KANDUNGAN PROTEIN KASAR DAN SERAT KASAR · PDF fileKemudian sholawat dan salam atas Nabi yang...
Transcript of KANDUNGAN PROTEIN KASAR DAN SERAT KASAR · PDF fileKemudian sholawat dan salam atas Nabi yang...
i
KANDUNGAN PROTEIN KASAR DAN SERAT KASAR SLUDGE
BIOGAS DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK PADA
DIGESTER
SKRIPSI
OLEH:
SITI MAGHFIRAH REZKI LESTARI
1111 11 377
FAKULTAS PETERNAKAN
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2017
ii
KANDUNGAN PROTEIN KASAR DAN SERAT KASAR SLUDGE
BIOGAS DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK PADA
DIGESTER
SKRIPSI
OLEH:
SITI MAGHFIRAH REZKI LESTARI
1111 11 377
SKRIPSI SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MEMPEROLEH
GELAR SARJANA PADA FAKULTAS PETERNAKAN
UNIVERSITAS HASANUDDIN
FAKULTAS PETERNAKAN
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2017
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Segala puji bagi Allah SWT karena atas rahmat, taufiq dan hidayah-Nya,
penulis dapat menyelesaikan skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Peternakan (S.Pt). Kemudian sholawat dan salam atas Nabi yang
diutus Allah untuk menuntun semua hamba (manusia), dan keluarga serta sahabat
yang mengikuti petunjuk-Nya. Dalam penulisan skripsi ini tidak sedikit hambatan
dan kesulitan yang penulis hadapi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak akan
terselesaikan dengan baik tanpa dukungan, motivasi, nasehat dan bantuan dari
berbagai pihak.
Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada
Kedua orang tua saya ayahanda Agussalim Saleh dan ibunda Anie Asriany atas
segala perhatian dan kasih sayang, bantuan materi maupun non materi yang tak
ternilai harganya serta doa-doa yang senantiasa dipanjatkan. Dan pada kesempatan
ini pula dengan segala keihlasan dan kerendahan hati penulis juga menyampaikan
terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya
kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Syamsuddin Hasan., M.Sc selaku penasehat akademik yang
senantiasa membimbing, memberikan motivasi, nasihat dan mengarahkan
selama dalam bangku perkuliahan.
vi
2. Dr. Jamila, S.Pt., M.Si sebagai pembimbing utama dan Prof. Dr. Ir. Djasmal
A. Syamsu., M.Si selaku pembimbing anggota yang telah banyak meluangkan
waktunya untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan nasihat serta
motivasi sejak awal penelitian sampai selesainya penulisan Skripsi ini.
3. Prof. Dr. Ir. Muhammad Rusdy., M.Sc, Prof. Dr. Ir. Hj. Laily A. Rotib.,
MS, dan Dr. Ir. Hj. Rohmiyatul Islamiyati., MP selaku pembahas. Terima
kasih atas saran, nasihat-nasihat dan dukungannya kepada penulis.
4. Dekan Prof. Dr. Ir. H. Sudirman Baco, M.Sc., Wakil Dekan I dan Wakil
Dekan II serta Wakil Dekan III.
5. Prof. Dr. drh. Hj. Ratmawati Malaka, M.Sc selaku Ketua Program Studi
Peternakan Universitas Hasanuddin.
6. Ibu dan Bapak Dosen tanpa terkecuali yang telah membimbing saya selama
kuliah di Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin, Makassar.
7. Kepada Ibu dan Bapak Pegawai Fakultas Peternakan yang telah memberikan
sumbangsih ilmu, didikan dan pelayanan akademik selama penulis berada di
bangku kuliah.
8. Kepada teman penelitian, Hamsidar Yuni, Try Sukma Utamy Taufan dan
Nurhudayah yang telah banyak membantu selama berada dilapangan.
9. Kepada teman-teman Sambalado Gengs Go Ana Taeyeon , Han Tamii, Lee
Yuni, Nur gendu, Irma sibuk, Lee Min Hoo Thalib, Idhe alay, Jihad Babo,
Sukri ganteng, Radit, Heri, Yusmar, dan Ema buncit serta Sahabat saya
Anggraeni Evi Pratiwi yang mendukung dan memberikan doa, semangat,
kasih sayang, saran dan dorongan kepada penulis.
vii
10. Kawan – kawan “SOLANDEVEN” dan HIMSENA yang telah menjadi
keluarga kecil di Kampus Universitas Hasanuddin terima kasih telah menemani
penulis di saat suka maupun duka selama menempuh pendidikan di bangku
kuliah.
11. Teman-teman KKN PPM DIKTI UNHAS Kab. Pinrang Kec. Mattiro
Sompe Desa Mattongang Tongang: Tami, Riani, Nina, Ika, Fitrah,
Multazam, Ayu, Rita, Ahmad, Fian, Suaib, Abi, Rahmat, Raka, Dayat,
Khalik, Nanang, Kak April, Kak Renal dan Herdi, semoga apa yang menjadi
kebersamaan kita akan selalu ada untuk tetap menjadikan kita sebagai saudara.
12. Buat Andhika Kurniawan yang selalu menemani dan memberi semangat
dalam menyelesaikan Skripsi ini.
13. Semua pihak yang tidak dapat penulis ucapkan satu persatu yang selalu
memberikan doa kepada penulis hingga selesai penyusunan Skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan, karena itu diharapkan kritik dan saran untuk perbaikan. Semoga
Skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pembaca. Amiin
Makassar, Februari 2017
Siti Maghfirah Rezki Lestari
ABSTRAK
viii
Siti Maghfirah Rezki Lestari (I 111 11 377) Kandungan Protein Kasar dan Serat
Kasar Sludge Biogas Dengan Penambahan Bahan Organik Pada Digester. Dibawah
Bimbingan Jamila dan Djasmal A. Syamsu.
Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh feses sapi yang ditambahkan jerami
padi dan eceng gondok pada bahan isian digester tehadap kandungan protein kasar
dan serat kasar sludge biogas. Penelitian ini terdiri dari empat perlakuan yaitu :
P1(bahan isian digester feses sapi + air), P2(bahan isian digester feses sapi + jerami
padi + air), P3(bahan isian digester feses sapi + eceng gondok + air), dan P4 (bahan
isian digester feses sapi + jerami padi + eceng gondok + air). Rancangan yang
digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari 4 perlakuan dan
4 kali ulangan. Analisis statistik memperlihatkan bahwa perlakuan memberikan
pengaruh yang sangat nyata (P<0,01) terhadap kandungan protein kasar dan serat
kasar. Berdasarkan hasil penelitian disimpulkan bahwa penambahan bahan organik
pada bahan isian digester mampu meningkatkan kandungan protein kasar dan
menurunkan kandungan serat kasar sludge biogas. Penambahan eceng gondok
adalah yang terbaik dibandingkan dengan perlakuan lainnya karena mampu
meningkatkan kandungan protein kasar dan menurunkan kandungan serat kasar.
Kata Kunci : Sludge Biogas, Protein Kasar, dan Serat Kasar
ix
ABSTRACK
Siti Maghfirah Rezki Lestari (I 111 11 377) The Content of Crude Protein and
Crude Fiber of the Sludge Biogas on Digester with the Addition of Organic
Material. Under the Supervision of Jamila and Djasmai A. Syamsu.
The aimed o this stdy is to know the effect of the cow feces addtion of rice
straw and water hyacinth on digester to crude protein and crude fiber of sludge
biogas. This study consistent of four treatment, P1 (cow feces + water), P2 (cow
feces + rice straw + water), P3 (cow feces + water hyacinth + water), and P4 (cow
feces + rice straw + water hyacinth + water). The design of this study was complete
random design (RAL), consisting of respectively 4 treatment and 4 repetitions. The
statistical analysis showed that the cow feces on digester that was added with rice
straw and water hyacinth significantly affected (P < 0.01) the content of crude
protein and crude fiber of the sludge biogas. It was concluded that the addition of
the water hyacinth to the cow feces on digester increase of the content crude
protein and decreased the crude fiber of the sludge biogas. The addition of water
hyacinth increased the content of the crude protein and reduced that of the crude
fiber most compared to any other treatments.
Key words: Sludge Biogas, Crude Protein, and Crude Fiber
x
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL .................................................................................... i
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ ii
PERNYATAAN KEASLIAN .......................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iv
KATA PENGANTAR ..................................................................................... v
ABSTRAK ....................................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv
PENDAHULUAN
Latar Belakang .......................................................................................... 1
Perumusan Masalah .................................................................................. 2
Tujuan dan Kegunaan ............................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA
Gambaran Umum Biogas .......................................................................... 4
Komposisi Biogas dan Kualitasnya .......................................................... 5
Limbah Feses Ternak Sebagai Penghasil Biogas ...................................... 6
Proses Pembentukkan Biogas dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya 7
Kandungan Nutrisi Sludge Biogas ............................................................ 9
Bahan Isian Digester ................................................................................. 10
Manfaat Protein Kasar dan Serat Kasar dalam Pakan ............................... 14
Hipotesis ................................................................................................... 16
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................... 17
Materi Penelitian ....................................................................................... 17
Metode Penelitian ..................................................................................... 17
Prosedur Pembuatan Sludge Biogas ........................................................ 18
Analisis Bahan Kering .............................................................................. 19
Parameter Yang Diamati ........................................................................... 20
Analisis Statistik ....................................................................................... 22
Halaman
xi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Bahan Isian Digester Terhadap Kandungan Protein Kasar
Sludge Biogas. ........................................................................................... 23
Pengaruh Bahan Isian Digester Terhadap Kandungan Serat Kasar
Sludge Biogas ............................................................................................ 24
PENUTUP
Kesimpulan ............................................................................................... 27
Saran ......................................................................................................... 27
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 28
LAMPIRAN ..................................................................................................... 31
xii
DAFTAR TABEL
No. Halaman
Teks
1. Komponen Penyusun Biogas ............................................................... 6
2. Potensi Kotoran yang Dapat Memproduksi Biogas ............................ 6
3. Produksi Biogas Beberapa Kotoran Ternak ........................................ 7
4. Komposisi Biogas Kotoran Sapi dan campuran Kotoran Ternak
dengan Sisa Pertanian .......................................................................... 11
5. Kandungan Nutrisi Jerami Padi yang Difermentasi dan Tanpa
Fermentasi ........................................................................................... 12
6. Komposisi Nutrisi Eceng Gondok ...................................................... 14
xiii
DAFTAR GAMBAR
No. Halaman
Teks
1. Diagram Alur Pembentukan Biogas ......................................................... 9
2. Jerami Padi ............................................................................................... 12
3. Eceng Gondok .......................................................................................... 13
4. Rataan Kandungan Protein Kasar pada Perlakuan P1 (Feses Sapi),
P2 (Feses Sapi + Jerami Padi), P3 (Feses Sapi + Eceng Gondok),
P4 (Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng Gondok) ...................................... 23
5. Rataan Kandungan Serat Kasar pada Perlakuan P1 (Feses Sapi),
P2 (Feses Sapi + Jerami Padi), P3 (Feses Sapi + Eceng Gondok),
P4 (Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng Gondok) ...................................... 25
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
No. Halaman
Teks
1. Persentasi Perbandingan Feses Sapi, Bahan Organik dan Air
Pada Sludge Biogas Berdasarkan Bahan Kering 12% .......................... 32
2. Rataan Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge
Biogas Dengan Penambahan Bahan Organik Pada Digester ................ 33
3. Hasil Analisis Sidik Ragam Kandungan Protein Kasar dan Serat
Kasar Sludge Biogas ............................................................................. 34
4. Hasil Analisis Statistik Uji Duncan Kandungan Protein Kasar
dan Serat Kasar Sludge Biogas ............................................................ 38
5. Dokumentasi ......................................................................................... 40
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Biogas merupakan sumber energi alternatif yang dapat diperbarui sehingga
berguna untuk membantu dalam mengatasi kebutuhan dan kelangkaan energi.
Pemanfaatan biogas sebagai sumber energi juga dapat mengurangi masalah
lingkungan, karena biogas menghasilkan gas metana dan gas karbondioksida yang
jika tidak digunakan sebagai sumber energi justru menyebabkan efek pemanasan
global (Global Warming) (Gomez et al, 2006).
Kotoran ternak merupakan bahan baku sumber biogas yang tersedia dalam
jumlah banyak dan pemanfaatannya belum optimal. Hampir semua jenis kotoran
ternak dapat dijadikan bahan baku menghasilkan biogas, karena faktor jumlah dan
ketersediaan secara terus-menerus yang dapat dimanfaatkan. Limbah peternakan
seperti feses, urin dan sisa pakan ternak sapi merupakan salah satu sumber bahan
yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas. Namun di sisi lain
perkembangan/pertumbuhan industri peternakan menimbulkan masalah bagi
lingkungan seperti menumpuknya limbah peternakan termasuknya didalamnya
limbah feses sapi, sehingga perlu dijadikan sebagai bahan isian digester untuk
mengoptimalkan pemanfaatannya.
Biogas dapat diperoleh dari kotoran cair dari peternakan ayam, sapi,
babi, sampah organik dari pasar, industri makanan dan limbah buangan lainnya.
Produksi biogas memungkinkan pertanian berkelanjutan dengan sistem proses
terbarukan dan ramah lingkungan. Selain kotoran ternak bahan organik lain yang
dapat dimanfaatkan untuk biogas adalah eceng gondok dan jerami padi. Limbah
2
dari biogas yang biasa disebut sludge atau slurry dapat dimanfaatkan sebagai pupuk
untuk tanaman yang mempunyai manfaat yang sama dengan pupuk kandang, selain
itu pemanfaatan lainnya yaitu penggunaan sludge atau slurry sebagai bahan
tambahan pakan ternak dan pupuk organik, walaupun bentuknya berupa lumpur.
Menurut Oman (2003), kandungan unsur hara dalam sludge biogas terbilang
lengkap tetapi jumlahnya sedikit sehingga perlu ditingkatkan kualitasnya dengan
penambahan bahan lain yang mengandung unsur hara makro dan penambahan
mikroorganisme yang menguntungkan seperti mikroba penambah nitrogen. Sludge
juga mengandung lebih sedikit bakteri pathogen sehingga aman untuk digunakan
sebagai pupuk. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian pengaruh penambahan
bahan organik pada digester terhadap kandungan protein kasar dan serat kasar
sludge biogas.
Perumusan Masalah
Proses akhir dari pembuatan biogas menghasilkan limbah berupa lumpur
(sludge) yang penggunaannya digunakan hanya sebagai kompos dan pupuk yang
langsung diaplikasikan pada lahan pertanian, sehingga perlu dilakukan analisis
untuk mengetahui kandungan nutrisi yang terkandung dalam sludge yang berasal
dari beberapa bahan biogas seperti feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan
eceng gondok. Penambahan jerami padi dan eceng gondok sebagai bahan isian
digester karena jerami padi mengandung serat kasar antara 35 - 40% dan protein
lebih dari 9% (Syamsu, 2006), sedangkan eceng gondok memiliki kandungan
protein lebih dari 11,5% (Muladi, 2001). Sehingga penting dilakukan penelitian
3
untuk mengetahui kandungan protein kasar dan serat kasar sludge biogas dari bahan
isian digester feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok.
Tujuan dan Kegunaan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh feses sapi yang
ditambahkan jerami padi dan eceng gondok pada bahan isian digester terhadap
kandungan protein kasar dan serat kasar sludge biogas.
Kegunaan dari penelitian ini sebagai bahan infomasi mengenai bahan isian
digester biogas dari feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok
terhadap kandungan protein kasar dan serat kasar yang terdapat pada sludge biogas.
4
TINJAUAN PUSTAKA
Gambaran Umum Biogas
Biogas adalah kumpulan gas yang timbul dari proses fermentasi bahan-
bahan organik yang dapat dicerna oleh mikroorganisme dalam keadaaan anaerob
(Samiadi, 2003). Pada umumnya biogas terdiri atas gas metana (CH4) 50 - 70%, gas
karbon dioksiada (CO2) 30 - 40%, hidrogen (H2) 5 - 10% dan gas-gas lainnya dalam
jumlah yang sedikit. Biogas kira-kira memiliki berat 20% lebih ringan
dibandingkan udara (Wahyuni, 2009).
Menurut Sesse dan Borda (1988), biogas merupakan gas campuran
metana (CH4), karbondioksida (CO2) dan gas lainnya yang di dapat dari hasil
penguraian bahan organik (seperti kotoran hewan, kotoran manusia, dan tumbuhan)
oleh bakteri metanogen. Untuk menghasilkan biogas, bahan organik yang
dibutuhkan ditampung dalam bio-digester. Proses penguraian bahan organik
terjadi secara anaerob (tanpa oksigen). Gas yang berasal dari berbagai macam
limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat
dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik (Pambudi, 2008).
Menurut Kadarwati (2007), bahwa proses degradasi limbah pertanian,
kotoran hewan dan manusia yang dicampur dengan air dan ditempatkan dalam
tempat yang tertutup sehingga dalam kondisi anaerob akan membentuk biogas.
Keadaan anaerob ini dapat terjadi secara alami. Untupk mendapatkan kondisi
anaerob yang lebih baik dengan hasil biogas yang lebih banyak, perlu dilakukan
secara bantuan yaitu dalam suatu digester atau unit pencerna biogas.
5
Komposisi Biogas dan Kualitasnya
Menurut Price and Cheremisinoff (1981), biogas dihasilkan melalui proses
fermentasi limbah organik seperti kotoran hewan. Adapun unsur-unsur yang
terkandung dalam biogas yaitu gas metana (CH4), gas karbon dioksida (CO2), gas
oksigen (O2), gas hidrogen sulfida (H2S), gas hidrogen (H2) dan gaskarbon
monoksida (CO). Komposisi biogas yang dihasilkan sangat tergantung pada jenis
bahan baku yang digunakan (Wellinger and Lindenberg, 2000).
Biogas merupakan campuran dari berbagai jenis gas yang mempunyai
kandungan metana dengan produksi terbesar, nilai kalor gas metana (100%) adalah
8.900 kkal/m3 (Iksan dkk, 1986). Karakteristik biogas adalah (a) biogas kira-kira
memiliki berat 20% lebih ringan dibandingkan udara dan memiliki suhu
pembakaran antara 650° sampai 750°C, (b) biogas tidak berbau dan berwarna yang
apabila dibakar akan menghasilakn nyala api biru cerah seperti gas LPG, (c) nilai
kalor gas metana adalah 20 MJ/m3 dengan efisiensi pembakaran 60% pada
konvensional kompor biogas, nilai kalor rendah (LHV) (CH4) yaitu 50,1 MJ/kg dan
(d) densitas (CH4) yaitu 0,717 kg/m3 (Teguh dan Asori, 2009).
Biogas dihasilkan apabila bahan-bahan organik terurai menjadi senyawa-
senyawa pembentuknya dalam keadaan tanpa oksigen (anaerob). Proses fermentasi
adalah penguraian bahan-bahan organik dengan bantuan mikroorganisme.
Fermentasi anaerob dapat menghasilkan gas yang mengandung sedikitnya 50%
metana (Firdaus, 2009). Komponen penyusun biogas dapat dilihat pada Tabel 1
sebagai berikut :
6
Tabel 1. Komponen Penyusun Biogas
Jenis Gas Jumlah (%)
Methan (CH4)
Karbondioksida (CO2)
Air (H2O)
Hidrogen Sulfide (H2S)
Nitrogen (N2)
Hidrogen
54 -70
27 – 45
0,3
Sedikit sekali
0,5 – 3
5 – 10
Sumber : Firdaus, 2009
Limbah Feses Ternak Sebagai Penghasil Biogas
Kotoran ternak yang telah dicampur air atau isian (slurry) di masukkan
kedalam alat pembuat biogas maka akan terjadi proses pembusukan yang terdiri
dari dua tahap, yaitu proses aerobik dan anaerobik. Pada proses aerobik diperlukan
oksigen dan hasil prosesnya berupa karbon dioksida (CO2). Proses ini berakhir
setelah oksigen dalam digester biogas habis. Selanjutnya proses pembusukan
berlanjut pada tahap anaerobik dan menghasilkan gas metan yang biasa disebut
biogas (Setiawan, 2004). Potensi kotoran yang dapat memproduksi biogas dari
berbagai sumber kotoran dapat dilihat pada Tabel 2 sebagai berikut :
Tabel 2. Potensi Kotoran yang dapat memproduksi biogas
Tipe Kotoran Produksi Gas
Kotoran (m3)
Sapi
Babi
Peternakan Ayam
Manusia
0,023 – 0,40
0,040 – 0,059
0,065 – 0,116
0,020 - 0,028
Sumber : Teguh dan Asori, 2009.
Produksi biogas bervariasi tergantung dari jenis ternak. Produksi dari
kotoran ternak dapat dilihat pada Tabel 3 sebagai berikut:
7
Tabel 3. Produksi Biogas Beberapa Kotoran Ternak
Jenis kotoran
ternak
Kotoran Basah
ysng dihasilkan
Kg/Ekor
Gas metan yang
dihasilkan tiap
ekor/liter
Gas bio yang
dihasilkan tiap
ekor/liter
Sapi pedaging
Sapi perah
Babi
Ayam
33-40
20-24
4.5
0,125
960-1200
700-850
220-290
33-37
1600-2000
1200-1400
370-490
55-62
Sumber: Setiawan, 2004.
Limbah yang berupa feses, urine dan sisa pakan bisa dimanfaatkan sebagai
bahan baku pembuatan kebutuhan hidup, dari pupuk organik hingga menjadi
penghasil energi seperti biogas. Kotoran ternak terutama feses dan urine ternak
merupakan bahan yang paling umum digunakan sebagai bahan penghasil biogas
(Simamora dkk, 2006).
Proses Pembentukan Biogas dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya
Pada prinsipnya teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan
proses fermentasi dari sampah organik secara anaerobik oleh bakteri metan
sehingga dihasilkan gas metan (Nandiyanto, 2007). Suhu yang baik untuk proses
fermentasi adalah 30-55oC. Pada suhu tersebut mikroorganisme dapat bekerja
secara optimal merombak bahan-bahan organik (Simamora dkk, 2006).
Menurut Haryati (2006), proses pencernaan anaerobik merupakan dari
reaktor biogas yaitu proses pemecahan bahan organik oleh bakteri metanogenik dan
bakteri asidogenik pada kondisi tanpa udara. Bakteri ini secara alami terdapat dalam
limbah yang mengandung bahan organik, seperti kotoran ternak. Bahan organik
yang bisa digunakan sebagai bahan baku industri ini adalah sampah organik limbah
8
yang sebagian besar terdiri dari kotoran dan potongan-potongan kecil sisa-sisa
tanaman, seperti jerami dan sebagainya serta air yang cukup banyak.
Menurut Wibowo (2012), ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam
proses pembentukan biogas, yaitu (a) Kelompok bakteri fermentatif: Steptococci,
Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae, (b) Kelompok bakteri
asetogenik: Desulfovibrio, dan (c) Kelompok bakteri metana: Mathanobacterium,
Mathanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus.
Dalam reaktor biogas terdapat dua jenis bakteri yang sangat berperan, yakni
bakteri asam dan bakteri methan. Kedua jenis bakteri ini perlu dalam jumlah yang
berimbang. Kegagalan reaktor biogas dapat dikarenakan tidak seimbangnya
populasi bakteri methan terhadap bakteri asam yang menyebabkan lingkungan
menjadi sangat asam (pH<7) yang selanjutnya menghambat kelangsungan hidup
bakteri methan. Keasaman substrat biogas dianjurkan untuk berada pada rentang
pH 6,5 – 8. Bakteri methan ini juga cukup sensitif dengan temperatur. Temperatur
35˚C diyakini sebagai termperatur optimum untuk perkembangbiakan bakteri
metan. Salah satu cara menetukan bahan organik yang sesuai untuk menjadi bahan
masukan sistem biogas adalah dengan mengetahui perbandingan karbon (C) dan
nitrogen (N) atau disebut rasio C/N (Junus, 1987).
Secara garis besar reaksi kimia proses dekomposisi anaerobik pembentukan
biogas, dengan komposisi utamanya adalah gas metan yang dapat dibagi menjadi
tiga tahap proses yaitu (a) Tahap pelarutan bahan-bahan organik, bahan padat yang
mudah larut atau yang sukar larut akan berubah menjadi senyawa organik yang
larut, (b) Tahap asidifikasi atau pengasaman, merupakan tahap terbentuknya asam-
9
asam organik dan pertumbuhan atau perkembangan sel bakteri dan (c) Tahap
metagonik, merupakan tahap dominasi perkembangan sel mikroorganisme dengan
spesies tertentu yang menghasilkan metan (Simamora dkk, 2006).
Diagram alur proses pembentukan biogas melalui 3 tahap, dapat dilihat pada
gambar 1 sebagai berikut (Haryati, 2006) :
Gambar 1. Diagram Alur Pembentukan Biogas
Kandungan Nutrisi Sludge Biogas
Sludge adalah limbah dari pembuangan digester biogas yang berbentuk
lumpur. Sludge biasa disebut bio-slurry karena bentuknya yang bersifat lumpur dan
sulit dipisahkan (Oman, 2003). Kotoran ternak yang telah hilang gasnya (sludge)
merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan
oleh tanaman seperti N, P dan K (Haryati, 2006).
Menurut Williams and Sandra (2011), Sludge biogas memiliki karakteristik
yaitu bervariasi sesuai dengan bahan masukan dan kondisi tindakan, bahan kering
rendah (biasanya antara 1-8% padatan), kadar air yang tinggi (92-99% cairan),
10
materi tercerna misalnya lignin dan puing-puing sel, dan memiliki nutrisi
anorganik.
Sludge biogas dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak, limbah ternak kaya
akan nutrient seperti protein, lemak BETN, vitamin, mineral, mikroba dan zat
lainnya (Prior et al, 1986). Sludge biogas dapat digunakan sebagai pupuk untuk
tanaman yang bermanfaat sama dengan pupuk kandang yang terdiri dari pupuk
padat dan pupuk cair namun sebelum penggunaan sebagai pupuk harus melalui
proses pengolahan terlebih dahulu. Jika dipergunakan sebagai pupuk padat
sebaiknya sludge biogas melalui proses pengeringan terlebih dahulu selama ±14
hari tanpa terkena sinar matahari langsung. Penggunaannya biasa juga
dikombinasikan dengan pupuk lain misalnya urea (Setiawan, 2004).
Bahan Isian Digester
Feses Sapi
Kotoran sapi adalah limbah peternakan yang merupakan buangan dari usaha
peternakan sapi yang bersifat padat dan dalam proses pembuangannya sering
bercampur dengan urine dan gas seperti metana dan amoniak. Kandungan unsur
hara dalam kotoran sapi antara lain nitrogen (0,29 %), P2O5 (0,17 %), dan K2O
(0,35%) (Setiawan, 2004).
Komposisi biogas kotoran sapi dan campuran kotoran ternak dengan sisa
pertanian dapat dilihat pada Tabel 4 sebagai berikut :
Tabel 4. Komposisi Biogas Kotoran Sapi dan Campuran Kotoran Ternak
dengan Sisa Pertanian
Jenis Gas Biogas
11
Kotoran Sapi Campuran Kotoran Ternak
dan Sisa Pertanian
Methan (CH4)
Karbon dioksida (CO2)
Nitrogen (N2)
Karbon monoksida (CO)
Oksigen (O)
Propena (C3H8)
Hidrogen Sulfida (H2S)
Nilai Kalor (kkal/m3)
65,7
27,0
2,3
0
0,1
0,7
-
6513
54 – 70
45 – 27
0,5 – 3,0
0,1
6,0
-
Sedikit
4800 – 6700
Sumber : Setiawan, 2004.
Sapi memiliki sistem pencernaan khusus yang menggunakan
mikroorganisme dalam sistem pencernaan yang berfungsi untuk mencerna selulosa
dan lignin dari rumput berserat tinggi. Oleh karena itu, pupuk sapi kandang
memiliki kandungan selulosa yang tinggi sehingga nilai kalor yang dihasilkan oleh
biogaspun cukup tinggi, yaitu kisaran 4800-6700 kkal/m3, untuk metana murni
(100%) memiliki nilai kalori 8900 kkL/m3 (Ristianingrum, 2012).
Jerami Padi
Jerami padi mengandung 37.71% selulosa; 21,99% hemiselulosa; 16.62%
lignin (Dewi, 2002). Selulosa dan Hemiselulosa dapat dihidrolisis menjadi senyawa
yang lebih sederhana. Hasil hidrolisis tersebut selanjutnya dapat difermentasi
menjadi ethanol atau metana (Prajayana dkk, 2011).
12
Gambar 2. Jerami Padi
Fermentasi biogas dapat dibuat dari berbagai residu tanaman dan sumber
bahan organik, termasuk jerami dan dari setiap kg jerami dihasilkan 0,25 m3 gas
metan dan residunya mengandung 38%. Jerami padi relatif sulit terkomposisi,
hanya 9-16% dari produksi total terjadi dalam periode yang sama dan pada suhu
yang sama. Untuk mempercepat produksi gas sebaiknya jerami padi dikomposkan
terlebih dahulu (Kota, 2009).
Kandungan nutrisi jerami padi yang difermentasi dan tanpa fermentasi dapat
dilihat pada Tabel 5, sebagai berikut :
Tabel 5. Kandungan Nutrisi Jerami Padi yang Difermentasi dan Tanpa
Fermentasi.
Tanpa Fermentasi Fermentasi
Protein Kasar
Serat Kasar
Lemak Kasar
Sellulosa
Lignin
Abu
4,31
40,3
1,4
33
7,21
20,07
9,11
36,52
1,7
26,54
4,1
19,91
Sumber : Syamsu, 2006
13
Eceng Gondok
Eceng gondok (Eichornia crassipes) merupakan tumbuhan yang hidup
mengapung di air dan kadang-kadang berakar dalam tanah. Eceng gondok memiliki
kemampuan tumbuh yang sangat cepat, terutama pada perairan yang mengandung
banyak nutrient (Indriyanto, 2007).
Gambar 3. Eceng Gondok
Menurut Soetikno dan Sastroutomo (1990), taksonomi eceng gondok
sebagai berikut :
Divisi : Magnoliophyta
Kelas : Liliopsida
Ordo : Commelinales
Famili : Pontederiaceae
Genus : Eichornia kunth
Spesies : Eichornia crassipes
Pemanfaatan eceng gondok sebagai bahan baku biogas dikarenakan
memiliki kandungan 43% hemiselulosa dan selulosa sebesar 17%. Hemiselulosa
akan dihidrolisis menjadi glukosa oleh bakteri melalui proses anaerobic digestion,
yang akan menghasilkan gas metan (CH4) dan karbondioksida (CO2) sebagai biogas
(Indriyanto, 2007).
14
Tumbuhan mempunyai sifat-sifat yang baik antara lain, mengandung
protein lebih dari 11,5% dan mengandung selulosa yang lebih tinggi besar dari non
selulosanya seperti lignin, abu, lemak, dan zat-zat lain (Muladi, 2001). Eceng
gondok mengandung 95% air yang menjadikannya terdiri jaringan yang berongga
mempunyai energi yang tinggi terdiri dari bahan yang dapat difermentasikan dan
berpotensi sangat besar menghasilkan biogas. Komposisi nutrisi eceng gondok
dapat dilihat pada Tabel 6, sebagai berikut :
Tabel 6. Komposisi Nutrisi Eceng Gondok
Macam Analisis % Berat Kering
Kadar air 1)
Kadar abu 1)
Kadar lemak kasar 1)
Kadar serat kasar 1)
Kadar protein kasar 1)
NDF 1)
ADF 1)
Lignin 1)
14.6737
14.4741
3.0330
29.1376
12.5475
54.5456
24.4633
9.3378
Sumber : 1). Astuti dkk, 2013.
Manfaat Protein Kasar dan Serat kasar dalam Pakan
Sludge biogas merupakan potensi untuk dijadikan bahan baku dalam
penyusunan ransum pada ternak, namun penggunaannya masih terbatas. Hal
demikian disebabkan karena sludge memiliki keterbatasan yaitu kandungan serat
kasar yang cukup tinggi. Pada umumnya bahan pakan yang mengandung serat kasar
yang tinggi memiliki nilai kecernaan yang rendah, sehingga penggunaan sludge
sebagai pakan dalam ransum menjadi terbatas. Penggunaan serat kasar yang tinggi,
selain dapat menurunkan komponen yang mudah dicerna juga menyebabkan
15
penurunan aktivitas enzim pemecah zat-zat makanan, seperti enzim yang
membantu pencernaan karbohidrat, protein dan lemak (Junus, 2006).
Protein merupakan sumber asam amino yang terdiri dari unsur C, H, O, dan
N. Protein berfungsi sebagai zat pembangun jaringan-jaringan baru, pengatur
proses metabolisme tubuh dan sebagai bahan bakar apabila keperluan energi tubuh
tidak terpenuhi oleh lemak dan karbohidrat (Winarno 1986). Protein tersusun dari
berbagai asam amino yang masing-masing dihubungkan dengan ikatan peptida.
Peptida adalah jenis ikatan kovalen yang menghubungkan suatu gugus karboksil
satu asam amino dengan gugus amino asam amino lainnya sehingga terbentuk suatu
polimer asam amino (Toha, 2001).
Serat kasar adalah bagian dari pangan yang tidak dapat terhidrolisis oleh
bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menentukan kadar serat kasar yaitu asam
sulfat (H2SO4 1,25%) dan natrium hidroksida (NaOH 1,25%). Serat kasar
merupakan bagian dari karbohidrat dan didefinisikan sebagai fraksi yang tersisa
setelah didigesti dengan larutan asam sulfat standar dan sodium hidroksida pada
kondisi yang terkontrol. Pengukuran serat kasar dapat dilakukan dengan
menghilangkan semua bahan yang larut dalam asam dengan pendidihan dalam
asam sulfat (Piliang dan Djojosoebagio, 2002). Daya cerna serat kasar dipengaruhi
oleh beberapa faktor antara lain kadar serat dalam pakan, komposisi penyusun serat
kasar dan aktivitas mikroorganisme (Maynard et al, 2005).
Kandungan protein erat hubungannya dengan kandungan serat kasar.
Makin tinggi kandungan protein dari jenis bahan pakan yang sama, makin rendah
kandungan serat kasarnya. Bahan yang mengandung protein juga lebih mudah
16
dicerna dibandingkan dengan bahan yang mengandung karbohidrat kasar. Bila
proteinnya tinggi maka kandungan serat kasaranya rendah dan lebih mudah dicerna.
Secara umum, protein lebih mudah dicerna dibandingkan dengan bahan yang lebih
banyak mengandung serat kasar dan lebih rendah proteinnya (Amrullah, 2003).
Hipotesis
Diduga bahwa komposisi bahan isian digester feses sapi yang ditambahkan
bahan organik seperti jerami padi dan eceng gondok dapat meningkatkan
kandungan protein kasar dan menurunkan serat kasar sludge biogas.
17
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni sampai Oktober 2016. Penelitian
terrdiri dari dua tahap, pada tahap pertama pembuatan biogas skala laboratorium di
Laboratorium Valorisasi Pakan dan Limbah. Tahap kedua menganalisis kandungan
protein kasar dan serat kasar sludge biogas di Laboratorium Kimia Makanan Ternak
Fakultas Peternakan Universitas Hasanuddin Makassar.
Materi Penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini meliputi erlenmeyer 900 ml
sebagai digester, jergen, selang, gelas ukur, shaker, cawan porselin, neraca analitik,
labu khedjal 100 ml, labu ukur 100 ml, labu destilasi, alat destilasi, alat titrasi, alat
destruksi (lemari asam), erlenmeyer, sintered glass no. 1, pompa vakum, alat
refluks, tanur, oven, desikator, gegep, tabung reaksi, gelas piala, rak tabung, pipet,
labu penampung dan penangas listrik.
Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu feses sapi, air, eceng
gondok, jerami padi, sampel penelitian, H2SO4 pekat, selenium mix, aquades,
indikator mix, H3BO2 2%, larutan H2SO4 0,0171 N, NaOH 30%, H2SO4 0,3 N,
NaOH 1,5 N, 50oCC air panas, aceton, dan kertas label.
Metode Penelitian
Rancangan percobaan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan 4 kali ulangan sebagai
berikut :
18
P1 = Bahan Isian Digester Feses Sapi + Air (1 : 1)
P2 = Bahan Isian Digester Feses Sapi + Jerami Padi + Air (1 : 1 : 2)
P3 = Bahan Isian Digester Feses Sapi + Eceng Gondok + Air (1 : 1 : 2)
P4 = Bahan Isian Digester Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng Gondok + Air
(1 : 1 : 1 : 3)
Prosedur Pembuatan Sludge Biogas
Proses pembuatan biogas pada penelitian ini menggunakan Botol Reagen
(1000 ml) sebagai digester. Feses sapi, eceng gondok, jerami padi dan air dicampur
sesuai perlakuan dengan perbandingan yang telah ditentukan (lampiran 1) didalam
baskom lalu diaduk sampai homogen kemudian dimasukkan kedalam digester lalu
ditutup rapat setelah itu diletakkan diatas Shaker dengan suhu 37oC, kemudian
selang yang berada pada botol digester disambung ke jergen yang berisi air untuk
menentukkan volume gas biogas yang dihasilkan. Setelah 21 hari, selanjutnya
digester dibuka dan bahan isian tersebut diambil untuk dianalisis kandungan protein
kasar dan serat kasar.
Penentuan perbandingan feses sapi, bahan organik dan air dalam digester
dihitung berdasarkan bahan kering (Saubolle, 1978), dengan menggunakan rumus
sebagai berikut :
Ukuran digester x A
= a
100%
a x 100%
= b
BK sampel
Ukuran digester – b = c
19
Keterangan :
A = presentasi campuran yang diinginkan (12%)
a = hasil perhitungan awal
b = jumlah banyaknya bahan (g)
c = jumlah banyaknya air yang dicampurkan dengan bahan
Analisis Bahan Kering
Untuk menentukan kadar bahan kering, maka terlebih dahulu dilakukan
analisa kadar air dari bahan isian digester, adapun metode kerjanya dimulai dari
memanaskan cawan porselin yang bersih di dalam oven pada suhu 105oC selama
24 jam kemudian didinginkan kedalam desikator selama 30 menit dan ditimbang (a
gram). Setelah itu, sampel sebanyak ± 1 gram di masukkan kedalam cawan porselin
dan ditimbang bersama-sama (b gram). Kemudian, sampel dikeringkan dalam oven
pada suhu 105oC selama 24 jam dan setelah kering didinginkan dalam desikator dan
ditimbang kembali (c gram).
Hasil pengamatan dihitung berdasarkan rumus, sebagai berikut :
c – a
Kadar Air = x 100%
b
Kadar Bahan kering = 100 % - Kadar Air
Keterangan :
a = berat cawan kosong (a gram)
b = berat cawan + sampel sebelum dioven (b gram)
c = berat cawan + sampel setelah dioven (c gram)
20
Parameter yang Diamati
Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah kandungan protein kasar
dan serat kasar :
1. Analisis Protein Kasar (PK) melalui metode Kjeldhal (AOAC, 1980)
Prinsipnya adalah sampel ditimbang sebanyak ± 0,5 gram, kemudian
dimasukkan kedalam labu kjeidahl 100 ml. Ditambahkan 1 gram campuran
selenium dan 25 ml H2SO4 pekat (teknis) dan dikocok hingga seluruh sampel
terbasahi oleh H2SO4 kemudian didestruksi (kedalam lemari asam) diatas alat
penangas listrik hingga jernih hingga larutan menjadi jernih dan berwarna hijau
kekuning-kuningan. Selanjutnya sampel didinginkan dan dituang dalam labu
ukur 100 ml dan dibilas dengan aquades selanjutnya diencerkan dengan aquades
sampai tanda garis. Kemudian memipet sampai 5 ml ke dalam labu destilasi
dan ditambahkan dengan 15 ml larutan NaOH 30% dan 100 ml aquades.
Kemudian labu penampung yang terdiri dari 10 ml H3BO3 2% ditambah dengan
3 tetes inidkator campuran dalam Erlenmeyer 100 ml. Suling hingga volume
penampung menjadi 50 ml. Bilas ujung penyuling dengan air suling kemudian
penampung bersama isinya dititrasi dengan larutan H2SO4 0,0171 N sampai
terjadi perumbahan warna yang ditandai dengan terjadinya perubahan pada labu
penampung N
Kadar protein kasar dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai
berikut :
Kadar Protein Kasar = V x N x 0,014 x 6,25 x P x 100%
Berat Sampel (gram)
21
Keterangan :
V = Volume Titrasi Sampel
N = Nomalitas H2SO4
P = Faktor Pengencer
6,25 = Faktor Konversi Protein
0,014 = Berat Atom Nitrogen
2. Analisis Serat Kasar (SK)
Analisis serat kasar dengan cara sampel sebanyak 1 gr sampel
ditimbang, kemudian dimasukkan kedalam labu Erlenmeyer 500 ml dan
ditambahkan 30 ml H2SO4 0,3 N direfluks selama 30 menit. Ditambahkan 15
ml NaOH 1,5 N kemudian direfluks selama 30 menit dan disaring dengan
menggunakan sintered glass no. 1 sambil diisap dengan pompa vakum. Lalu
dicuci dengan menggunakan 50 cc air panas, 20 ml H2SO4 0,3 N, 50 ccc air
panas dan 15 aceton. Kemudian dikeringkn didalam oven pada suhu 105oC
selama 8 jam lalu didinginkan dalam desikator selama 30 menit kemudian
ditimbang (a gram). Kemudian ditanur selama 3 jam lalu dimasukkan kedalam
desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (b gram).
Kadar serat kasar dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai
berikut :
a - b
Kadar Serat Kasar = x 100%
Berat sampel
Keterangan :
a = berat sampel setelah oven
b = berat sampel setelah tanur
22
Analisis Statistik
Data yang diperoleh adalah dengan menggunakan Rancangan Acak
Lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan 4 kali ulangan. Perlakuan yang
berpengaruh nyata, dilanjutkan dengan Uji Duncan (Gasperz, 1991). Dengan rumus
matematika sebagai berikut :
Yij = µ + τi + ɛij
Keterangan :
Yij = Hasil pengamatan dari perlakuan ke – i dengan ulangan j
µ = Rata-rata umum (nilai tengah pengamatan)
τi = Pengaruh perlakuan ke – i (i = 1, 2, 3, 4)
ɛij = Galat percobaan dari perlakuan ke-i pada pengamatan ke-j (j = 1, 2, 3, 4)
23
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Bahan Isian Digester Terhadap Kandungan Protein Kasar Sludge
Biogas
Protein merupakan zat organik yang tersusun dari unsur karbon, nitrogen,
oksigen dan hidrogen (Winarno, 1986). Kandungan protein kasar sludge biogas
bahan isian digester feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok
dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Rataan Kandungan Protein Kasar pada Perlakuan P1 (Feses Sapi), P2 (Feses Sapi +
Jerami Padi), P3 (Feses Sapi + Eceng Gondok), P4 (Feses Sapi + Jerami Padi + Eceng
Gondok)
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan
memberikan pengaruh yang sangat nyata (P<0,01) terhadap kandungan protein
kasar. Uji Duncan menunjukkan bahwa perlakuan P3 (Feses sapi + Eceng Gondok)
berbeda dengan P1, P2 dan P4 (Lampiran 2), sedangkan pada perlakuan P1 dan P4
tidak berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan eceng gondok pada
digester sebagai bahan isian lebih baik jika dibandingkan dengan jerami padi, ini
disebabkan karena kandungan protein kasar eceng gondok lebih banyak dari jerami
padi. Menurut Astuti, dkk (2013) menyatakan bahwa kandungan protein kasar
11.08 10.57
12.8411.59
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
P1 P2 P3 P4
PROTEIN KASAR %
24
eceng gondok 12,55%. Sedangkan menurut Syamsu (2006) menyatakan bahwa
kandungan protein kasar eceng gondok tanpa fermentasi 4,31% dan fermentasi
9,11%.
Pada Gambar 4, terlihat bahwa kandungan protein kasar pada perlakuan P3
lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Hal ini memberikan indikasi
bahwa penambahan eceng gondok pada feses sapi mampu meningkatkan
kandungan protein kasar sludge biogas dibandingkan jika tanpa penambahan jerami
padi dan eceng gondok. Tingginya kandungan protein kasar dalam sludge biogas
yang ditambahkan bahan organik disebabkan karena bahan organik yang
ditambahkan merupakan bahan makanan yang dibutuhkan mikroorganisme
pembentuk gas sehingga dapat mempengaruhi kandungan protein kasar sludge
biogas. Ini juga menunjukkan bahwa proses fermentasi dalam digester mampu
meningkatkan kandungan protein kasar bahan organik dan jerami padi.
Pengaruh Bahan Isian Digester Terhadap Kandungan Serat Kasar Sludge
Biogas
Serat kasar adalah bagian dari pangan yang tidak dapat terhidrolisis oleh
bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menentukan kadar serat kasar yaitu asam
sulfat (H2SO4 1,25%) dan natrium hidroksida (NaOH 1,25%) (Piliang dan
Djojosoebagio, 2002). Kandungan serat kasar sludge biogas bahan isian digester
feses sapi yang ditambahkan jerami padi dan eceng gondok dapat dilihat pada
Gambar 5.
25
Gambar 5. Rataan Kandungan Serat Kasar pada Perlakuan P1 (Feses Sapi), P2 (Feses Sapi +
Jerami Padi), P3 (Feses Sapi + Eceng Gondok), P4 (Feses Sapi + Jerami Padi +
Eceng Gondok)
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa sludge biogas dari bahan
isian digester yang ditambahkan bahan organik berpengaruh sangat nyata (P<0,01)
terhadap kandungan serat kasar. Uji Duncan menunjukkan bahwa ada perbedaan
yang nyata antara P1, P2, P3 dan P4 (Lampiran 2). Hal ini menunjukkan bahwa
penambahan bahan organik pada digester mampu menurunkan kandungan serat
kasar sludge biogas. Hal ini disebabkan rendahnya kandungan serat kasar pada
eceng gondok. Hal ini sesuai pendapat Astuti, dkk (2013) bahwa kandungan serat
kasar pada eceng gondok yaitu 29,14%.
Gambar 5 menunjukkan bahwa perlakuan yang terendah adalah P3 (feses
sapi + eceng gondok). Hal ini menujukkan bahwa penambahan eceng gondok pada
digester mampu meningkatkan kualitas sludge biogas karena semakin menurunnya
kandungan serat kasar maka semakin bagus kualitas suatu bahan pakan. Hal ini
sesuai pendapat Maynard, dkk (2005) menyatakan bahwa kadar serat kasar terlalu
tinggi dapat mengganggu pencernaan zat lain.
39.00
34.76
32.95
36.92
28.00
30.00
32.00
34.00
36.00
38.00
40.00
P1 P2 P3 P4
SERAT KASAR%
26
Sludge biogas dari digester yang ditambahkan bahan organik mampu
menurunkan kandungan serat kasar dibandingkan dengan yang tidak ditambahkan
bahan organik. Hal ini disebabkan karena adanya proses dekomposisi yang
dilakukan oleh mikroorganisme. Hal ini sesuai pendapat Simamora, dkk (2006)
bahwa dalam pembentkan biogas terjadi dekomposisi oleh mikroorganisme dengan
tiga tahap, yaitu : (a) Tahap pelarutan bahan-bahan organik, bahan padat yang
mudah larut atau yang sukar larut akan berubah menjadi senyawa organik yang
larut, (b) Tahap asidifikasi atau pengasaman, merupakan tahap terbentuknya asam-
asam organik dan pertumbuhan atau perkembangan sel bakteri dan (c) Tahap
metagonik, merupakan tahap dominasi perkembangan sel mikroorganisme dengan
spesies tertentu yang menghasilkan metan.
27
PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan dari penelitian maka dapat ditarik
kesimpulan bahwa :
1. Penambahan bahan organik pada bahan isian digester mampu meningkatkan
kandungan protein kasar sludge biogas.
2. Penambahan bahan organik pada bahan isian digester mampu menurunkan
kandungan serat kasar sludge biogas.
3. Penambahan eceng gondok adalah yang terbaik dibandingkan dengan perlakuan
lainnya karena mampu meningkatkan kandungan protein kasar dan menurunkan
kandungan serat kasar.
Saran
Perlu dilakukan pengujian lebih lanjut untuk memperbaiki kualitas sludge
biogas dari bahan isian digester yang ditambahkan eceng gondok sebagai pakan
atau pupuk untuk hijauan pakan.
28
DAFTAR PUSTAKA
Amrullah, I. K. 2003. Nutrisi Ayam Broiler. Satu Gunung Budi. Bogor.
AOAC. 1980. Official Method of Analysis. 12th ed Association of Official
Analytical Chemist. Washington DC.
Astuti, N., Soeprobowati, T.R., dan Budiyono. 2013. Potensi Eceng Gondok
(Eichhornia crassipes (Mart.) Solms Rawapening Untuk Biogas Dengan
Variasi Campuran Kotoran Sapi. Workshop Penyelamatan Ekosistem
Danau Rawapening. KLH dan UNDIP. Semarang.
Dewi, K.H., 2002. Hidrolisis Limbah Hasil Pertanian Secara Enzimatik. Akta
Agrosia, Vol. 5 Hal. 67-71. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknologi
Industri. Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Surabaya.
Firdaus I. U., 2009. Energi Alternatif Biogas. http://www.migas Indonesia.
com/index.php. Di akses 7 Oktober 2015.
Gaspersz, V. 1991. Metode Perancangan Percobaan. Armico Areas. Bandung.
Gomez X, Cuetos M J, Cara J, Moran A and Garcia A.I. 2006. Anaerobic co-
digestion of primary sludge and the fruit and vegetable fraction of the
municipal solid wastes – conditions for mixing and evaluation of the organic
loading rate, Renewable Energy.
Haryati, T. 2006. Biogas: Limbah Peternakan yang Menjadi Sumber Energi
Alternatif. Wartazoa. Vol. 16 : 160 – 169. Balai Penelitian Ternak. Bogor.
Iksan, Diyono dan Handayani, D. 1986. Teknik Pembuatan Gas Bio dari Sampah.
Fakultas Teknik. UNPID. Semarang.
Indriyanto, R. 2007. Pemanfaatan Eceng Gondok Sebagai Energi Alternatif Biogas.
Fakultas Pertanian. Universitas Sultan Ageng Tirtyasa. Jakarta
Junus, M. 1987. Teknik Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio. Gama-Press.
Yogyakarta.
. 2006. Teknik Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio. DTC. Institut
Teknik Bogor. Bogor.
Kadarwati, S. 2007. Studi Pembuatan Biogas dari Kotoan Kuda dan Sampah
Organik Skala Laboratorium. -http://www. litbang. esdm. go.id/ litbang/
biogas. doc. Di akses pada 7 Oktober 2015.
29
Kota, P. R. 2009. Pengembangan Teknologi Biogas Dengan Pemanfaatan Kotoran
Ternak dan Jerami Padi Sebagai Alternatif Energi Pedesaan. Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Maynard, L. A., J. K Loosil, H. F. Hintz and Warner, R. G. 2005. Animal Nutrition.
(7th Edition) McGraw-Hill Book Company. New York, USA.
Muladi, S. 2001. Kajian Eceng Gondok sebagai Bahan Baku Industri dan
Penyelamat Lingkungan Hidup di Perairan. Prosiding Seminar Nasional IV.
Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI). Samarinda.
Nandiyanto, A. B. 2007. Biogas Sebagai Peluang Pengembangan Energi Alternatif.
Jurnal Energi Alternatif.
Oman. 2003. Kandungan Nitrogen (N) Pupuk Organik Cair Dari Hasil Penambahan
Urine Pada Limbah (Sludge) Keluaran Instalasi Gas Bio Dengan Masukan
Feces Sapi. Skripsi Jurusan Ilmu Produksi Ternak. Institut Pertanian Bogor.
Bogor.
Pambudi, N. A. 2008. Pemanfaatan Biogas Sebagai Energi Alternatif.
www.dikti.org. Di akses pada 10 Februari 2016.
Piliang, W. G dan Djojosoebagio, S. 2002. Fisiologi Nutrisi: Edisi Edisi. IPB
Press. Bogor.
Prajayana, F. I., Romli, M dan Suprihatin. 2011. Kajian Konversi Limbah Padat
Jerami Padi Manjadi Biogas. Tesis. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Price, E. C and Cheremisinoff, P. N. 1981. Biogas Production and Utilization. Ann
Arbor Science Publishers Inc. United States of America.
Prior R, L,. Hashimoto A, G,. Crouse J, D and Dikeman M, E. 1986. Nutritional
value of anaerobically fermented beff cattle wastes as a feed ingredient for
livestock: growth and carcass traits of beef cattle and sheep fed fermentor
biomass in Agricultural wastes.
Ristianingrum, N. 2012. Pemanfaatan Kotoran Ternak Sebagai Penghasil Biogas.
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan. Universitas Muhammadiyah
Metro. Lampung.
Samiadi. 2003. Teknologi Pengolahan Kulit dan Hasil Sisa Peternakan. Penerbit
Universitas Mataram. Mataram.
Saubolle, S.J. 1978. Fuel Gas from Cowdung. UNICEF. Sahayogi Press.
Kathmandu. Nepal.
30
Sesse, L & Borda. 1988. Biogas Plants. A Publication of the Deutsches fur
Entwicklungstechnologien. Gate in: Deutsche Gesellschaft fur Technische
Zusammenarbeit (GTZ).
Setiawan, A. I. 2004. Memanfaatkan Kotoran Ternak. Penebar Swadaya. Jakarta.
Simamora, S., Salundi., Wahyuni, S dan Sirajuddin. 2006. Membuat Biogas
Pengganti Bahan Bakar Minyak dan Gas Dari Kotoran Ternak. PT.
Agromedia Pustaka. Jakarta.
Soetikno. S dan Sastroutomo. 1990. Ekologi Gulma. Jakarta: PT Gramedia Pustaka
Utama.
Syamsu, J. A. 2006. Analisis Potensi Limbah Tanaman Pangan Sebagai Sumber
Pakan Ternak Ruminansia di Sulawesi Selatan. Institut Pertanian Bogor.
Bogor.
Teguh, WW dan Asori, A. 2009. Pembuatan Biogas. Balai Besar Pengembangan
Makanisasi Pertanian. Departemen Pertanian. Serpong.
Toha, A. H. 2001. Biokimia: Metabolisme Biomolekul. Bandung: Alfabeta.
Wahyuni, S. 2009. Biogas. Penerbit Swadaya. Jakarta.
Wellinger, A. and A. Lindeberg. 2000. Biogas Upgrading and Utilization–IEA
Bioenergy. Task 24. International Energy Association. France.
Wibowo, D. 2012. Potensi Biogas Kabupaten Lampung Tengah.
http://www.kamase.org/?p=548. Di akses pada 7 Oktober 2015.
Williams, J and E. Sandra. 2011. Digestates: Characteristics, Inaugural Processing
and Utilisation. Hal. 1–33. Bio-Methane Regions Event Training the
Trainers. University of Glamorgan. South Wale.
Winarno F, G. 1986. Kimia Pangan dan Gizi I. Jakarta: PT. Gramedia.
31
LAMPIRAN
32
Lampiran 1. Persentasi Perbandingan Feses Sapi, Bahan Organik dan Air pada
Sludge Biogas Berdasarkan Bahan Kering 12%.
1000 X BK Perlakuan = ............ (a)
100
(a) X 100 = Jumlah Bahan Isian
BK Bahan Isian
1000 – Jumlah Bahan isian = Jumlah Air
a. Feses Sapi
1000 X 12 % = 120
100
120 X 100 = 152
78,95
1000 – 152 = 848
b. Jerami Padi
1000 X 12 % = 120
100
120 X 100 = 171,02
70,17
1000 – 171,02 = 828,98
c. Eceng Gondok
1000 X 12 % = 120
100
120 X 100 = 133,58
89,83
1000 – 133,58 = 866,42
33
Lampiran 2. Rataan Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar Sludge Biogas
Dengan Penambahan Bahan Organik Pada Digester.
Parameter Perlakuan
P1 P2 P3 P4
Protein Kasar (%)
Serat Kasar (%)
11,08bc
39,00a
10,57c
34,76c
12,84a
33,95d
11,59b
36,92b
Keterangan : Superskrip yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan bahwa berpengaruh
sangat nyata (P<0,01) pada protein kasar dan serat kasar.
34
Lampiran 3. Hasil Analisis Sidik Ragam Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar
Sludge Biogas.
1. Protein Kasar
Perlakuan Kelompok
Total Rata-rata K1 K2 K3 K4
P1
P2
P3
P4
11,40
10,34
12,72
11,71
11,19
10,45
13,47
11,14
11,07
10,14
12,53
11,80
10,65
11,34
12,65
10,71
44,31
42,27
51,37
45,36
11,08
10,57
12,84
11,34
Rata-rata 11,46
A. Derajat Bebas (DB)
db total = Ʃn – 1 = 16 – 1 = 15
db perlakuan = i – 1 = 4 – 1 = 3
db galat = i (j – 1 ) = 4 (4 – 1) = 4 x 3 = 12
B. Faktor Koreksi (FK)
FK = (Yij)2 = (183,31)2 = 33602,56 = 2100,16
i x j 4 x 4 16
C. Jumlah Kuadrat (JK)
➢ JK total = Ʃ (Yij)2 – FK
= ((11,40)2 + (11,19)2 + (11,07)2 + (10,65)2 + (10,34)2 +
(10,45)2 + (10,14)2 + (11,34)2 + (12,72)2 + (13,47)2 +
(12,53)2 + (12,65)2 + (11,71)2 + (11,14)2 + (11,80)2 +
(10,71)2) – 2100,16
= ((129,96) + (125,21) + (122,54) + (113,42) + (106,91)
+ (109,20) + (102,82) + (128,60) + (161,80) + (181,44)
+ (157,00) + (160,02) + (137,12) + (124,10) + (139,24)
+ (114,70)) – 2100,16
= 2114,11 – 2100,16
= 13,94
➢ JK perlakuan = (Ʃ(Ʃyij)2 – FK
i
= (44,31)2 + (42,27)2 + (51,37)2 + (45,36)2 – 2100,16
4
= (1963,38) + (1786,75) + (2638,88) + (2057,53) – 2100,16
4
35
= 8446,53 - 2100,16
4
= 2111,63 – 2100,16
= 11,47
➢ JK galat = JK total – JK perlakuan
= 13,94 – 11,47
= 2,47
D. Kuadrat Tengah (KT)
➢ KT perlakuan = JK perlakuan
db perlakuan
= 11,47 = 3,82
3
➢ KT galat = JK galat
db galat
= 2,47 = 0,20
12
E. F Hitung
➢ F hit perlakuan = KT perlakuan
KT galat
= 3,82 = 19,1
0,20
Tabel Sidik Ragam (ANOVA)
SK DB JK KT F Hitung F Tabel
0,05 0,01
Perlakuan
Galat
Total
3
12
15
11,47
2,47
13,94
3,82
0,20
19,1
3,49 5,95
36
2. Serat Kasar
Perlakuan Kelompok
Total Rata-rata K1 K2 K3 K4
P1
P2
P3
P4
39,60
35,60
32,78
36,66
38,41
34,27
32,83
36,72
38,75
33,93
32,87
38,14
39,22
35,25
33,31
36,16
155,98
139,05
131,79
147,68
38,99
34,76
32,95
36,92
Rata-rata 35,90
A. Derajat Bebas (DB)
db total = Ʃn – 1 = 16 – 1 = 15
db perlakuan = i – 1 = 4 – 1 = 3
db galat = i (j – 1 ) = 4 (4 – 1) = 4 x 3 = 12
B. Faktor Koreksi (FK)
FK = (Yij)2 = (574,50)2 = 330050,25 = 20628,14
i x j 4 x 4 16
C. Jumlah Kuadrat (JK)
➢ JK total = Ʃ (Yij)2 – FK
= ((39,60)2 + (38,41)2 + (38,75)2 + (39,22)2 + (35,60)2 +
(34,27)2 + (33,93)2 + (35,25)2 + (32,78)2 + (32,83)2 +
(32,871)2 + (33,31)2 + (36,66)2 + (36,72)2 + (38,14)2 +
(36,16)2) – 20628,14
= ((1568,16) + (1475,33) + (1501,56) + (1538,21) +
(1267,36) + (1174,43) + (1151,24) + (1242,56) +
(1074,53) + (1077,81) + (1080,44) + (1109,56) +
(1343,96) + (1348,36) + (1454,66) + (1307,55)) –
20628,14
= 20715,15– 20628,14
= 87,57
➢ JK perlakuan = (Ʃ(Ʃyij)2) – FK
i
= (155,98)2 + (139,05)2 + (131,79)2 + (147,68)2 – 20628,14
4 =(24329,76) + (19334,90) + (17368,60) + (21809,38) – 20628,14
4
= 82842,65 - 20628,14
4
37
= 20710,66 – 20628,14
= 82,52
➢ JK galat = JK total – JK perlakuan
= 87,57 – 82,52
= 5,05
D. Kuadrat Tengah (KT)
➢ KT perlakuan = JK perlakuan
db perlakuan
= 82,52 = 27,51
3
➢ KT galat = JK galat
db galat
= 5,05 = 0,42
12
E. F Hitung
➢ F hit perlakuan = KT perlakuan
KT galat
= 27,51 = 65,5
0,42
Tabel Sidik Ragam (ANOVA)
SK DB JK KT F Hitung F Tabel
0,05 0,01
Perlakuan
Galat
Total
3
12
15
82,52
5,05
87,57
27,51
0,42
65,5
3,49 5,95
38
Lampiran 4. Hasil Analisis Statistik Uji Duncan Kandungan Protein Kasar dan
Serat Kasar Sludge Biogas
1. Protein Kasar
Univariate Analysis of Variance
Between-Subjects Factors
Value Label N
perlakuan 1 P1 4
2 P2 4
3 P3 4
4 P4 4
Tests of Between-Subjects Effects
Dependent Variable:protein kasar
Source Type III Sum of
Squares df Mean Square F Sig.
Corrected Model 11.474a 3 3.825 18.556 .000
Intercept 2100.160 1 2100.160 1.019E4 .000
perlakuan 11.474 3 3.825 18.556 .000
Error 2.473 12 .206
Total 2114.107 16
Corrected Total 13.948 15
a. R Squared = ,823 (Adjusted R Squared = ,778)
Post Hoc Tests
perlakuan
Homogeneous Subsets
protein kasar
Duncan
perlakuan N
Subset
1 2 3
P2 4 10.5675
P1 4 11.0775 11.0775
P4 4 11.3400
P3 4 12.8425
Sig. .138 .429 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on observed means. The error term is Mean Square(Error) = ,206.
39
2. Serat Kasar
Univariate Analysis of Variance
Between-Subjects Factors
Value Label N
perlakuan 1 P1 4
2 P2 4
3 P3 4
4 P4 4
Tests of Between-Subjects Effects
Dependent Variable:serat kasar
Source
Type III Sum
of Squares df Mean Square F Sig.
Corrected Model 82.542a 3 27.514 65.110 .000
Intercept 20628.859 1 20628.859 4.882E4 .000
perlakuan 82.542 3 27.514 65.110 .000
Error 5.071 12 .423
Total 20716.472 16
Corrected Total 87.613 15
a. R Squared = ,942 (Adjusted R Squared = ,928)
Post Hoc Tests
perlakuan
Homogeneous Subsets
serat kasar
Duncan
perlakua
n N
Subset
1 2 3 4
P3 4 32.9475
P2 4 34.7625
P4 4 36.9225
P1 4 38.9950
Sig. 1.000 1.000 1.000 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
Based on observed means.
The error term is Mean Square(Error) = ,423.
40
41
Lampiran 5. Dokumentasi
Keterangan : Proses Pengambilan Bahan Isian Digester
Keterangan: Proses Pembuatan Sludge Biogas
42
Keterangan : Proses Analisis Kandungan Protein Kasar dan Serat Kasar
43
RIWAYAT HIDUP
Siti Maghfirah Rezki Lestari, lahir di Ujung Pandang
pada tanggal 04 April 1993, sebagai anak pertama dari
enam bersaudara dari pasangan drs. Ir. Agussalim Saleh.
SH., M.Si dan Ir. Anie Asriany M.Si. Jenjang pendidikan
formal yang pernah ditempuh adalah TK Dharma Wanita
Unhas Makassar, lulus pada tahun 1998, dan melanjutkan
Sekolah di SD Inpres Kampus Unhas Makssar, lulus pada tahun 2005 dan
melanjutkan Sekolah SMP Negeri 12 Makassar, lulus tahun 2008. Kemudian
malanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 9 Makassar,
lulus pada tahun 2011. Setelah menyelesaikan SMA, penulis diterima di Perguruan
Tinggi Negeri (PTN) melalui Jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi
Negeri (SNMPTN) di Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin, Makasssar.
Hingga akhirnya lulus Pendidikan Sarjana (S1) Program studi Peternakan, Fakultas
Peternakan, Universitas Hasanuddin Makassar pada Tahun 2017.