SKRIPSI PERFORMANSI DIGESTER BIOGAS DENGAN CO – SUBSTRAT LIMBAH KELAPA MUDA DAN INOKULUM KOTORAN SAPI
Oleh : Kadek Leo Adi Guna 0819351040
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
PERNYATAAN
Dengan ini saya nyatakan bahwa pada skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam pustaka.
Bukit Jimbaran, Agustus2015
Kadek Leo Adi Guna NIM : 0819351040
PERFORMANSI DIGESTER BIOGAS DENGAN CO-SUBSTRAT LIMBAH KELAPA MUDA DAN INOKULUM KOTORAN SAPI
Oleh
: Kadek Leo Adi Guna
Dosen pembimbing
: Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST ., MASc,PhD : A. A. I. A. Sri Komaladewi, ST ., MT
ABSTRAK Pemanfaatan biogas pada saat ini masih dalam skala yang terbatas dan hanya pada kotoran hewan saja, namun pemanfaatan limbah organik yang berasal dari sampah masih belum dimanfaatkan, salah satunya limbah kelapa muda yang banyak mencemari lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performansi digester biogas dengan co-substrat limbah kelapa muda dan inokulum kotoran sapi terhadap produksi gas yang dihasilkan. Bahan baku limbah kelapa muda akan mendapat perlakuan awal untuk mencari total solid dan volatil solid. Terdapat 5 variasi inokulum pada campuran substrat dengan jumlah TS 5 gram pada masingmasing digester yaitu : 70 ml, 90 ml, 100 ml, 110 ml, 120 ml. masing-masing terdiri dari 2 digester. Penelitian ini dilakukan selama 40 hari dengan mencatat parameter tekanan dan mengukur pH pada digester B. Hasil yang paling baik ditunjukan pada digester II dengan variasi 5 gram TS + 90 inokulum + 210 ml air, dengan volume spesifik akumulasi sebanyak 0,942 l/kg TS, persentase kadar CH4 57,304 % dan kadar CO2 40,696 %. Kata kunci : Biogas, Kelapa Muda, Variasi Substrat, Total Solid.
BIOGAS DIGESTER PERFORMANCE WITH CO-SUBSTRATE WASTE YOUNG COCONUT AND COW MANURE INNOCULUM
By
: Kadek Leo Adi Guna
Supervisor
: Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST ., MASc,PhD : A. A. I. A. Sri Komaladewi, ST ., MT
ABSTRACT The utilization of biogas at the moment still on a limited scale and only on manure alone, but the utilization of organic waste that comes from the waste is still untapped, one that many young coconut waste polluting the environment. This study aims to determine the performance of biogas digester with a co-substrate young coconut waste and cow manure inoculum to the production of gas produced. Young coconut waste materials would be treated early to find the total solid and volatile solid. There are 5 variations of inoculum on the substrate with a mixture of 5 grams of TS number on each digester are: 70 ml, 90 ml, 100 ml, 110 ml, 120 ml. each consisting of two digester. This research was carried out for 40 days with record pressure parameters and measuring the pH of the digester B. Results are best shown in the digester II with a variation 5 grams TS + 90 inoculum + 210 ml of water, with a specific volume accumulation as 0.942 L/kgTS, with the percentage of content CH4 as 57,304 % and CO2 as 40,696 %. Keywords: Biogas, Young Coconut, Variation Substrate, Total Solid.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat– Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Performansi Digester Biogas Dengan Co – Substrat Limbah Kelapa Muda Dan Inokulum Kotoran Sapi”. Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit memperoleh bantuan dari berbagai pihak, oleh sebab itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar – besarnya kepada : 1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST. MASc. PhD., selaku dosen pembimbing I dan Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana 2. Ibu A.A.I.A. Sri Komaladewi, ST. MT. Selaku Dosen Pembimbing II dalam Penulisan Skripsi ini. 3. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 4. Semua pihak dan kawan–kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat kontruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis banyak mengucapkan terimakasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulis skripsi ini.
Bukit Jimbaran, Agustus2015
Penulis
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN .....................................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN ......................................................................................
iii
ABSTRAK .................................................................................................................
iv
ABSTRACT ...............................................................................................................
v
KATA PENGANTAR ...............................................................................................
vi
DAFTAR ISI..............................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... ...........
x
DAFTAR TABEL......................................................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN .........................................................................................
1
1.1 Latar Belakang............................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................
3
1.3 Batasan Masalah .........................................................................................
3
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................
3
1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................................
3
BAB II LANDASAN TEORI ..................................................................................
4
2.1
Sejarah Biogas ...........................................................................................
4
2.2
Pengertian Biogas ......................................................................................
4
2.3
Proses Pembentukan Biogas ......................................................................
5
2.4
Faktor-Faktor Pembentukan ......................................................................
6
2.5
Kandungan Biogas .....................................................................................
8
2.6
Reaktor Biogas ..........................................................................................
8
2.7
Tekanan Gas Biogas ..................................................................................
11
2.8
Inokulum....................................................................................................
12
2.9
Jenis-jenis Sampah ....................................................................................
12
2.10 Karakteristik Limbah Kelapa Muda.........................................................
12
2.11 Volume Gas .............................................................................................
13
2.12 Total Solid (TS) ........................................................................................
14
2.13 Volatil Solid (TS ) ....................................................................................
14
2.14 Volume Spesifik Biogas ..........................................................................
15
2.15
.........................................................................
15
BAB III METODE PENELITIAN ..........................................................................
16
3.1 Tempat Penelitian .......................................................................................
16
3.2 Pengambilan Sampel Awal .........................................................................
16
Menghitung
dan
3.2.1
Perlakuan Awal Sampel .................................................................
16
3.2.2
Pengujian Karakteristik .................................................................
16
3.2.3
Pengujian Sampel Bahan Baku ......................................................
16
3.3 Rancangan Penelitian .................................................................................
19
3.4
Alat Dan Bahan Penelitian .........................................................................
20
3.4.1
Alat Penelitian ...............................................................................
20
3.4.2
Bahan Penelitian ............................................................................
23
Deskripsi Penelitian ...................................................................................
25
3.6 Proses Penelitian ........................................................................................
26
3.5
3.6.1
Diagram Alur Penelitian ................................................................
28
3.6.2
Variabel Uji ...................................................................................
29
3.6.3
Variabel Bebas...............................................................................
29
3.6.4
Variabel Terikat .............................................................................
30
3.6.5
Parameter Pengamatan..................................................................
30
Metode Pencatatan Dan Pengolahan Data .................................................
31
3.7.1
Pencatatan Data ............................................................................
31
3.7.2
Pengolahan Data ...........................................................................
31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................
32
4.1 Data Awal Penelitian...................................................................................
32
3.7
4.1.1
Data Sampel Kandungan Bahan Kering (TS) ................................
32
4.1.2
Data Sampel Volatile Solids (VS)..................................................
32
4.1.3
Data Jumlah Bahan Baku Pervariasi Biogas .................................
33
4.1.4
Data Hasil Penelitian ....................................................................
33
4.2 Pengolahan Data .........................................................................................
34
4.2.1
Tekanan Akumulasi Biogas ...........................................................
34
4.2.2
Volume Akumulasi Biogas ............................................................
35
4.2.3
Volume Spesifik Biogas ................................................................
36
4.3 Pembahasan ................................................................................................
37
4.3.1
Tekanan Akumulasi Biogas Harian ...............................................
37
4.3.2
Volume Akumulasi Biogas Harian ................................................
38
4.3.3
Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian ..................................
39
4.3.4
pH Campuran DalamKontrol Digester ..........................................
40
4.3.5
Analisa Kandungan Gas (CH4danCO2) .........................................
41
4.3.6
Pengujian Aktivitas Bakteri ...........................................................
43
BAB VKESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................
45
5.1 Kesimpulan ................................................................................................
45
5.2 Saran...........................................................................................................
45
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................
46
LAMPIRAN...............................................................................................................
48
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1
Komposisi Yang TerkandungDalam Biogas ..........................................
8
Tabel 3.1
Alat Penelitian ........................................................................................
20
Tabel 3.2
Bahan Penelitian .....................................................................................
28
Tabel 3.3
Rasio Campuran Pada Setiap Digester ...................................................
29
Tabel 4.1
Data Total Solid (TS) Dan Volatil Solid (VS) Dari Sampel Kelapa Muda
32
Tabel 4.2
Data Tekanan Biogas Harian ..................................................................
34
Tabel 4.3
Data pH campuran Dalam Kontrol Digester ..........................................
34
Tabel 4.4
Data Tekanan Akumulasi Biogas Harian ...............................................
35
Tabel 4.5
Data Hasil Volume Akumulasi Biogas Harian .......................................
36
Tabel 4.6
Data Hasil Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian .........................
37
Tabel 4.7
Data Hasil
42
Dan
Pada Digester Biogas .....................................
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Skema Digester Biogas jenis Fixed Dome ........................................
10
Gambar 2.2
Skema Digester Biogas jenis Floating Dome....................................
11
Gambar 2.3
Pressure Gauge Digital ......................................................................
11
Gambar 3.1
Alat Uji Analisa Ultimat ...................................................................
18
Gambar 3.2
Alat Uji Analisa Proksimat ...............................................................
19
Gambar 3.3
Skematik Digester Biogas ................................................................
25
Gambar 3.4
Diagram Alir Penelitian ....................................................................
28
Gambar 4.1
Grafik Tekanan Akumulasi Biogas Harian .......................................
37
Gambar 4.2
Grafik Volume Akumulasi Biogas Harian ........................................
38
Gambar 4.3
Grafik Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian ..........................
39
Gambar 4.4
Grafik pH Pada kontrol Digester .......................................................
41
Gambar 4.5
Grafik Komposisi Kandungan Gas Pada Digester Biogas ................
43
Gambar 4.6
Gambar Bakteri Biogas .....................................................................
44
