perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia...

24
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user AGITASI LIMBAH CAIR TAPIOKA DAN TAHU DALAM DIGESTER ANAEROB SISTEM CURAH UNTUK PRODUKSI BIOGAS SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Sains di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Oleh : PRADILA NURMANIA M0408031 JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

Transcript of perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia...

Page 1: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

AGITASI LIMBAH CAIR TAPIOKA DAN TAHU DALAM DIGESTER

ANAEROB SISTEM CURAH UNTUK PRODUKSI BIOGAS

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Sains

di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Oleh :

PRADILA NURMANIA

M0408031

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

Page 2: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

Page 3: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

Page 4: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri

dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari

ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh

dapat ditinjau dan / atau dicabut.

Surakarta, Juli 2012

Pradila Nurmania

NIM. M0408031

Page 5: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iv

AGITASI LIMBAH CAIR TAPIOKA DAN TAHU DALAM DIGESTER

ANAEROB SISTEM CURAH UNTUK PRODUKSI BIOGAS

Pradila Nurmania

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta

ABSTRAK

Energi sangat dibutuhkan setiap makhluk hidup di semua sektor

kehidupan. Permintaan terhadap energi semakin meningkat seiring dengan

perubahan orientasi ekonomi dari sektor pertanian menjadi industri, pertambahan

jumlah penduduk, dan menipisnya bahan bakar fosil. Salah satu solusi adalah

menciptakan energi alternatif yaitu energi baru terbarukan diantaranya adalah

biogas. Bahan utama produksi biogas dapat diperoleh dari limbah organik

industri. Limbah organik tapioka dan tahu berpotensi sebagai salah satu sumber

energi alternatif produksi biogas dengan biodigester anaerob. Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui produksi biogas limbah cair tapioka dan limbah cair

tahu melalui agitasi dan variasi konsentrasi substrat pada kondisi anaerob.

Sebagai biodigester anaerob digunakan botol plastik bervolume 1500 ml

dengan volume kerja 1275 ml (sumber inokulum : substrat; 20% : 80%).

Perlakuan percobaan diberikan dengan variasi konsentrasi substrat 100% LCTP

(limbah cair tapioka); 75% LCTP (limbah cair tapioka+25% LCTH (limbah cair

tahu); 50% LCTP (limbah cair tapioka)+50% LCTH (limbah cair tahu) dan

masing-masing konsentrasi dilakuakn agitasi 4x/hari dan 8x/hari selama 15 menit

dengan selang waktu 30 menit kecepatan 180rpm. Parameter diamati meliputi pH,

suhu, COD, BOD, TS, VS, produksi biogas, dan konsentrasi metan selama 45 hari

fermentasi. Data hasil kemudian dianalisis dengan Uji Anava dan uji lanjut

DMRT 5%.

Hasil penelitian menunjukkan produksi biogas tertinggi dihasilkan oleh

campuran substrat 75% LCTP+25% LCTH pada minggu ke enam sebesar 915 ml.

Efisiensi perombakan COD; BOD; TS; VS sebesar 53,82%; 66,66%; 33,19%;

53,29%.

Kata kunci : biogas, limbah tapioka, limbah tahu, agitasi, digester anaerob.

Page 6: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

TAPIOKA AND TOFU WASTEWATER AGITATION IN

DIGESTER ANAEROBIC SYSTEM OUT IN BULK TO THE

PRODUCTION OF BIOGAS

Pradila Nurmania

Department Of Biology, Faculty Of Mathematic And Natural Sciences,

Sebelas Maret University, Surakarta

ABSTRACT

Energy is necessary for each creature in all of life sector. Demand to

energy increase more over economic orientation change from agriculture sector

being industry, population growth, depletion of fosil fuels. One of solution to

create alternative energy is new energy renewable such as biogas. The main

material to production of biogas can be obtain from waste of organic industry.

Organic waste has not optimized for the advantage is tapioka waste and tofu.

Organic waste of tapioka and tofu are potential as one of alternative source energy

to production of biogas with anaerobic biodigester. This research proposed to

know the production of biogas waste water of tapioka and waste water of tofu

pass trough increases of agitation and substrat concentration variation in

anaerobic condition.

Anaerobic biodigester was made from a plastik bottle with a volume of

1500 ml and work volume of 1275 ml (inokulum source : substrat: 20% : 80%).

Trial behavior is given with concentrate substrat 100% LCTP : 75%

LCTP+25%LCTH; 50% LCTP+50% and every concentrate doing agitasi 4x/day

and 8x/day about 15 minutes with time interval 30 minutes and 180 rpm of speed.

Parameter can be observated include pH, suhu, COD, BOD, TS, VS, production

of biogas, and concentrate metan until 45 days of fermentation. The result of data

analyzed by SPSS Anava and test DMRT 5%.

The result of this research demonstrate that the highest production of

biogas is yield by mixing substrat 75% LCTP+25% LCTH in 6 weeks is 915 ml.

Efficiency reforms COD; BOD; TS; VS sebesar 53,82%; 66,66%; 33,19%;

53,29%.

Keyword : biogas, waste water of tapioka, waste water of tofu, agitation, digester

anaerobic.

Page 7: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

MOTTO

“Hari ini belajar besok bermain”

“Kewajiban lebih banyak daripada waktu yang tersedia”

Page 8: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan untuk bapak ibu tercinta

Bpk Moh. Kurniawan dan Ibu Nur Ingtyas yang senantiasa

memberikan dukungan, kasih sayang, dan DOA setulus jiwa,

kakak ku tercinta Wenia Yustishia dan suami Andi Prasetyo,

my beloved twins Sinatrya Tyas Puspita (Anit) dan Tyas

Puspita Hanif (Anif)................

Untuk masku tersayang dr. Febry Wibisana Residen Sp.B

terima kasih atas semangat dan cintanya, ,

Almamaterku tercinta Universitas Sebelas Maret Surakarta

Page 9: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Segala puja dan puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah

melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya yang tak terhingga sehingga penulis

dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul: “Agitasi

Limbah Cair Tapioka dan Tahu Dalam Digester Anaerob Sistem Curah Untuk

Produksi Biogas”.

Penyusunan skripsi ini merupakan suatu syarat untuk memperoleh gelar

kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini penulis telah

mendapatkan banyak masukan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang

sangat berguna dan bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung.

Oleh karena itu pada kesempatan yang baik ini dengan berbesar hati penulis ingin

mengucapkan terima kasih yang setulus-tulusnya dan sebesar-besarnya kepada :

Prof. Ir. Ari Handono R., M. Sc. (Hons)., Ph.D. selaku Dekan Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan dukungan dan dorongan baik secara langsung maupun

tidak langsung.

Dr. Agung Budiharjo, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan ijin dan dukungannya dalam penelitian.

Dr. Edwi Mahajoeno, M.Si selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan dan saran selama penelitian sampai selesainya

penyusunan skripsi ini.

Dr. Sunarto, M. S selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan dan saran selama penelitian sampai terselesainya penyusunan skripsi

ini.

Page 10: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

Tjahjadi Purwoko, M. Si selaku dosen penelaah I yang telah memberikan

bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai selesainya penyusunan

skripsi ini.

Dr. Ratna Setyaningsih, M. Si. selaku dosen penelaah II yang telah

memberikan bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai selesainya

penyusunan skripsi.

Dosen-dosen di Jurusan Biologi yang telah dengan sabar memberikan

pengarahan yang tiada henti-hentinya dan dorongan baik spiritual maupun materil

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Kepala dan staf Laboratorium Pusat, Sub Laboratorium Biologi, Sub

Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan

dan membantu penulis untuk melakukan penelitian di laboratorium.

Bapak Budi selaku pemilik UD. Eka Bumi Sejahtera Ds. Sidomukti RT 4

RW 3 Kec. Margoyoso Kab. Pati, yang telah memberikan kemudahan dalam

memperoleh limbah tapioka.

Bapak Hadi Suyitno selaku pemilik UD. Sumber Rejeki RT 6 RW 1

Kertonatan Kartasura, yang telah memberikan kemudahan dalam memperoleh

limbah tapioka

Kepada sahabat tercinta April, Ida, Yunita, Tyas, Intan, Riris, Citra, Ana,

Dedek, terima kasih atas kebersamaan yang indah ini, atas dukungan dan doa.

Teman-teman Biologi semua angkatan yang selalu memberikan motivasi

dan dukungan.

Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah

memberikan bantuannya.

Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan

penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan

sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihak-

pihak yang terkait.

Surakarta, Juli 2012

Penyusun

Page 11: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................... iv

ABSTRACT .................................................................................................. v

HALAMAN MOTTO ................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vii

KATA PENGANTAR .................................................................................. viii

DAFTAR ISI ................................................................................................. x

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xv

DAFTAR SINGKATAN ............................................................................. xvi

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1

A. Latar Belakang Masalah ............................................................... 1

B. Rumusan Masalah ........................................................................ 4

C. Tujuan Penelitian .......................................................................... 4

D. Manfaat Penelitian ....................................................................... 5

BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................... 6

A. Tinjauan pustaka .............................................................................. 6

1. Limbah cair tapioka.................................................................. 6

2. Limbah cair tahu ...................................................................... 9

3. Biogas ....................................................................................... 13

4. Sistem produksi biogas ............................................................ 21

5. Faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan biogas ......... 22

B. Kerangka Pemikiran ........................................................................ 25

C. Hipotesis .......................................................................................... 27

BAB III. METODE PENELITIAN............................................................... 28

A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................... 28

Page 12: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

B. Bahan dan Alat .......................................................................... 28

C. Cara Kerja .................................................................................. 31

D. Teknik Pengumpulan Data ........................................................ 36

E. Rancangan Percobaan ................................................................ 40

F. Analisis Data .............................................................................. 41

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 43

A. Hasil penelitian ......................................................................... 43

1. Produksi biogas ..................................................................... 46

2. Derajat keasaman (pH) .......................................................... 53

3. Suhu ....................................................................................... 56

4. Nilai COD dan BOD ............................................................. 57

5. Nilai TS dan VS .................................................................... 64

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 70

A. Kesimpulan ............................................................................... 70

B. Saran .......................................................................................... 70

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 72

LAMPIRAN .................................................................................................. 81

RIWAYAT HIDUP PENULIS .................................................................... 96

Page 13: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Karakteristik Limbah Cair Tapioka .............................................. 7

Tabel 2. Baku Mutu Limbah Cair Tapioka ................................................. 7

Tabel 3. Baku Mutu Air Limbah Tahu ....................................................... 11

Tabel 4. Karakteristik Limbah Cair Tahu ................................................... 11

Tabel 5. Komposisi Biogas ......................................................................... 14

Tabel 6. Rancangan Percobaan Pencernaan Anaerob Limbah cair tapioka

dan Limbah cair tahu .................................................................... 40

Tabel 7. Karakterisasi awal substrat untuk percobaan ............................... 44

Tabel 8. Produksi biogas pada interaksi jenis substrat dan agitasi dengan

lama waktu 0-6 minggu dalam biodigester anaerob ................... 47

Tabel 9. Konsentrasi gas CH4 pada interaksi jenis substrat dan agitasi

lama waktu 0-6 minggu biodigester anaerob ............................... 51

Tabel 10. Nilai efisiensi degradasi perombakan organik (%) pada nilai COD

substrat limbah cair tapioka dan tahu pada fermentasi anaerob ... 58

Tabel 11. Nilai efisiensi degradasi perombakan organik (%) pada nilai

BOD substrat limbah cair tapioka dan tahu pada fermentasi

anaerob.......................................................................................... 58

Tabel 12. Konsentrasi COD pada interaksi jenis substrat dan agitasi

dengan lama waktu0-6 minggu dalam biodigester anaerob ......... 62

Tabel 13. Konsentrasi BOD pada interaksi jenis substrat dan agitasi

dengan lama waktu0-6 minggu dalam biodigester anaerob ......... 63

Tabel 14. Nilai efisiensi degradasi perombakan organik (%) pada nilai TS

substrat limbah cair tapioka dan tahu pada fermentasi anaerob .. 65

Tabel 15. Nilai efisiensi degradasi perombakan organik (%) pada nilai VS

substrat limbah cair tapioka dan tahu pada fermentasi anaerob ... 66

Tabel 16. Konsentrasi TS pada interaksi jenis substrat dan agitasi dengan lama

waktu0-6 minggu dalam biodigester anaerob ............................... 68

Page 14: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

Tabel 17. Konsentrasi VS pada interaksi jenis substrat dan agitasi dengan lama

waktu0-6 minggu dalam biodigester anaerob ............................... 68

Page 15: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 . Kerangka Pemikiran .................................................................. 26

Gambar 2. Produksi Biogas........................................................................... 46

Gambar 3. Konsentrasi gas CH4 ................................................................... 51

Gambar 4. Nilai pH ....................................................................................... 54

Gambar 5. Suhu℃ ......................................................................................... 57

Gambar. 6 Nilai COD minggu ke 0-6 .......................................................... 59

Gambar. 7 Nilai BOD minggu ke 0-6 .......................................................... 59

Gambar. 8 Nilai TS minggu ke 0-6 .............................................................. 66

Gambar.9 Nilai VS minggu ke 0-6 ............................................................... 67

Page 16: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1.................................................................................................... 81

Lampiran 2..................................................................................................... 85

Lampiran 3..................................................................................................... 93

Page 17: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xvi

DAFTAR SINGKATAN

Singkatan Kepanjangan

CH4 Metana

COD Chemical Oxygen Demand

BOD Biological Oxygen Demand

TS Total solids

VS Volatile Solids

LPG Liquid Petrolium Gas

UNFCCC United Nation Forest Convention Climate Change

LCTP Limbah cair tapioka

LCTH Limbah cair tahu

Page 18: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Energi sangat dibutuhkan setiap makhluk hidup di semua sektor

kehidupan. Permintaan terhadap energi semakin meningkat seiring dengan

perubahan orientasi ekonomi dari sektor pertanian menjadi industri. Untuk

memenuhi kebutuhan energi tersebut, sumber energi fosil seperti minyak bumi,

batu bara, dan gas bumi dieksploitasi secara besar-besaran sehingga Indonesia

menghadapi ancaman krisis energi (Mahmudsyah, 2011).

Kelangkaan energi bahan bakar merupakan masalah yang krusial dan

sering diperbincangkan dalam beberapa tahun belakangan, disebabkan

permintaan konsumen terhadap bahan bakar semakin meningkat. Faktor lain

adalah semakin tingginya harga bahan bakar karena ketersediaannya yang ada

di alam semakin berkurang (Luthfianto, 2011).

Isu global yang sering diperbincangkan masyarakat dunia akhir-akhir ini

adalah krisis energi dan pemanasan global. Krisis energi yang dampaknya

langsung bisa dirasakan adalah tingginya harga bahan bakar. Hal ini didorong

oleh kenyataan bahwa kebutuhan konsumen terhadap bahan bakar semakin

meningkat dengan pesat, sementara itu sumbernya makin berkurang.

Menipisnya cadangan bahan bakar fosil dan meningkatnya populasi

manusia sangat kontradiktif dengan kebutuhan energi bagi kelangsungan hidup

Page 19: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

manusia beserta aktivitas ekonomi dan sosialnya (Triwahyuningsih dan

Rahmat, 2006). Isu lingkungan terutama pencemaran udara, pemanasan global,

paradigma teknologi bersih telah mendorong peningkatan perhatian pada

sumber-sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan. Demikian pula

kebutuhan energi bagi masyarakat yang semakin meningkat dan harga bahan

bakar minyak (fosil/energi tak terbarukan) yang membumbung tinggi menjadi

salah satu strategi dalam upaya pemenuhan kebutuhan energi yang lebih murah

dan tersedia melimpah berupa energi bio (biogas/gasbio) sebagai energi

terbarukan (Mahajoeno, 2008).

Peningkatan permintaan energi yang disebabkan pertumbuhan populasi

penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan

emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara,

termasuk Indonesia untuk segera memproduksi dan menggunakan energi

terbarukan. Peningkatan kebutuhan dan permintaan terhadap produksi pangan

rumah tangga (industri tapioka dan industri tahu) mendorong perkembangan

sektor industri tersebut. Salah satu dampak negatif dari perkembangan sektor

industri rumah tangga yang tidak dapat dihindari adalah terjadinya pencemaran

limbah cair pada lingkungan perairan yang mempengaruhi kualitas kesehatan

dan lingkungan.

Peningkatan produksi industri rumah tangga (industri tapioka dan industri

tahu) menyebabkan peningkatan jumlah limbah cair dan limbah padat yang

dihasilkan dari pemrosesan bahan baku tapioka dan tahu tersebut. Selain dapat

mempengaruhi kualitas kesehatan dan lingkungan, limbah tersebut dapat

Page 20: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

menyebabkan polusi perairan maupun polusi udara. Proses peruraian limbah

cair dan padat di perairan menghasilkan gas metana (CH4).

Melihat keterkaitan langsung krisis energi dan masalah lingkungan serta

kesehatan seperti yang telah disebutkan di atas, maka diperlukan solusi untuk

mengatasinya. Salah satu solusi adalah menciptakan energi alternatif yaitu

energi baru terbarukan di antaranya adalah biogas. Biogas adalah salah satu

jenis gas yang diproduksi melalui proses fermentasi anaerobik bahan organik

seperti limbah-limbah organik, kotoran ternak dan manusia, biomassa limbah

pertanian di dalam suatu ruang pencerna yang disebut digester. Teknologi

biogas pada dasarnya memanfaatkan proses peruraian yang dilakukan oleh

archaea metanaogenik yang produknya berupa gas metana (CH4). Archaea

metanaogenik bekerja dalam kondisi anaerob, sehingga proses ini disebut

pencernaan anaerob. Archaea metanaogenik akan secara natural berada dalam

limbah yang mengandung bahan organik, seperti limbah organik, kotoran

ternak dan manusia, dan sampah organik rumah tangga.

Bahan utama produksi biogas dapat diperoleh dari limbah peternakan,

limbah makanan, dan limbah organik industri. Limbah organik industri belum

dimanfaatkan misal adalah limbah cair tapioka ataupun limbah cair tahu. Hasil

samping limbah cair dari proses produksi industri rumah tangga tapioka dan

tahu dapat dimanfaatkan sebagai bahan digester anaerob.

Berdasarkan survei pengamatan daerah Margoyoso, Kec. Margoyoso,

Kab. Pati, merupakan daerah sentral penghasil tepung tapioka. Terdapat sekitar

Page 21: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

390 Usaha Kecil Menengah (UKM) yang berkembang di daerah tersebut, dan

sekitar 70 industri rumah tangga pembuatan tepung.

Tiap tahapan proses umumnya menggunakan air sebagai bahan

pembantu dalam jumlah yang relatif banyak. Menurut Nuraida (1985), untuk

tiap 1 kg bahan baku kedelai dibutuhkan rata-rata 45 liter air dan akan

dihasilkan limbah cair berupa whey tahu rata-rata 43,5 liter.

Dari limbah yang dihasilkan sedemikian besar, maka dapat

dimanfaatkan untuk pembuatan biogas. Proses pengerjaan biogas mempunyai

nilai kemanfaatan bagi masyarakat. Kabupaten Pati sampai tahun 2007 ini baru

memiliki 1 unit IPAL tapioka, yaitu di Kecamatan Margoyoso yang hanya

mampu mengolah 3% dari total volume yang ada yaitu 12.000 m3 per hari

dengan luas lahan sekitar 1 Ha (Teguh, 2008). Berdasarkan latar belakang

tersebut, maka perlu dilakukan penelitian tentang “Agitasi Limbah Cair

Tapioka dan Tahu Dalam Digester Anaerob Sistem Curah Untuk Produksi

Biogas”.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimanakah pengaruh agitasi terhadap produksi biogas yang dihasilkan

limbah cair industri tepung tapioka dalam digester anaerob?

2. Bagaimanakah pengaruh konsentrasi substrat limbah cair tapioka dan

limbah cair tahu terhadap produksi biogas dalam digester anaerob?

C. Tujuan

1. Mengetahui pengaruh agitasi terhadap produksi biogas yang dihasilkan

limbah cair industri tepung tapioka dalam digester anaerob.

Page 22: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2. Mengetahui pengaruh konsentrasi substrat limbah cair tapioka dan limbah

cair tahu terhadap produksi biogas dalam digester anaerob.

D. Manfaat Penelitian

Limbah cair dan padat tapioka, serta limbah cair tahu sebagai zat pencemar

dapat dimanfaatkan sebagai salah satu bahan untuk produksi biogas. Hasil

penelitian biogas ini dapat dijadikan aplikasi pada pengembangan skala yang

lebih besar terutama industri tapioka itu sendiri dan mengurangi pencemaran

lingkungan.

Page 23: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Hasil analisis yang diperoleh dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Agitasi tidak memberikan perbedaan hasil terhadap produksi biogas yang

dihasilkan oleh limbah cair tapioka dan limbah cair tahu dalam digester

anaerob. Penggunaan perlakuan agitasi 8x dalam proses perombakan anaerob

untuk produksi biogas skala laboratorium diperoleh produksi biogas lebih

tinggi dibandingkan dengan penggunaan perlakuan agitasi 4x dalam proses

perombakan anaerob untuk produksi biogas skala laboratorium. Dengan

agitasi 8x dihasilkan produksi biogas tertinggi pada minggu ke enam.

2. Pencampuran substrat limbah cair tapioka dan limbah cair tahu tidak

memberikan perbedaan hasil terhadap produksi biogas dibandingkan dengan

limbah cair tapioka saja. Produksi biogas tertinggi pada campuran 75% LCTP

(limbah cair tapioka) + 25% LCTH (limbah cair tahu ) agitasi 8x.

B. SARAN

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, beberapa saran diberikan sebagai

berikut :

1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut dengan penelitian waktu agitasi

dilakukan per 24 jam, perlakuan agitasi dapat diberikan lebih teratur

selang waktunya selama 24 jam dengan frekuensi agitasi 8x dan 4x

sehingga didapatkan konsentrasi CH4 (metana) yang optimal.

Page 24: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id AGITASI LIMBAH .../Agitasi... · Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan ... Karakteristik Limbah Cair

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2. Produksi biogas dengan menggunakan limbah cair tapioka dan limbah

cair tahu perlakuan variasi waktu agitasi dan banyaknya agitasi, perlu

memperhatikan faktor lingkungan pH, suhu, COD, BOD, TS, dan VS.