organik kotoran sapi yang berupa lumpur menunjukkan penurunan COD (Chemical Oxigen Demand) sebesar 90% dari kondisi bahan awal, sedangkan perbandingan BOD/COD sebesar 0,37 lebih kecil dari kondisi normal limbah cair BOD/COD yaitu 0,5. Hasil analisis unsur NPK dari lumpur limbah biogas kotoran sapi menunjukkan hasil yang hampir sama dengan pupuk kompos (referensi) E.Kerangka Pemikiran. Beberapa tahun terakhir ini enegi merupakan persoalan yang krusial di dunia. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbaharukan. Salah satu sumber energi alternatif adalah biogas.

Gas ini berasal dari berbagai macam limbah

organik, antara lain seperti limbah peternakan ayam.

Limbah peternakan ayam

dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerob digestion. Proses ini

commit to user



merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak negatip penggunaan bahan bakar fosil.

Digester anaerob

merupakan proses pengubahan dari bahan limbah organik menjadi biogas dengan bantuan mikroorganisme di dalam suatu tempat yang disebut bioreaktor dalam keadaan anaerob. Dalam proses perombakan bahan organik menjadi biogas, sangat tergantung pada aktifitas mikroorganisme yang bekerja. Aktifitas perombakan bahan organik di dalam biodigester juga sangat tergantung pada faktor lingkungan seperti pH, suhu, ketersediaan dan ukuran bahan organik, pengadukan, lama waktu pemeraman dan lain-lain.

Produksi biogas dapat ditingkatkan dengan meminimalisir faktor yang

berpengaruh terhadap produksinya. Pada biodigester system kontinyu, penambahan bahan organik secara kontinyu pada berat per volume tertentu dalam kapasitas biorektor tertentu serta waktu pemeraman tertentu dapat meningkatkan produksi biogas dan dapat dihasilkan biogas yang terus menerus. Teknologi digester anaerob menghasilkan terutama gas metana dan karbondioksida yang merupakan komponen gas rumah kaca sehingga teknologi digester anaerob merupakan teknologi yang ramah lingkungan, berkelanjutan, tepat guna dan sangat menunjang di dalam issue global warming. Biogas yang merupakan hasil utama dalam teknologi digester anaerob dapat dimanfaatkan langsung sebagai energi untuk bahan bakar kompor gas, penerangan, dan pembangkit listrik. Sedangkan hasil samping dari proses biodigester anaerob yang berupa limbah lumpur biogas dapat dipergunakan sebagai bahan pupuk organik dalam budidaya tanaman,

pupuk organik kolam perikanan karena dapat

commit to user



menyuburkan plankton. Adapun prinsip kerja proses digester anaerob beserta bakteri yang berperan adalah sebagai berikut:

Dengan demikian limbah peternakan ayam yang jika dibiarkan akan menyebabkan proses pencemaran lingkungan, akan tetapi jika dikelola dengan baik akan berdaya guna dan mempunyai nilai tambah bagi peternak itu sendiri ataupun lingkungannya

dan

sekaligus

mendukung program

pembangunan pertanian yang berkelanjutan (gambar 3)

commit to user

pertanian

terpadu dan



Manusia berkualitas Peternakan ayam Manusia

Daging dan telur

Limbah (kotoran)

Sumber daya alam Industri

Energi

Rumah tangga

Krisis energi

Energi tidak dapat diperbaharui

Pemicu global warming

Kualitas lingkungan turun

Energi dapat diperbaharui

Dikelola

Tidak dikelola

Biogas

Polutan Pencemaran udara, air dan tanah

Peningkatan produksi biogas Limbah peternakan ayam + Limbah Enceng gondok Waktu tinggal hidraulik

Laju beban organik

Produksi biogas maksimum Bermanfaat bagi manusia dan ramah lingkungan Gambar 3. Bagan alir kerangka pemikiran

commit to user



F.Hipotesis. 1. Pemberian beban bahan organik dengan waktu tinggal hidraulik tertentu akan berpengaruh terhadap peningkatan produksi biogas. 2. Efisiensi perombakan beban yang tinggi pada biodigester anaerob system kontinyu.

commit to user



BAB III METODE PENELITIAN A.Waktu dan Tempat Penelitian 1.Waktu Penelitian Penelitian dilakukan selama 10 bulan mulai bulan September 2011 sampai dengan bulan Juli 2012. 2.Tempat Penelitian Lokasi penelitian dilakukan di desa Demakan, Kecamatan Mojolaban, Kabupaten Sukoharjo, Ekskaresidenan Surakarta. Analisis sampel dilakukan di UPT Sub.Laboratorium Kimia UNS Surakarta . B.Alat dan Bahan Penelitian 1.Alat Penelitian a. Alat yang digunakan dalam perakitan dan operasional biodigester Peralatan yang digunakan antara lain seperangkat alat las, gergaji besi, bor listrik, obeng, tang, kunci inggris, kunci pas, gunting kain. Sedangkan peralatan pembantu yang sudah jadi antara lain mesin pencacah, mixer berkapasitas 25 kg, Alat yang lain adalah timbangan kapasitas 25 kg, ember plastik kapasitas 10 kg, ember cat kapasitas 25 kg, corong plastik besar, parang kran kompresor, sendok semen. b. .Alat yang digunakan dalam analisis sampel Peralatan thermometer

yang

infra

digunakan

red,

antara

meteran

lain

logam,

pH-meter timbangan

digital, analitik,

spektrofotometer sinar tampak,tanur, oven, penangas air, botol winkler,

commit to user 37



cawan porselen, desikator, penjepit cawan, gelas ukur, buret mikro 2 ml, pipet 5 ml, Erlenmeyer 125 ml, gelas piala 400 ml, labu ukur 1000 ml, kuvet, tabung pencerna, alat pemanas,kertas saring. 2.Bahan penelitian a. .Bahan yang digunakan dalam perakitan dan operasional biodigester Bahan yang digunakan antara lain besi lempeng ukuran 2 cm dan 4 cm, berbentuk “L” ukuran 4 cm, besi plat bentuk lingkaran berdiameter 18 cm, pipa pralon ukuran 1 dan 1,5 inch, pipa besi diameter 1 inch, besi as diameter 18 mm, besi laker, strength, roda plastik (poli), ger, ger ulir,sekrup, ban dalam motor, besi lempeng plat stenlis ukuran 4 cm X 40 cm, aluminium bentuk “L”,ukuran 3 cm, selang plastik, kantong plastik, kni pralon ukuran 1,5 inch dan 1 inch, sok drat ukuran 1,5 inch, lem pralon, lem karet, kotoran ayam petelur,tumbuhan Eceng gondok, air tanah, inokulum, tandon air bahan plastik volume 2000 liter. b. Bahan yang digunakan dalam analisis sampel Bahan yang digunakan antara lain akuades, larutan buffer 4 dan 7, H2SO4 pekat, NaOH, Na Iodida, asam salisilat, Natrium azida, amilum, MnSO4.4H2O larutan pencerna K2Cr2O7 konsentrasi tinggi dan rendah, Ag2SO4, Na2S2O3.5H2O. C.Rancangan Penelitian Penelitian

menggunakan

metode

eksperimen

lapang

dengan

mengunakan perlakuan laju beban organik/Organic Loading Rate (OLR) dan

commit to user



waktu tinggal hidraulik/Hydraulic Retention Time (HRT) dengan variasi sebagai berikut: 1. OLR 50 kg/ hari dengan HRT 34 hari dilakukan selama 5 hari 2. OLR 70 kg/ hari dengan HRT 24 hari dilakukan selama 5 hari 3. OLR 90 kg/ hari dengan HRT 19 hari dilakukan selama 5 hari 4. OLR 110 kg/ hari dengan HRT 15 hari dilakukan selama 5 hari 5. OLR 130 kg/ hari dengan HRT 13 hari dilakukan selama 5 hari D.Cara Kerja 1.Persiapan Pada tahap persiapan ini meliputi

pembuatan kerangka penopang

pengaduk/ kipas digester, tutup digester, pengaduk, dan pemasangan kelengkapan reaktor digester. Kerangka penopang pengaduk dibuat dengan bahan besi lempeng cor yang berbentuk balok dengan panjang 180 cm, lebar 80 cm dan tinggi 200 cm. Kerangka kanan atas ditempatkan dynamo yang dihubungkan roda dengan menggunakan strength, as roda dihubungkan dengan as pengaduk dengan ger,

bila roda berputar karena dynamo hidup maka

putaran as roda yang berputar akan menggerakkan kipas pengaduk. Kipas pengaduk, asnya terbuat dari bahan pipa besi dan lempeng kipas terbuat dari logam stainless susunan lempeng kipas terdiri. 2 tingkat yang masing-masing berbentuk huruf “M”, sedangkan kipas paling atas berbentuk lurus yang terbuat dari aluminium yang berfungsi untuk memecah skum.

Tutup digester,

kerangkanya terbuat dari lempeng besi cor dan besi plat yang berbentuk lingkaran. Tutup dibuat berbentuk kerucut terpotong puncaknya, pada bagian

commit to user



puncak ini terdapat 2 lubang, satu untuk as kipas dan yang lain untuk lubang kran pengeluaran gas yang dihubungkan dengan slang plastik ke plastik penampung gas. Kerangka tutup digester digunakan untuk menopang penutup tutup digester yang terbuat dari plastik dan plastik diklem dengan dasar kerangka. Reaktor digester an aerob terbuat dari tandon air dengan kapasitas 2000 liter. Alat ini dilengkapi dengan lubang pengisian substrat (inlet) dan lubang pengeluaran limbah digester (outlet) Alat tambahan lain berupa timer untuk mengatur frekuensi dan waktu lamanya pengadukan. Tahap berikutnya adalah pembuatan inokulum. Inokulum dibuat dengan cara mencampurkan kotoran ayam dengan air dengan perbandingan 1 : 1 kemudian diinkubasikan selama kurang lebih 1 bulan di dalam bak tertutup. Inokulum sudah jadi bila gas yang ditimbulkan dan di sulut dengan api sudah menyala. Substrat atau media terdiri dari limbah peternakan ayam dan limbah Enceng gondok.

Kotoran ayam yang akan dimasukkan ke digester terlebih

dahulu diayak dengan ayakan kasar, sedangkan enceng gondok terlebih dahulu dicacah setebal kurang

lebih 0,5 cm kemudian dilembutkan dengan

memasukkan ke mesin pencacah dalam keadaan segar. 2.Pelaksanaan a .Operasional Bioreaktor Digester Anaerob. Pengisian substrat melalui lubang inlet dengan bantuan corong. Substrat terdiri dari campuran kotoran ayam dan limbah eceng gondok dengan perbandingan 3 : 1 yang kemudian campuran substrat ini dicampur dengan air dengan perbandingan 1 : 1. Campuran substrat dan air diisikan

commit to user



kedalam tangki digester sebanyak 65% dari volume tangki (1300 liter) dan inokulum sebanyak 20% (400 liter), sedangkan sisanya 15% (300 liter) dipakai sebagai ruang penampung gas. Setelah pengisian selasai, kran saluran gas ditutup, kemudian timer pengaduk disetel dengan frekuensi 8 kali dan setiap kali pengaduk berputar berlangsung selama 30 menit untuk setiap 24 jam (1 hari). Setelah tercapai produksi biogas puncak, ditunggu sampai menurun kontinyu, baru kemudian load atau beban diisikan. Beban yang diisikan berturut-turut sebanyak 50 kg per hari, 70 kg per hari, 90 kg per hari, 110 kg per hari dan 130 kg per hari, masing-masing beban diberikan selama 5 hari.

Limbah hasil pencernaan anaerob yang

dikeluarkan melalui pipa outlet pada saat pengisian beban ditampung di botol sampel untuk kemudian di analisis di laboratorium, sedangkan gas yang didapat dikeluarkan dengan membuka kran gas untuk ditampung di tabung silinder plastik dengan diameter 20 cm. Dengan mengukur panjang silinder plastik maka volume gas dapat diketahui Produksi gas dihitung setiap hari sampai akhir penelitian, sedangkan pengambilan sampel limbah digester dilakukan pada hari ke 0,3,4,5 setelah beban mulai diisikan pada setiap beban b. Analisis Sampel Limbah Digester Analisis sampel limbah digester meliputi COD (Chemical Oxigen Demand), dengan menggunakan Metode Titrasi (Greenberg et al,1992), TS (Total Solid) menggunakan Metode Evaporasi (Greenberg et al, 1992), VS (Volatil Solid) menggunakan metode Penyaringan dan Evaporasi

commit to user



(Greenberg et al,1992). Sedangkan pH diukur menggunakan pH-meter digital dan suhu diukur dengan menggunakan Termometer digital Infra Red pengukuran dilakukan langsung di lapangan.. Metode dan prosedur kerja analisis sampel yang digunakan terdapat di lampiran. E.Pengamatan/Pengambilan Data Pengambilan data terhadap variable penelitian ini meliputi: 1.Produksi biogas (liter/hari) Produksi biogas diukur setiap hari sampai akhir penelitian yang ditandai dengan adanya produksi yang menurun sampai hampir habis.

Volume gas

yang ditampung dalam kantong plastik silinder dapat dihitung setiap harinya dengan menggunakan rumus volume silinder. Volume silinder =

π r2 t

dimana: r adalah jari-jari kantong plastik penampung gas. t adalah panjang kantong plastik penampung gas 2.Potensial Hidrogen (pH) Pengukuran pH dilakukan langsung dilapangan dengan menggunakan pH-meter digital terhadap sampel limbah digester, yang diambil 2 kali (duplo) yaitu pada saat substrat diaduk dan 30 menit setelah diaduk. Dilakukan mulai awal penelitian sampai akhir dari pengisian beban 3.Suhu (0C) Pengukuran suhu dilakukan terhadap suhu substrat di dalam reaktor dengan menggunakan termometer infrared, langsung di lapangan yang diambil

commit to user



2 kali (duplo) yaitu saat pengaduk diputar dan 30 menit setelah pengadukan. Dilakukan mulai awal penelitian sampai akhir dari pengisian beban organik. 4.COD (Chemical Oxigen Demand) (mg/l) Sampel limbah dari digester diambil dengan botol sampel sebanyak 250 ml untuk dianalisis di laboratorium. Sampel diambil 2 kali (duplo) yaitu saat pengaduk berjalan dan 30 menit setelah dihentikan, dimulai pada hari ke 0,3,4, dan 5 untuk masing-masing beban 5.TS (Total Solid) (mg/l) Sampel limbah dari digester diambil dengan botol sampel sebanyak 250 ml untuk dianalisis di laboratorium. Sampel diambil 2 kali (duplo) yaitu saat pengaduk berjalan dan 30 menit setelah dihentikan, dimulai pada hari ke 0,3,4, dan 5 untuk masing-masing beban 6.VS.(Volatil Solid) (mg/l) Sampel limbah dari digester diambil dengan botol sampel sebanyak 250 ml untuk dianalisis di laboratorium. Sampel diambil 2 kali (duplo) yaitu saat pengaduk berjalan dan 30 menit setelah dihentikan, dimulai pada hari ke 0,3,4, dan 5 untuk masing-masing beban.

Semua hasil pengukuran analisis

dimasukkan dalam tabulasi data. F. Analisis Data Data yang diperoleh dilapangan dan laboratorium dianalisis dengan analisis diskriptif yang disajikan dalam bentuk tabulasi data dan grafik.

commit to user



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Biogas merupakan gas yang dihasilkan dari proses pencernaan oleh bakteri dalam kondisi anaerob di dalam suatu alat digester. Bahan baku biogas berasal dari bahan organik limbah peternakan ataupun pertanian yang apabila tidak dikelola akan menyebabkan pencemaran lingkungan sehingga kualitas lingkukngan menurun. Produksi biogas dipengaruhi oleh beberapa faktor yang antara lain adalah jenis dan banyaknya substrat, pH, suhu dalam digester, total padatan, lama waktu substrat tinggal dalam digester, besaran beban substrat yang diisikan ke dalam digester per hari dan lain-lainnya. Keuntungan dari proses perombakan limbah bahan organik menjadi biogas antara lain adalah mendapatkan hasil utama berupa biogas (metana) yang aman terhadap lingkungan dan hasil samping berupa cairan lumpur organik aktif yang dapat digunakan sebagai pupuk organik, menurunkan nilai COD, VS, TS, bakteri coliform, pathogen, parasit dan bau. Pada penelitian ini digunakan reaktor digester anaerob dengan kapasitas volume 2000 liter, yang diisi terdiri dari inokulum 20%, substrat 65% dan ruang penampung gas 15%, yang disertai pengadukan yang dioperasikan 8 kali per hari dengan masingmasing lama pengadukan selama 30 menit dengan cara menggunakan timer dan penggerak dari dynamo.

otomatis

Bahan yang digunakan

sebagai substrat adalah campuran kotoran ayam dengan limbah Eceng gondok dengan perbandingan 2:1, kemudian campuran substrat tersebut dicampur

commit to user 44



dengan air dengan perbandingan 1:1. Pencampuran substrat kotoran ayam dengan eceng gondok diharapkan dapat meningkatkan C/N rasio substrat karena kotoran ayam mempunyai C/N rasio 10 dan Eceng gondok rasio C/N nya adalah 25 (Karki dan Dixit, 1984), sedangkan C/N rasio yang baik untuk substrat adalah antara 25 sampai dengan 30 (Hartmann, 2000). Penggunaan digester anaerob dengan sistem pengisian kontinyu setiap hari diharapkan dapat mempercepat dan meningkatkan produksi biogas bila dibandingkan dengan penggunaan digester sistem curah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui produksi biogas optimum yang berbahan dasar limbah peternakan ayam dan limbah eceng gondok dengan penambahan laju beban bahan organik setiap hari dengan variasi 50 kg, 70 kg, 90 kg, 110 kg dan 130 kg, dan waktu tinggal hidraulik di dalam digester yang berbeda yaitu selama 34 hari, 24 hari, 19 hari, 15 hari dan 13 hari. Demikian juga untuk mengetahui efisiensi perombakan beban bahan organik terlarut seperti COD, TS, VS, pH, serta suhu. Data dianalisis diskriptif, dan disajikan dalam bentuk grafik dan tabulasi. A .Produksi biogas Produksi biogas diukur setiap hari dan dibagi menjadi 3 bagian yaitu awal atau sebelum pengisian beban organik, saat pengisian beban organik, dan setelah pengisian beban organik, dengan lama penelitian 100 hari. Selanjutnya dibuat nilai reratanya untuk setiap 5 hari.

commit to user



Rerata produksi biogas semakin meningkat dengan naiknya beban, akan tetapi setelah pemberian beban 110 kg/hari yaitu 130 kg/hari rerata produksi biogas mulai menurun. Rerata produksi biogas maksimum terdapat pada beban Tabel 3.Rerata produksi biogas pada awal/sebelum pengisian beban, saat pengisian beban dan akhir/setelah pengisian beban. ________________________________________________________________ Rerata produksi Rerata produksi biogas pada masing-masing Rerata produksi biogas awal beban (liter/hari) biogas akhir (liter/hari) __________________________________________ (liter/hari) 50kg 70kg 90kg 110kg 130kg (Hari 0-19) (20-24) (25-29) (30-34) (35-39) (40-44) (45-100) ________________________________________________________________ 276,55 293,48 347,48 360,49 492,68 266,83 66,87 ________________________________________________________________ 110 kg/hari, hal ini dapat dicapai karena didukung oleh kondisi lingkungan yang optimum seperti pH substrat yang berada pada kisaran 7,54, suhu 28,360C (tabel 9 dan 10). Efisiensi perombakan COD= 91,8%, TS=36,4%, VS=58,4% (tabel 6, 7 dan 8) serta adanya kontinyuitas pengadukan atau agitasi. Limbah peternakan ayam , limbah eceng gondok yang dicampur dengan air yang cukup merupakan larutan substrat yang mengandung karbohidrat, lemak, protein dan mineral yang merupakan persediaan makanan yang diperlukan bakteri sebagai mikroorganisme perombak makanan menjadi biogas di dalam digester. Menurut Widodo (2007) bahwa mikroba dalam kondisi lingkungan yang ideal akan mempercepat proses perombakan bahan organik. Pada penelitian ini pH yang dicapai adalah 7,54. Kashani (2009) melaporkan bahwa lingkukngan pH yang ideal berada pada kisaran 6,5 sampai dengan 7,5 , di bawah 6,5 dan diatas 8,5 bakteri metanogen pertumbuhannya sangat lambat, sedangkan

commit to user



Kottner (2002) menyatakan bahwa pH pada proses perombakan anaerob dapat berlangsung antara 6,6 sampai dengan 7,6 sedangakan bakteri non metanogen mampu hidup pada pH 5 sampai dengan 8,5.

Sementara Haryati (2006)

mengatakan bahwa kondisi optimal proses pencernaan anaerob yaitu pada pH 6,8 sampai dengan 8, laju pencernaan akan menurun pada kondisi pH yang lebih tinggi atau lebih rendah.

Suhu di dalam digester yaitu 28,360C,

merupakan suhu untuk bakteri golongan mesofil. Pencernaan anaerob dapat berlangsung dengan baik pada lingkungan mesofilik (15 sampai dengan 450C dan optimumnya 350C (Kashani, 2009). Pada penelitian ini digunakan pengadukan atau agitasi dengan frekuensi 8 kali sehari, lama waktu setiap pengadukan 30 menit. Ini dimaksudkan untuk meningkatkan produksi biogas serta efisiensi perombakan substrat.

Hal ini

sejalan dengan pendapat Mahajoeno (2007) bahwa agitasi merupakan salah satu faktor untuk meningkatkan produksi biogas limbah cair kelapa sawit secara anaerob.

Sedangkan menurut Alwi et. al (2009)

bahwa perlakuan agitasi

mampu meningkatkan efisiensi perombakan COD sebesar 95% pada substrat limbah sawit. Sementara Subramanian (1978) menyatakan bahwa penggunaan pengaduk berfungsi antara lain untuk mencampur substrat dengan inokulum, untuk menghindari padatan yang mengapung (skum) dan tenggelam, untuk meningkatkan aktifitas bakteri sehingga produksi biogas menjadi optimal, serta untuk meningkatkan laju dekomposisi dengan mengeluarkan gelembung gas yang terperangkap dalam matrik sel mikroorganisme.

commit to user



Pada pemberian beban substrat 130 kg/hari, produksi biogas mulai menurun, walaupun penambahan substratnya lebih besar (naik) dari 110 kg/hari yang merupakan produksi biogas yang maksimal pada penelitian ini.

Jika

diamati kondisi lingkungannya saat pemberian beban 130 kg/hari, nilai rata pH nya 7,48, dan suhunya 28,160C ini masih termasuk dalam lingkungan ideal tetapi sudah menurun bila dibandingkan pH dan suhu pada pemberian beban yang lain. Akan tetapi jika diamati terhadap nilai rata-rata efisiensi perombakan bahan organiknya seperti COD, TS dan VS nya sudah mulai menurun dibandingkan dengan pengisian beban organik 110 kg/hari, hal ini akan berakibat menurunnya produksi biogas. Subramanian (1978) yang

Hal ini sejalan dengan pernyataan

menyatakan bahwa menurunnya nilai efisiensi

perombakan substrat organik di dalam digester disebabkan karena tingginya beban padatan yang dimasukkan ke dalam digester, akan berpengaruh terhadap produksi biogas. Sedangkan menurut Stafford et.al (1980) bahwa laju beban yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan keadaan jenuh dimana asam lemak volatile (FVA) akan meningkat dan produksi gas akan menurun serta proporsi pembentukan gas CO2 akan meningkat. Rerata produksi biogas berturut-turut naik dari beban substrat 50 kg/hari sampai 110 kg/hari yaitu 5,8%, 20,4%, 23,3% dan 43,9% akan tetapi setelah itu menurun pada beban 130 kg/hari yaitu menjadi 3,6% jika dibandingkan dengan rerata produksi biogas sebelum pengisian beban (tabel 4). Sedangkan bila di bandingkan dengan rerata produksi biogas setelah pengisian beban substrat, kenaikannya terjadi pada semua beban berturut-turut mulai beban substrat

commit to user



50 kg/hari sampai dengan 130 kg/hari yaitu 77,2%, 80,8%, 81,5%, 86,4% dan 74,9% (tabel 5). Peningkatan rerata produksi biogas tertinggi terjadi pada pemberian beban organik 110 kg/hari yaitu 86,4%. Penurunan rerata produksi biogas sesudah pengisian beban substrat sebesar 110 kg/hari disebabkan karena menurunnya kondisi lingkungan substrat di dalam digester seperti pH yaitu dari 7,54 menjadi 7,48 selanjutnya 600

produksi biogas (L/hari)

500

400

300

200

100

0

OLR/HRT

Gambar 4.Grafik hubungan antara rerata produksi biogas terhadap waktu ting gal hidraulik (HRT) pada awal, saat pengisian masing-masing beban organik dan akhir

commit to user



menjadi 7,30, namun nilai pH ini masih toleran terhadap aktivitas mikroba bakteri baik bakteri asetogen maupun bakteri metanogen. Menurut Kashani (1978) bahwa lingkungan pH yang ideal berada pada kisaran 6,5 sampai dengan 7,5 dan bakteri metanogen tidak toleran pada pH diluar 6,7 sampai dengan 7,4, sedangkan bakteri non metanogen mampu hidup pada kisaran pH 5 sampai dengan 8,5 Sementara laju beban substrat yang terlalu tinggi dapat Tabel 4.Peningkatan rerata produksi biogas pada masing-masing beban diban dingkan dengan rerata produksi biogas awal/sebelum pengisian beban ________________________________________________________________ Rerata produksi Rerata produksi biogas pada Persentase peningkatan biogas awal masing-masing beban rerata produksi biogas (liter/hari) ( %) _____________________________ Beban (kg/hari) Produksi(liter/hari) ________________________________________________________________ 276,55 50 293,48 5,8 70 347,48 20,4 90 360,49 23,3 110 492,68 43,9 130 266,83 - 3,6 ________________________________________________________________ Tabel 5. Peningkatan rerata produksi biogas pada masing-masing beban diban dingkan dengan rerata produksi biogas akhir/setelah pengisian beban. ___________________________________________________________ Rerata produksi Rerata produksi biogas pada Persentase peningkatan biogas akhir masing-masing beban rerata produksi biogas (liter/hari) (%) _____________________________ Beban (kg/hari) Produksi (liter/hari) ________________________________________________________________ 66,87 50 293,48 77,2 70 347,48 80,8 90 360,49 81,5 110 492,68 86,4 130 266,83 74,9 ________________________________________________________________

commit to user



mengakibatkan keadaan jenuh, dimana asam lemak volatil (VFA) akan meningkat serta produksi biogas akan menurun namun proporsi CO2 akan meningkat ( Subramanian, 1978) Suhu dari 28,360C pada beban 110 kg/hari mengalami fluktuasi menjadi 28,160C dan

selanjutnya menjadi 28,35oC kisaran suhu tersebut masih

termasuk kisaran suhu mesofilik yang berarti mikrobia di dalam digester masih mampu bekerja dengan baik. Hal ini masih sejalan dengan Kashani (1978) yang menyatakan bahwa pencernakan anaerob dapat berlangsung dengan baik pada lingkungan mesofilik (suhu 15 sampai dengan 450C).

Sedangkan jika

dicermati dari sisi besarnya pengisian beban organik ke dalam digester, hal inilah sebagai penyebab menurunnya rerata produksi biogas setelah pengisian beban organik 110 kg/hari. Pengisian beban organik sebesar 110 kg/hari yang berlangsung selama 15 hari merupakan batas tertinggi pengisian beban pada digester dengan kapasitas volume 2000 liter, setelah itu pada pengisian beban organik sebesar 130 kg/hari dengan HRT 13 hari produksi biogas akan menurun karena substrat di dalam digester telah mengalami kejenuhan. Hal ini sejalan dengan pendapat Widodo (2006) yang menyatakan bahwa pertumbuhan dan aktifitas mikroba sangat dipengaruhi oleh berbagai hal diantaranya tersedianya nutrisi (bahan organik) substrat, pH dan suhu. Sedangkan Manurung (2004) sependapat bahwa kerja bakteri metanogen dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain suhu, pH, konsentrasi substrat, dan zat beracun, dan proses anaerob mampu merombak senyawa organik yang terkandung di dalam limbah sampai batas tertentu yang dilanjutkann dengan proses aerob

commit to user

secara alami atau



bantuan mekanik. Sedangkan Subramanian (1978) berpendapat bahwa rendahnya nilai efisiensi perombakan substrat karena tingginya beban padatan atau TS yang dimasukkan ke dalam digester, hal ini akan berpengaruh terhadap produksi biogas. Demikian juga Stafford et.al,(1980) sependapat bahwa laju beban substrat yang terlalu tinggi dapat menghasilkan keadaan jenuh dimana asam lemak volatile (VFA) meningkat dan produksi biogas akan menurun. B. Efisiensi perombakan COD, TS dan VS. Rerata COD terkecil terdapat pada pengisian beban organik 110 kg/hari pada HRT 15 hari yaitu 2093,3 mg/l, dengan nilai efisiensi perombakan yang terbesar

yaitu 91,8%.

Sedangkan pada beban 50 kg/hari, 70 kg/hari, 90

kg/hari nilai efisiensi perombakan COD nya berturut-turut adalah 37,0%, 84,7% dan 87,5% (tabel 6). Nilai efisiensi perombakan bahan organik yang tinggi ini berarti proses perombakan bahan organik oleh bakteri di dalam digester berjalan sangat efisien, kondisi aktifitas ini akan meningkatkan produksi biogas. Tabel 6. Efisiensi Perombakan COD pada masing-masing beban organik dan HRT ________________________________________________________________ Beban (kg/hari) HRT (hari) Rerata COD (mg/l) Efisiensi perombakan COD(%) ________________________________________________________________ 50 34 16.098,7 37,0 70 24 3.906,0 84,7 90 19 3.198,0 87,5 110 15 2.093,3 91,8 130 13 11.465,0 55,2 _______________________________________________________________ Semakin tinggi nilai efisiensi perombakan COD, akan semakin tinggi nilai produksi biogasnya.

Hal ini dapat diamati pada produksi biogasnya yang

mencapai 492,68 liter/hari yang merupakan produksi tertinggi dibandingkan

commit to user



dengan pembebanan yang lainnya. Bila diamati untuk semua pengisian beban mulai dari beban 50 kg/hari sampai 130 kg/hari, rerata efisiensi perombakan COD berangsur-angsur naik seiring dengan bertambahnya beban.

Namun

hanya sampai pengisian beban 110 kg/jhari, setelah pada beban 130 kg/hari efisiensi perombakannya menurun menjadi 55,2%. Menurut Mahajoeno (2008) bahwa keuntungan pengelolaan sistem pencernaan anaerob adalah selain dapat menurunkan kadar zat polutan, juga dihasilkan biogas yang dapat digunakan sebagai pengganti BBM, terbaharukan dan ramah lingkungan. Sementara Neves et.al (2008) mengatakan bahwa beban substrat dengan kandungan karbohidrat menghasilkan biogas yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan yang mengandung selulosa yang membutuhkan waktu retensi tinggi, dengan pencampuran substrat antara kotoran ternak (ayam) dengan limbah pertanian (eceng gondok) yang mengandung selulosa membutuhkan waktu pemeraman relative lebih lama untuk menurunkan nilai efisiensi perombakannya.

Demikian juga sejalan dengan pendapat Muzanah dan

Prayatni (2008) yang menyatakan bahwa semakin tinggi beban inffluent , maka efisiensi perombakan akan menurun. Pada penelitian ini produksi optimal biogas dicapai setelah 15 hari (HRT), dan setelah 13 hari produksi menurun yakni dari 492,68 liter/hari

menjadi

266,83 liter/hari. Menurut Stafford et. al (1980) menyatakan bahwa semakin besar reduksi COD, berarti bahan organik yang terdegradasi menjadi asamasam organik (VFA) juga semakin besar.

Asam-asam organik inilah yang

commit to user



kemudian terkonversi menjadi gas metana, maka jika reduksi COD semakin besar maka kecepatan pembentukan biogasnya juga semakin besar. Rerata TS mulai dari beban 50kg/hari sampai 110kg/hari berangsurangsur turun yaitu 644.616,7mg/l, 600.866,7 mg/l, 533.400,0 mg/l dan terendah 490.983,3 mg/l setelah itu yaitu pada beban 130kg/hari reratanya naik tinggi mencapai mencapai 719.583,0 mg/l. Nilai efisiensi perombakan TS tertinggi terdapat pada beban 110kg/hari yaitu 36,4% dengan HRT 15 hari, dan setelah itu pada beban 130kg/hari dan HRT 13 hari efisiensinya menurun dari 36,4% menjadi 6,8% (tabel 7). Total solid (TS) merupakan padatan bahan organik yang berada di dalam digester.

Selama proses perombakan bahan organik

berlangsung maka padatan bahan organik tersebut akan didegradasi berangsurTabel 7. Efisiensi perombakan TS pada masing-masing beban organik dan HRT Beban (kg/hari) 50 70 90 110 130

HRT (hari) Rerata TS (mg/l) Efisiensi perombakan TS (%) 34 644.616,7 16,5 24 600.866,7 22,2 19 533.400,0 30,9 15 490.983,3 36,4 13 719.583,0 6,8

angsur dan hasil akhirnya adalah biogas dan sisa padatan yang merupakan lumpur aktif yang masih bisa dimanfaatkan sebagai pupuk organik pertanian. Bila hasil rerata TS semakin rendah artinya sebagian besar padatan berhasil dirombak menjadi Volatil Fatty Acid (VFA) yaitu asam-asam lemak yang mudah menguap yang merupakan bahan untuk membentuk biogas, maka produksi biogas akan semakin tinggi.

Semakin tinggi nilai TS, maka

perombakan bahan organik tidak efektif.atau semakin kecil ini berakibat

commit to user



menurunnya pembentukan VS (volatile solid) dan produksi biogas akan menurun. Menurut Subramanian (1978) bahwa rendahnya nilai efisiensi karena tingginya beban padatan (TS) yang dimasukkan ke dalam digester, hal ini akan berpengaruh terhadap produksi biogas. Pencampuran substrat antara kotoran ternak (ayam) dengan limbah pertanian (eceng gondok) yang mengandung selulosa membutuhkan waktu pemeraman lebih lama untuk menurunkan nilai efisiensi perombakannya (Neves et.al., 2008). Nilai rerata VS (asam lemak menguap/VFA) berturut-turut menurun dari beban 50kg/hari sampai beban 110kg/hari yaitu 106.200,0 mg/l, 86.516,7 mg/l 73.663,3 mg/l, 60.733,3 mg/l. Nilai rerata VS terendah terdapat pada beban 110kg/hari dan pada beban 130 kg/hari reratanya naik menjadi 100.516,7 mg.l. Sedangkan efisiensi perombakannya berturut-turut naik terus dari beban 50kg/hari , 70kg/hari, 90kg/hari dan 110kg/hari yaitu 27,2%, 40,7%, 49,5% dan 58,4%, merupakan efisiensi perombakan VS tertinggi dengan HRT 15 hari, namun setelah pada beban 130kg/hari nilai efisiensinya turun menjadi 31,1% dan nilai rerata VS nya menjadi 100.516,7 mg/l (tabel 8). Volatil solid (VS) merupakan asam-asam organik yang mudah menguap seperti asam asetat, butirat, propionate, format, laktat,

yang oleh bakteri

metanogen akan dirubah sangat diperlukan untuk menjadi gas metana, oleh karena itu ketersediaan VS sangat diperlukan untuk pembentukan biogas. Sedangkan VS dapat dibentuk bila padatan bahan organik (TS) di dalam digester cukup jumlahnya. Semakin mengecil nilai rerata VS , maka akan

commit to user



semakin besar nilai efisiensi perombakannya dan produksi biogasnya juga semakin meningkat. Tabel 8. Efisiensi perombakan VS pada masing-masing beban organik dan HRT

Load (kg/hari) HRT(hari) Rerata VS (mg/l) Efisiensi perombakan VS (%) 50 34 106.200,0 27,2 70 24 86.516,7 40,7 90 19 73.663,3 49,5 110 15 60.733,3 58,4 130 13 100.516,7 31,1

perombakannya dan produksi biogasnya juga semakin meningkat.

Namun

pada beban bahan organik yang terlalu besar serta kodisi lingkungan di dalam digester seperti pH, suhu tidak menunjang atau diluar tolertansi, produksi biogas akan menurun.

Menurunnya produksi biogas karena beban padatan bahan

organik yang terlalu besar disebabkan menumpuknya asam-asam organik (VS) namun tidak mampu mendegradasi menjadi biogas, tetapi cenderung membentuk gas karbondioksida. Menurut Kresnawaty et al.(2008) bahwa meningkatnya nilai VS atau menurunnya nilai efisiensi perombakan VS ini terjadi karena bahan-bahan organik mengalami degradasi pada saat reaksi hidrolisis yang akan berubah menjadi senyawa yang larut dalam air.

Pada saat reaksi hidrolisis masih

berlangsung, zat terlarut tersebut digunakan untuk reaksi selanjutnya yaitu asidogenesis sehingga total padatan terlarut turun kembali.

Sedanhgkan

Muzanah dan Prayatni (2008) berpendapat bahwa semakin tinggi beban influen maka efisiensi perombakan bahan organik akan menurun.

Selanjutnya

rendahnya nilai efisiensi perombakan karena tingginya beban padatan (TS)

commit to user



yang dimasukkan ke dalam digester, hal ini akan berpengaruh terhadap produksi biogas (Subramanian,1978), dan selanjutnya laju beban yang terlalu tinggi dapat menghasilkan keadaan jenuh dimana asam lemak Volatil akan meningkat dan produksi biogas akan menurun dan proporsi pembentukan CO2 akan meningkat. C .Pengamatan pH dan suhu Rerata pH sebelum pengisian beban berada pada kisaran 7,8, sedangkan setelah pengisian beban sedikit demi sedikit berangsur-angsur turun dari rerata pH 7,65 pada pemberian beban 50kg/hari dan HRT 34 hari menjadi pH 7,48 pada beban 130kg/hari dengan HRT 13 hari.dan semakin menurun lagi setelah pengisian beban 130kg/hari yaitu menjadi pH 7,3. Jika dilihat secara keseluruhan, pH selama penelitian berlangsung masih dalam kondisi toleran terhadap pH untuk berlangsungnya proses pencernaan anaerob, walaupun pH sebelum pengisian beban mencapai 7,8. Penurunan nilai pH yang berangsur-angsur akan membuat lingkungan di dalam digester menuju kearah suasana asam, hal ini disebabkan karena adanya pembentukan senyawa-senyawa asam lemak volatile yang terusmenerus namun nilai pH 7,3 sampai dengan 7,8 masih dalam lingkungan pH netral sehingga pengaruhnya terhadap proses pencernakan anaerob kurang begitu nyata.

Namun produksi biogasnya malahan

karena penambahan beban

substrat

semakin

meningkat,

organik yang merupakan padatan

bahan organik sebagai bahan pembentuk biogas (tabel 9). Menurut Haryati (2006) bahwa kondisi keasaman (pH) yang optimal pada proses pencernakan

commit to user



anaerob yaitu sekitar pH 6,8 sampai dengan 8, laju pencernakan semakin menurun pada kondisi pH yang lebih tinggi atau lebih rendah. Tabel 9. Nilai rerata pH sebelum, sesudah dan saat pemberian beban organik masing- masing _______________________________________________________________ Beban (kg/hari) HRT (hari) Rerata pH ___________________________________ Sebelum Saat pengisian beban Sesudah _______________________________________________________________ 7,80 7,3 50 34 7,65 70 24 7,61 90 19 7,55 110 15 7,54 130 13 7,48 -

Jika pH lebih tinggi dari 8,5 akan menunjukkan pengaruh negatip pada populasi baktri metanogen. Sementara Kresnawaty et.al.(2008) menambahkan bahwa penurunan pH di dalam digester terjadi karena pembentukan asam organik selama proses asidogenesis seperti asam asetat, propionat, butirat, valerat bahkan isovalerat dan isobutirat, sedangkan tahap asetogenesis produk utama yang dihasilkan adalah asam lemak volatile (VFA). Suhu selama penelitian berlangsung fluktuatif, namun berkisar antara 28,17 sampai dengan 28,800C, kisaran suhu ini masih dalam kisaran suhu mesoflik (tabel 10). Oleh karena itu pengaruh suhu didalam digester terhadap proses pencernaan anaerob selama penelitian kurang berarti, dan masih dalam lingkungan yang mendukung walaupun suhu optimumnya berkisar 350C untuk bakteri mesofil. Menurut Haryati (2006) mengatakan bahwa bakteri metanogen tidak aktif pada suhu sangat tinggi atau rendah, temperatur optimumnya yaitu

commit to user



sekitar 350C.

Jika suhu turun menjadi 10oC, produksi gas akan terhenti.

Produksi biogas yang memuaskan berada pada daerah mesofilik yaitu antara 25 sampai dengan 30oC. .Biogas yang dihasilkan pada kondisi diluar temperatur tersebut mempunyai kandungan karbondioksida yang lebih tinggi. HRT untuk mesofilik berkisar antara 30 sampai dengan 60 hari (Reid, 2005). Tabel 10. Nilai rerata suhu di dalam digester sebelum, sesudah dan saat pem berian beban organik masing- masing. ________________________________________________________________ Beban (kg/hari) HRT (hari) Rerata suhu ( 0C) ____________________________________ Sebelum Saat pengisian beban Sesudah _______________________________________________________________ 28,17 28,35 50 34 28,26 70 24 28,50 90 19 28,84 110 15 28,36 130 13 28,16 _______________________________________________________________ D. Pengamatan limbah digester terhadap pencemaran lingkungan. Parameter yang menggambarkan karakteristik limbah terdiri dari sifat fisik, kimia dan biologi. Karakteristik limbah berdasarkan sifat fisik meliputi suhu, kekeruhan bau, dan rasa. Berdasarkan sifat kimia meliputi kandungan bahan organik, protein, COD, sedangkan berdasarkan sifat biologi meliputi kandungan bakteri pathogen dalam air limbah (Wibisono, 1995). Berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup, ada 6 parameter utama yang diajukan acuan baku mutu limbah yaitu: pH, COD, BOD, TS, kandungan total nitrogen, dan kandungan oil dan grease (Dep.LH, 1995). Akan tetapi tidak harus semua parameter tersebut dianalisis, pernyataan ini dapat dipertanggung jawabkan (Darsono, 2007).

commit to user



Untuk parameter pH, limbah digester (effluent)

yang dikeluarkan

mempunyai pH 7,33 sampai dengan 7,80 sedangkan standart baku mutu dari Kep.Men,LH tahun 1995 adalah 6 sampai dengan 9, berarti pH effluent masih bisa dikategorikan aman terhadap lingkungan. Untuk kandungan COD, limbah buangan digester mempunyai nilai 11.465 mg/l sedangkan standar baku mutu limbahnya adalah 250.000 mg/l, maka kadar COD dari limbah buangan digester masih dikatagorikan aman jika dibuang ke lingkungan. Sedangkan untuk parameter TS, limbah digester masih mengandung padatan yang tinggi yaitu 719.583,3 mg/l yang berarti jauh melebihi nilai standar baku mutu limbah yaitu 100.000 mg/l, untuk itu limbah digester masih dikatagorikan tidak aman terhadap lingkungan (tabel 11). Tabel 11. Karakteristik limbah peternakan ayam dengan limbah eceng gondok terhadap baku mutu limbah. _______________________________________________________________ No. Parameter Baku mutu limbah Limbah kotoran ayam+enceng gondok _______________________________________________________________ 1 pH 6–9 7,33 - 7,80 2 COD (mg/l) 250.000 11.465 3 TS (mg/l) 100.000 719.583,3 _______________________________________________________________ Sumber: Kepmen LH nomor 51/MEN LH/10/1995. Untuk parameter pH, limbah digester (effluent)

yang dikeluarkan

mempunyai pH 7,33 sampai dengan 7,80 sedangkan standart baku mutu dari Kep.Men,LH tahun 1995 adalah 6 sampai dengan 9, berarti pH effluent masih bisa dikategorikan aman terhadap lingkungan. Untuk kandungan COD, limbah buangan digester mempunyai nilai 11.465 mg/l sedangkan standar baku mutu limbahnya adalah 250.000 mg/l, maka kadar COD dari limbah buangan digester masih dikatagorikan aman jika dibuang ke lingkungan. Sedangkan

commit to user



untuk parameter TS, limbah digester masih mengandung padatan yang tinggi yaitu 719.583,3 mg/l yang berarti jauh melebihi nilai standar baku mutu limbah yaitu 100.000 mg/l, untuk itu limbah digester masih dikatagorikan tidak aman terhadap lingkungan. Karena kadar TS dan COD terdapat dalam satu limbah digester, maka secara keseluruhan bahwa limbah buangan digester (effluent) masih dikatagorikan tidak aman terhadap lingkungan. Bila limbah buangan digester tersebut langsung dibuang ke badan perairan, sangat berpotensi mencemari lingkungan, bahkan dapat meracuni biota perairan,menimbulkan bau, dan menghasilkan gas metan dan karbondioksida yang merupakan emisi gas penyebab efek rumah kaca yang berbahaya bagi lingkungan sehingga harus diolah terlebih dahulu. Namun demikian limbah buangan digester hasil proses pencernaan anaerob dengan bahan dasar kotoran ayam dan limbah eceng gondok masih bisa digunakan langsung tanpa pengolahan untuk pupuk organik pertanian.

commit to user



BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan serta analisis diskriptip, diperoleh kesimpulan sebagai berikut. 1.

Produksi biogas tertinggi diperoleh pada pengisian beban

110 kg/hari

dengan waktu tinggal substrat selama 15 hari yaitu sebesar 492,68 liter/hari dengan suhu rata-rata 28,4oC dan pH rata-rata 7,54 2.

Efisiensi perombakan COD, TS dan VS tertinggi terdapat pada pengisian beban 110 kg/hari dengan HRT 15 hari sebesar 91,8%, 36,4% dan 58,4%.

B.Saran Berdasarkan hasil kesimpulan dalam penelitian ini disarankan: 1.

Perlu dilkukan penelitian lanjutan kapasitas skala industry peternakan dengan menambah satu elemen reaktor digester yaitu thermostat sebagai pengendali suhu di dalam digester.

2

.Perlu penelitian lebih lanjut untuk menguji kemurnian biogas (purifikasi), sehingga didapatkan biogas dengan kualitas tinggi.

commit to user 62



DAFTAR PUSTAKA

Agustina,S.P.R., T.Widianto dan A.Trisni. 2008. Penggunaan Teknologi Membran Pada Penge lolaan Air Limbah industri Kelapa Sawit. www.bblklibtang.go.id/eng/edmin/Upload/TEKNOLOGI MEMBRAN .PDF. (17 Desember 2009). Alawi.S, Mohd Ali Hassan, Yoshihito Shirai, Suraini Abd-aziz, Meisam.T,Zainuri.B, Shakrakbah.Y. 2009. The effeci of Mixing on Methane Production in a SemiCommercial Closed Digester Tank Treating Palm Oil Mill Effluent. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 3(33) : 1577-1583. Almoustapha, O.,Kenfack,S. and J.M.Rosolodimby. 2009 Biogas production using water hyacinths to meet collective energy need in a sahelian country. Journal Field Action Sci.Rep.,2 : 27-32 Aguilar, F.X. 2001. How to Installa Polyethylene Biogas Plant. Proceeding of the IBS Net Electronic Seminar, The Royal Agricultural College, Cirencester,UK. 23. Bhattacharya,S.S Banerjee,R. 2008. Laccase Mediated Biodegradation of 2,4 DichloroPhenol Using Response Surface Methodology. J Chemosphere. 73 : 5 – 83. Callander,I.J dan J.P.Barford. 1983. Improved Anaerobic Digestion of Pig Manure Throug Increased Retention of Substrate and Bacterial Solids. Biotech.Lett. 5(3):147-152. Chanakya, H.N.,S. Borgaonkar, G.Meena dan K.S. Jagadish. 1993. Solid Phase Biogas Production with Garbage or Water Hyacinth. Bioresource Techno logy. 46: 227-231. Choorit,W. and P.Wisarnwan. 2007. Effect of temperature on the anaerobic digestion of Palm oil mill effluent. Electronic Journal of Biotechnology, 10(3):376-385. Darsono. 2007. Pengolahan Limbah Cair Tahu Secara Anaerob Dan Aerob Program Study Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Atma Jaya. Jurnal Teknologi Industri. XI (1) : 9-20. Yogyakarta. Demuynck.M.,Nyns.E.J. and Naveau,H.P. 1984. A Review of The Effects of Anaero bic Digestion on Odor and Disease Survival. In : Compositng of Agricultural and Other Wastes. Gasser, J.K.R.(ed) Elsevier Applied Science Publisher, London And New York. Deptan. 1994. Surat Keputusan Menteri Pertanian, SK Mentan No.752/Kpts/OT.210/ 10/ 94, 21 Oktober 1994. Departemen Pertanian RI. Jakarta.

commit to user



Ditjen Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian. 2009. Pemanfaatan Biogas Sebagai Energi Alternatif. Petunjuk Pelaksanaan Kegiatan Pengelolaan Lingkungan Jakarta. Departemen Lingkungan Hidup. 1995. Keputusan Menteri KLH Nomor KEP 51/MEN KLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri. Jakarta. Eliantika,E.F. 2009. Biogas Limbah Peternakan Sapi Sumber Energi Alternatif Ramah Lingkungan. Jurnal Lingkungan 5 (1):19-26. Fauziah,S.H. 2009. Municipal Solid Waste Management : A Comprehensive Study In Selangor. Ph.D.Thesis, University of Malaya , Kuala Lumpur, 55-57. Fontenot,J,P.,L.W.Smith and A.L.Sutton. 1983. Alternative Utilization of Animal wastes J.Anim.Sci., 57 : 221-223. Ghosh,S. dan Henry,M.P.1985. Hemicellulose Conversion by Anaerobic Digestion J.Biomass. 6 : 257-296. Grant,S. and A.Marshaleck. 2008. Energy Production and Pollution Mitigation from Broilers Houses on Poultry Farm in Jamaica and Pennsylvania.Internatio nal Journal for Service learning in Engineering 3 (1): 41-52. Gunnarsson,C.C.dan Cecilia,M.P.2006. Water hyacinth as a resource in agriculture And energy production : A literature review. Waste Management. 27: 117-129. Haryati, T. 2006. Biogas Limbah Peternakan Yang Menjadi Sumber Energi Alterna tif. Wartazoa 16 (3): 160-169 Hartono,R. 2009. Produksi Biogas dari Jerami Padi dengan Penambahan Kotoran Kerbau. Prosiding.Seminar Nasional teknik Kimia Indonesia. SNTKI, Bandung p.ETU22 1-7. Hartmann,H.I.Angedilaki. dan B.K.Ahring. 2000. Increase of anaerobic degradation of particulate organic matter in full scale biogas plant by mechanical maceration. Water Sci Technol. 41(3) : 145-153. Indartono,Y.S. 2005. Reaktor Biogas Skala Kecil Menengah. Graduate School of Science and Technology, Kobe University. Jepang. Judoamidjojo,M.dkk. 1992. Teknologi Fermentasi. Rajawali Press. Jakarta. Junus,M. 1995. Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio. UGM. Yogyakarta.

commit to user



Kadir, A. 1995. Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi Ekonomi Edisi kedua. Universitas Indonesia. Jakarta. Kaparaju,P.I. Buendia,L.Ellegaard and I.Angelidakia. 2007. Effect of Mixing on Methane Production during thermophilic anaerobic digestion of manure: Lab scale and Pilot scale studies. Bioresour Technol 99: 4919-4928. Karki,A.B., K.Dixit. 1984. Biogas Fieldbook. Sahayogi Press, Kathmandu Nepal. Kashani,A.K.2009. Application of Various Pretreatment Methods to Enhance Biogas Potential of Waste Chicken Feathers. Tesis. School of Enveronmental Engineering. University of Boras. Kottner,M. 2002. Biogas In Agriculture and Industry potentials, Present Use and Perspectives. International Biogas and Bioenergy Centre of Compe tence, Germany. Kresnawaty,I.,I.Susanti.,Siswanto., dan Panji,T. 2008. Optimasi produksi biogas Dari Limbah lateks cair pekat dengan penambahan logam . Jurnal Menara Perkebunan. 76 (1) : 23-35. Kristoferson,L.A.dan V.Bolkaders. 1991. Renewable EnergyTachnologies Applica tion In Developing Countries.ITDG.Publishing. Mahajoeno,E.,M.B.Widiati, Sutjahyo, S.Hadi dan Siswanto. 2008. Potensi Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Untuk produksi Biogas. Journal Biodi versitas 9 (1): 48-52. Manurung,R. 2004. Proses anaerobic sebagai alternative untuk mengolah limbah sawit e-USU Repository 2004. Universitas Sumatera Utara. Marchaim,U. 1992. Biogas Prosesses for Sustainable development. Food and Agriculture Organization of The United Nations, Vialle delle Terme Caracalla Roma. Italy. Muchayat., N.Suwarno, A.Bachtiar, R.P.Lintang. 2009. Pengaruh Hydraulic Reten tion Time (HRT) dan Sirkulasi Terhadap Produksi Biogas Dalam Diges ter Anaerob. Prosiding. Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia. SNTKI,Bandung.p.ETU20- 1-8. Munazah,A.R.dan Prayatni,S. 2008. Penyisihan Organik Melalui Dua Tahap Peng olahan Dengan Modifikasi ABR dan Constructedwetland Pada Industri Rumah Tangg Jurnal Teknologi Lingkungan. 4(4) 93-100.

commit to user



Moenadir, J. 1988. Pengantar Ilmu Pengendalian Gulma. CV. Rajawali. Jakarta. Murbandono, l. 2000. Membuat Kompos. Penebar Swadaya. Jakarta Musnawar, E. I. 2003. Pupuk Organik. Penebar Swadaya. Jakarta. Neves,E.Goncalo,R.Oliveira and M.M.Alves, “ Influence of composition on the Bio methanation potential of restaurant waste at mesophylic temperatures” Waste Management 28 : 965-72. Nurtjahya,E., S.D.Rumentor, J.F.Salamena, E.Hernawan, S.Darwati dan S.M. Sunar mo.2003. Pemanfaatan Limbah Ternak Ruminansia Untuk Mengurangi Pencemaran Lingkungan. Makalah Pengantar Falsafah Sains. Program Pascasarjana IPB. Bogor. Pauzenga. 1991. Animal Production in The 90’s in Harmony with Nature, a Case Study In The Nederlands. In Biotechnology in The Feed Industry. Proc. Alltech’seventh Pipoli,T. 2005. Feasibility of Biomass-Based Fuel Cells for Manned Space Explora tion. Proceeding. Seventh European Space Power Conference, Stresa, Italy. p.1-7. Ratnaningsih,H.Widyatmoko dan T. Yananto. 2009. Potensi pembentukan biogas pada Proses biodegradasi campuran sampah organic segar dan kotoran sapi dalam Batch reactor anaerob 5 (1) Jurusan Teknik Ling kungan, Fakultas Arsitektur Lansekap dan Teknologi Lingkungan, Universitas Trisakti. Jakarta. Reid,T. 2005. The Feasibility of An On Campus Biogas Operation At The University Of Waterloo. The Royal Veterinary and Agricultural . University of Waterloo. P.1-47. Setyowati,A.Lia. 2008. Amdal dan Peternakan Ayam. http://liasetyowati.blogspot com/2008/01/amdal-dan-peternakan-ayam .html. ( 22 September 2010). Siregar,A.S. 2009. Analisis Pendapatan Peternak Sapi Potong di Kecamatan Stabat Kabupaten Langkat. Skripsi. Medan: Departemen Peternakan Univer sitas Sumatera Utara. Siswanto,S.Marsudi, Suharyanto, E.Mahajoeno, Isroi. 2005. Pemanfaatan Limbah Padat Dan cair Pabrik Kelapa Sawit Untuk Produksi Kompos Bioaktif dan Gas Bio. Laporan akhir RUK. 62. Stafford,D.A.,D.L.Hawkes dan R.Horton. 1980 . Methane Production from Water

commit to user



Organic Matter. CRC Press, Florida. Subramanian,S.K.1978. Biogas in Asia: A survey. Di dalam Barnett,A.L.,L.Pyle dan S.K. Subramanian. 1978. Biogas technologyin The Third World, Ottawa. Schlegel,H.G dan Schmidt,K. 1994. Mikrobiologi Umum. ( diterjemahkan oleh Tedjo Baskoro) . Edisi Keenam.Gadjah Mada University Press. Yogyakarta Svensson,L. 1990. Puffing the lid on The dung heaps. Acid-Environment Magazine 9 : 13-15. Syamsudin,T.R.dan H.H.Iskandar. 2005. Bahan Bakar Alternatif Asal Ternak. Sinar Tani, Edisi 21 : 3129. Tjitrosoepomo,G. 1995. Tumbuhan Spermatophyta. Gadjah Mada University Press Yogyakarta. Werner,U. and N.Hees.1989. Biogas Plant in Animal Husbandry: Aplication of the dutch Guesslechaft Fuer technische Zuemmernarbeit (GTZ) GnbH. Wibisono,G. 1995. Sistem Pengelolaan dan Pengolahan Limbah Domestik. Jurnal Science 27. Widodo,T.W., A.Azari, N.Ana dan R,Elita. 2006. Rekayasa dan Pengujian Reaktor Biogas Skala Kelompok Tani Ternak. Jurnal Enjiniring Pertanian 4 (1): 41-52. Widodo,T.W. 2007. Biogas Untuk Generator Listrik Skala Rumah Tangga. Jurnal Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian 29 (2): 3-10. Widodo,T.W., Ana,N., dan Elita,R. 2008. Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian untuk Energi Biogas. Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian Serpong. Badan Litbang Pertanian. Departemen Pertanian. Yunus,M. 1987. Teknik Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

commit to user

PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN AYAM DENGAN PENAMBAHAN BEBAN ORGANIK DAN WAKTU TINGGAL HIDRAULIK PADA BIODIGESTER ANAEROB SISTEM KONTINYU TESIS

Recommend Documents