Naskah Artikel

31
1 A. JUDUL PROGRAM Optimasi Produksi Biogas dari Limbah Industri Tahu dengan Menggunakan Bioreaktor Batch dan FedBatch B. LATAR BELAKANG MASALAH Terdapat dua macam limbah cair dari industri tahu yaitu limbah padat dan limbah cair. Limbah padat berupa ampas kulit kedelai dan ampas yang dihasilkan dari proses penyaringan bubur kedelai setelah dilakukan pemasakan bubur kedelai. Limbah cair yang dihasilkan berasal dari proses pencucian, perendaman, penggumpalan dan pencetakan. Pada ampas limbah tahu pun ternyata masih mengandung banyak kegunaan,karena limbah ampas tahu yang memiliki angka BOD,COD dan TSS yang cukup tinggi selain dibuang secara langsung ke alam dan memiliki resiko terakumulasi dapat dimanfaatkan sebagai substrat untuk pembentukan Biogas sehingga menambah nilai tersendiri pada limbah tahu tersebut. Limbah cair ini sering dibuang secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu sehingga menghasilkan bau busuk dan mencemari sungai.. Jumlah limbah cair yang dihasilkan oleh industri pembuat tahu kira-kira 15-20 l/kg bahan baku kedelai, sedangkan bahan pencemarnya kira-kira untuk TSS sebesar 30 kg/kg bahan baku

Transcript of Naskah Artikel

Page 1: Naskah Artikel

1

A. JUDUL PROGRAM

Optimasi Produksi Biogas dari Limbah Industri Tahu dengan

Menggunakan Bioreaktor Batch dan FedBatch

B. LATAR BELAKANG MASALAH

Terdapat dua macam limbah cair dari industri tahu yaitu limbah padat dan

limbah cair. Limbah padat berupa ampas kulit kedelai dan ampas yang dihasilkan

dari proses penyaringan bubur kedelai setelah dilakukan pemasakan bubur

kedelai. Limbah cair yang dihasilkan berasal dari proses pencucian, perendaman,

penggumpalan dan pencetakan. Pada ampas limbah tahu pun ternyata masih

mengandung banyak kegunaan,karena limbah ampas tahu yang memiliki angka

BOD,COD dan TSS yang cukup tinggi selain dibuang secara langsung ke alam

dan memiliki resiko terakumulasi dapat dimanfaatkan sebagai substrat untuk

pembentukan Biogas sehingga menambah nilai tersendiri pada limbah tahu

tersebut. Limbah cair ini sering dibuang secara langsung tanpa pengolahan

terlebih dahulu sehingga menghasilkan bau busuk dan mencemari sungai.. Jumlah

limbah cair yang dihasilkan oleh industri pembuat tahu kira-kira 15-20 l/kg bahan

baku kedelai, sedangkan bahan pencemarnya kira-kira untuk TSS sebesar 30

kg/kg bahan baku kedelai, BOD 65 g/kg bahan baku kedelai dan COD 130 g/kg

bahan baku kedelai (EMDI & BAPEDAL, 2004).

Beberapa laporan internasional menyebutkan bahwa sampai dengan taraf

tertentu, berbagai krisis saling pengaruh mepengaruhi. Di tingkat internasional,

isu krisis energi dan perumusan energi alternatif juga menjadi salah satu isu utama

yang dibahas dalam G8 Summit yang yang berlangsung antara 7-9 Juli 2008 di

Hokaido Jepang. Telah menjadi kebutuhan yang sangat mendesak untuk mencari

berbagai sumber energi alternatif dalam mengatasi persoalan serius krisis bahan

bakar di pasar dunia yang semakin tidak terkendali. (Subejo,2008)

Penggunaan bioreaktor anaerob mulai dikembangkan untuk mengolah

limbah cair dengan kadar COD yang cukup tinggi. Hamonangan (2001)

melakukan penelitian menggunakan sistem bioreaktor anaerob pada limbah cair

Page 2: Naskah Artikel

2

minyak kelapa sawit dengan membran polietersulfon yang memiliki keuntungan

mampu beroperasi pada konsentrasi biomassa yang tinggi dan memberikan sistem

yang kompak untuk membran yang digunakan, laju pembebanan yang dicobakan

antara 14,5-36,3 KgCOD/m3 hari mampu menyisihkan COD antara 89,1-89,7%

tetapi memiliki kelemahan terjadinya polarisasi konsentrasi pada membran dan

penyumbatan pori menyebabkan penurunan fluks karena pH.

Adrianto ahmad (2002) menggunakan bioreaktor berpenyekat anaerob

untuk pengolahan limbah cair industri yang mengandung minyak dan lemak yang

mampu menyisihkan biomassa sekitar 0,7 Kg/m3.hari dari beban sebesar

0,8Kg/m3.hari dengan effisiensi penyisihan bahan organik sebesar 88%, selain itu

mampu menigkatkan konsentrasi biomassa dengan memperpanjang waktu tinggal

biomassa dan mampu menjaga pH konstan (pH= 6), tetapi Start up bioreaktor

membutuhkan waktu pengolaha yang cukup lama sehingga laju pertumbuhan

biomassa makin lambat.

Berdasarkan kelemahan tersebut maka dilakukan penelitian lebih lanjut

untuk memperbaiki kinerja bioreaktor anaerob dengan metode fedbatch.

Penggunaan fedbatch pada bioraktor anaerob bertujuan untuk tetap menjaga

konsentrasi substrat pada bioreaktor sehingga diharapkan pertumbuhan sel akan

terus terjaga serta konversi biogas yang lebih baik.

C. PERUMUSAN MASALAH

Banyak pabrik tahu skala rumah tangga di Indonesia tidak memiliki proses

pengolahan limbah cair sehingga limbah tersebut langsung dibuang ke lingkungan

baik langsung ke sungai atau melalui saluran selokan. Ketidakinginan pemilik

pabrik tahu untuk mengolah limbah cairnya disebabkan karena kompleks dan

tidak efisiennya proses pengolahan limbah. Padahal, limbah cair pabrik tahu

memiliki kandungan senyawa organik tinggi yang memiliki potensi untuk

menghasilkan biogas melalui proses anaerobik. Pada umumnya, biogas

mengandung 50-80% metana, CO2, H2S dan sedikit air, yang bisa dijadikan

sebagai pengganti minyak tanah atau LPG.

Page 3: Naskah Artikel

3

Oleh karena itu pada penelitian ini akan dilakukan berbagai trial kondisi

proses sehingga diharapkan tercapainya kondisi optimal konversi biogas dari

limbah tahu dengan membandingkan penggunaan bioreaktor anaerob batch &

fedbatch pada berbagai variasi variabel penelitian

D. TUJUAN

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh volume limbah terhadap komposisi dan volume

biogas yang dihasilkan

2. Mengetahui pengaruh pengaruh pemasukan umpan (batch dan fedbatch

bioreaktor) terhadap biogas yang dihasilkan

3. Mengetahui pengaruh kinetika pertumbuhan sel pada proses batch dan

fedbatch

E. LUARAN YANG DIHARAPKAN

Luaran yang diharapkan setelah dilaksanakannya program ini adalah dapat

dimunculkannya suatu artikel ilmiah ataupun paten mengenai optimasi pembuatan

energy alternative biogas dengan perbandingan bioreaktor anaerob batch &

fedbatch.

F. KEGUNAAN

Kegunaan dari program ini untuk mendapatkan konversi biogas yang baik

dari biomassa berupa limbah tahu selain juga menerapkan prinsip 3R

(Recycle,Reuse,Reduce) dari limbah tahu yang selama ini meresahkan masyarakat

karena menimbulkan polusi lingkungan. Bagi pihak industri tahu juga aplikasinya

dapat menambah nilai ekonomi dari limbah yang selama ini menjadi

permasalahan menjadi bahan bakar pengganti yang murah dan renewable. Selain

itu juga diharapkan pengembangan dari teknologi ini agar terciptanya

masyarakat mapan energi bagi masyarakat luas

Page 4: Naskah Artikel

4

G. TINJAUAN PUSTAKA

G.1 Limbah Industri Tahu

Ada dua macam limbah cair dari industri tahu yaitu limbah padat dan

limbah cair. Limbah padat berupa ampas kulit kedelai dan ampas yang dihasilkan

dari proses penyaringan bubur kedelai setelah dilakukan pemasakan bubur

kedelai. Menurut Sri Moertinah (1994), diperkirakan dari 5 kg kedelai akan

dihasilkan ampas tahu sebanyak 8 kg, dan hasil analisa komposisi ampas tahu

dapat dilihat pada Tabel 1

Tabel 1 Hasil Analisa Komposisi Ampas Tahu

Parameter %

Kadar Air 84-85

Protein 5

Lemak 1,2

Serat Kasar 5,8

Abu 0,8

Sri Moertinah (1994)

. Dilihat dari komposisinya, limbah cair tahu ini sebagian besar berupa air

dan komponen lainnya, antara lain protein 2-4 % serat kasar 5%, karbohidrat 6%

dan lemak 0,2 % (Pudjo, 1996).

Kumpulan zat-zat organik tersebut, jika dibuang ke sungai akan

mengalami degradasi melalui proses biokimia yang dapat berlangsung cepat atau

bisa juga lambat, sehingga sungai tidak dapat berfungsi pada waktu yang lama

pula. Sungai yang menerima limbah akan mengalami pengurangan oksigen.

Kandungan oksigen terlarut dalam air yang sangat penting bagi kehidupan biota

air, akan berkurang namun secara perlahan-lahan sungai tersebut akan

memulihkan dirinya secara alami artinya secara perlahan-lahan oksigen dari udara

laut kembali ke dalam air. Hal ini dapat terjadi jika jumlah limbah yang dibuang

tidak terlalu besar sehingga sungai masih mampu untuk memulihkan dirinya

Page 5: Naskah Artikel

5

dalam waktu singkat. Berarti pengurangan oksigen dalam air tidak berlangsung

lama dan dampaknya terhadap biota air sangat kecil. Kadar BOD, COD dan TSS

yang tinggi serta DO yang rendah akan mengganggu kehidupan biota air karena

akan memperbesar pengurangan oksigen dalam air lingkungan. Kelarutan oksigen

dalam air tergantung dari temperatur air, makin tinggi temperatur air maka akan

semkain kecil kelarutan oksigen dalam air.

Baku mutu limbah cair industri tahu yang sudah lama beroperasi dapat

dilihat pada tabel 2 menurut Potter, dkk (1994). Oleh karena senyawa-senyawa

organik di dalam air limbah beragam, maka sangat sulit untuk menentukan

kadarnya secara langsung. Cara yang umum digunakan dalam penentuan kadar

bahan organik di dalam air limbah adalah mengukur banyaknya oksigen yang

dibutuhkan untuk menstabilkan zat organik tersebut.

Tabel 2 Baku Mutu Limbah Cair Industri Tahu

Parameter BML

BOD (mg/l) 250

COD (mg/l) 300

TSS (mg/l) 200

DO (mg/l) > 6

pH (mg/l) 6,0 - 9,0

T 0C 28

Potter, dkk (1994)

Tahu merupakan salah satu makanan yang dibuat dari kedelai yang

dihancurkan hingga terbentuk susu kedelai (soymilk). Susu kedelai ini kemudian

digumpalkan dengan air biang tahu sehingga membentuk bubur tahu, selanjutnya

dipres membentuk produk tahu seperti yang dikenal masyarakat selama ini. Pada

proses penggumpalan menggunakan biang penggumpal (biasanya berupa asam),

ada sebagian biang penggumpal yang bercampur dengan sisa air tahu yang tidak

menggumpal, biasanya sebagian akan digunakan kembali untuk menggumpalkan

tahu dan sebagian akan dibuang. Bagian yang dibuang ini biasa disebut sebagai

whey tahu. Whey tahu ini sebenarnya masih mengandung beragam nutrien dan zat

Page 6: Naskah Artikel

6

organik yang cukup kompleks, yang bisa dimanfaatkan lebih lanjut untuk

ditingkatkan nilai ekonomisnya untuk dibuat menjadi nata de soya, penyedap rasa.

G.2 Karakteristik Whey Tahu

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan whey tahu dari proses

penggumpalan dan pengepresan sebagai berikut :

a. Suhu

Suhu whey tahu biasanya lebih tinggi daripada suhu normal badan air. Hal

ini dikarenakan dalam proses pembuatan tahu dilakukan proses perebusan

sehingga suhu whey tahu yang dihasilkan setelah proses penggumpalan + 40 C

(Djarwanti, dkk., 2000).

b. Warna

Warna whey tahu transparan hingga kuning muda dan disertai adanya

suspensi berwarna putih susu. Zat terlarut yang tersuspensi bila mengalami

penguraian akan mengakibatkan perubahan warna menjadi kuning tua dan keruh,

hal ini disebabkan oleh zat tersuspensi dari tahu maupun kedelai yang tercecer

atau zat organik yang sudah terurai sehingga air berubah seperti emulsi keruh. Jika

proses penguraian berlanjut maka dapat menyebabkan kadar oksigen dalam air

tahu menjadi habis sehingga air berubah warna menjadi hitam.

c. Bau

Pada dasarnya whey tahu tidak berbau, akan tetapi karena adanya proses

penguraian zat organik oleh mikroba yang menghasilkan amoniak dan sulfida

maka akan timbul bau busuk yang menyengat

d. Kekeruhan

Padatan yang terlarut dan tersuspensi di dalam whey tahu menyebabkan

timbulnya kekeruhan. Zat yang menyebabkan kekeruhan adalah zat organik atau

zat tersuspensi dari kedelai atau dari tahu yang tercecer atau zat organik yang

Page 7: Naskah Artikel

7

sudah terurai hingga whey berubah seperti emulsi keruh. Jumlah padatan terlarut

pada umumnya adalah sekitar 7700 – 11300 mg/l, dan padatan tersuspensinya

sebesar 1100 – 2200 mg/l (Djarwanti, dkk., 2000).

e. Kebutuhan Oksigen Biokimiawi

Padatan yang terdapat dalam whey tahu terdiri zat organik dan anorganik.

Zat-zat tersebut diantaranya adalah protein, karbohidrat, lemak dan minyak.

Protein dan karbohidrat umumnya lebih mudah terurai oleh mikroorganisme

sehingga menghasilkan amoniak, sulfida dan asam organik lainnya. Sedangkan

lemak lebih sulit untuk diuraikan, namun bila ada mineral maka lemak tersebut

akan berubah menjadi gliserol. Adanya lemak pada whey tahu dapat diketahui

dengan adanya zat-zat terapung berbentuk skum. Dengan komposisi zat-zat

organik biodegradable tersebut maka whey tahu memiliki nilai BOD yang tinggi,

umumnya memiliki kandungan sebesar 1500 – 2500 mg/l, serta COD sebesar

4400 – 5500 mg/l (Djarwanti, dkk., 2000).

f. pH

pH whey tahu sangat dipengaruhi penggunaan bahan penggumpal pada

proses penggumpalan tahu. Namun demikian karena pada proses pembuatan tahu

biasanya digunakan “laru” yang merupakan cairan bening sisa proses

penggumpalan tahu dan bersifat asam, selain itu karena aktifitas penguraian

bahan-bahan organik oleh mikroorganisme dengan menghasilkan asam-asam

organik maka whey tahu biasanya bersifat asam dengan pH berkisar antara 4 - 5,5

(Djarwanti, dkk., 2000).

G.2.1. Komposisi Whey Tahu

Menurut Inoue, etal (1989) komposisi rata-rata whey tahu secara garis besar

adalah sebagai berikut :

Water Content, 79,34 %

Crude Protein, 5,39 %

Crude Fiber, 3,26 %

Ether Extract, 2.33 %

Page 8: Naskah Artikel

8

Nitrogen Free Extract, 8.82 % Crude Ash, 0.86 %

G.3 Biokimia dan Mikrobiologi Proses Anaerob

Degradasi zat organik pada proses anaerob merupakan proses mikroba

yang rumit. Degradasi zat organik terdiri dari beberapa reaksi berturutan yang

saling tergantung pada paralel. Proses tersebut melibatkan berbagai macam

mikroorganisma dan menghasilkan rantai makanan mikroba pada 3 grup tropik

yang berbeda (gambar 3.1) yang terdiri dari: Mikroorganisma Hidrolitik (MH),

Mikroorganisma Asidogenesia (MA), Mikroorganisma Metanogenesa (MM).

Gambar 1 Mekanisme Penguraian Zat Organik secara Anaerob

(Sumber : Ronald 1997)

Grup trofik 1 : Mikroorganisma Hidrolik (MH)

Zat organik kompleks tidak dapat digunakan langsung sebagai substrat

oleh sel untuk pertumbuhan dan pembentukan produk tanpa melewati proses

hidrolisa. Mikroorganisma yang berfungsi menghidrolisa (karbohidrat, protein,

Page 9: Naskah Artikel

9

dan lipid) menjadi molekul organik sederhana (format, etanol, asetat, laktat,

propional, butirat) dan CO2 serta gas H2 disebut Mikroorganisma Hidrolik (MH).

Grup trofik 2 : Mikroorganisma Asidogenesa (MA)

Zat organik sederhana produk hasil hidrolisa digunakan sebagai sumber

karbon dan energi oleh mikroorganisma untuk melangsungkan proses

asidogenesa. Mikroorganisma yang berperan dalam proses asidogenesa disebut

Mikroorganisme Asidogenesa (MA). Produk akhir dari proses asidogenesa adalah

asam volatil rantai pendek seperti asetat , format, bikarbonat, dan H2.

Grup trofik 3 : Mikroorganisma Metanogenesa (MM)

Mikroorganisma Metanogenesa adalah grup trofik akhir yang terpenting

dalam sistem anaerobik. Mikroorganisma metanogenesa tidak dapat menggunakan

hasil fermentase grup trofik I yang mempunyai atom karbon lebih dari 2 atom

untuk petumbuhan maupun untuk produksi metana. Mikroorganisma

metanogenesa menggunakan sumber energi yang sederhana, seperti : Asetat, CO2,

dan H2 atau format untuk menghasilkan metana.

Sebagian besar Mikroorganisma metanogenesa dalam sistem anaerobik

memerlukan substrat khusus untuk pertumbuhannya dan dapat dikelompokkan ke

dalam : (1) Aceticlastic methanogens yang menggunakan asam asetat sebagai

substratnya membentuk metana. (2) Hydrogen utilizing bacteria (bakteri

pengguna H2) yang dapat sebagian mengoksidasi alkohol seperti etanol atau

isopropanol menjasi asetat dan aseton. Asetat yang dihasilkan kemudian

digunakan untuk membentuk metana (Ronald, 1997).

Pada sistem anaerobik lebih dari 60% metana berasal dari asett dan 30%-

40% metana dihasilkan dari reduksi CO2. Jadi Aceticlastic Methanogens yang

utama adalah Methanosarcina dan Methanosaeta (Methanothrix) yang

pertumbuhannya relatif lambat yaitu sekitar 24 jam untuk penggandaannya.

Page 10: Naskah Artikel

10

G.4. Sintesa Biogas dari Proses Anaerob

Proses anaerob adalah suatu proses pengolahan limbah tanpa oksigen.

Kondisi anaerob menghasilkan gas-gas sebagai hasil akhir proses dengan

persamaan reaksi sebagai berikut : ( Herbert E. Klei, 1979)

CxHyOz CO2 + H2O + CH4 + H2 + H2S + sel baruMo

Pada proses anaerob lebih banyak terbentuk gas-gas dan senyawa-senyawa

yang lebih sederhana daripada sel baru yang terbentuk, sehingga dalam proses

anaerob energi yang diperoleh sel digunakan untuk mengkonversi senyawa-

senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Pada sistem

pengolahan limbah secara anaerob, bahan organik diuraikan menjadi CH4, CO2,

H2O dan beberapa senyawa lain yang kaya zat hara tanpa adanya oksigen,

sehingga daya cemar limbah yang diolah menurun secara hayati. Selama proses

operasi ini udara tidak boleh masuk, karena dapat mempercepat produksi asam

organik yang mengakibatkan CO2 akan bertambah dan mengurangi CH4. Reaktor

anaerob harus dilengkapi dengan pengaduk yang berfungsi sebagai pemecah

partikel organik kasar menjadi halus serta untuk memelihara keseragaman

temperature (WWT, PT. AMI).

G.5 Faktor-faktor yang Berpengaruh pada Proses Pembentukan Biogas

Proses pembentukan biogas dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

a. Temperatur/Suhu,

Suhu udara maupun suhu di dalam tangki pencerna mempunyai andil besar

di dalam memproduksi biogas. Suhu udara secara tidak langsung mempengaruhi

suhu di dalam tangki pencerna, artinya penurunan suhu udara akan menurunkan

suhu di dalam tangki pencerna. Peranan suhu udara berhubungan dengan proses

dekomposisi anaerobik (Yunus, 1991).

Page 11: Naskah Artikel

11

b. Ketersediaan Unsur Hara,

Bakteri anaerobik membutuhkan nutrisi sebagai sumber energi yang

mengandung nitrogen, fosfor, magnesium, sodium, mangan, kalsium dan kobalt

(Space and McCarthy didalam Gunerson and Stuckey, 1986). Level nutrisi harus

sekurangnya lebih dari konsentrasi optimum yang dibutuhkan oleh bakteri

metanogenik, karena apabila terjadi kekurangan nutrisi akan menjadi penghambat

bagi pertumbuhan bakteri. Penambahan nutrisi dengan bahan yang sederhana

seperti glukosa, buangan industri, dan sisa sisa tanaman terkadang diberikan

dengan tujuan menambah pertumbuhan di dalam digester (Gunerson and Stuckey,

1986).

c. Derajat Keasaman (pH),

Peranan pH berhubungan dengan media untuk aktivitas mikroorganisme.

Bakteri-bakteri anaerob membutuhkan pH optimal antara 6,2 – 7,6, tetapi yang

baik adalah 6,6 – 7,5. Pada awalnya media mempunyai pH ± 6 selanjutnya naik

sampai 7,5. Tangki pencerna dapat dikatakan stabil apabila larutannya mempunyai

pH 7,5 – 8,5. Batas bawah pH adalah 6,2, dibawah pH tersebut larutan sudah

toxic, maksudnya bakteri pembentuk biogas tidak aktif. Pengontrolan pH secara

alamiah dilakukan oleh ion NH4+ dan HCO3-. Ion-ion ini akan menentukan

besarnya pH (Yunus, 1991).

d. Rasio Carbon Nitrogen (C/N),

Proses anaerobik akan optimal bila diberikan bahan makanan yang

mengandung karbon dan nitrogen secara bersamaan. CN ratio menunjukkan

perbandingan jumlah dari kedua elemen tersebut. Pada bahan yang memiliki

jumlah karbon 15 kali dari jumlah nitrogen akan memiliki C/N ratio 15

berbanding 1. C/N ratio dengan nilai 30 (C/N = 30/1 atau karbon 30 kali dari

jumlah nitrogen) akan menciptakan proses pencernaan pada tingkat yang

optimum, bila kondisi yang lain juga mendukung. Bila terlalu banyak karbon,

nitrogen akan habis terlebih dahulu. Hal ini akan menyebabkan proses berjalan

Page 12: Naskah Artikel

12

dengan lambat. Bila nitrogen terlalu banyak (C/N ratio rendah; misalnya 30/15),

maka karbon habis lebih dulu dan proses fermentasi berhenti (Anonymous, 1999).

G.6. Fase Pertumbuhan Bakteri

Fase pertumbuhan bakteri bila digambarkan pada suatu grafik pada

umumnya akan tampak seperti gambar 2 berikut ini :

Gambar 2 Grafik pertumbuhan bakteri

Dalam suatu laboratorium atau tempat tertentu yang kondisinya cocok,

sekumpulan bakteri akan bertumbuh dengan interval yang tetap, sesuai deret

geometri 1, 2, 4 ,8 dst… atau 21, 22, 23,… 2n. Pertumbuhan ini disebut

pertumbuhan eksponensial. Dalam kenyataannya, pertumbuhan eksponensial ini

hanyalah sebagian dari siklus hidup bakteri tersebut, dan tidak mewakili pola

pertumbuhan yang sebenarnya dari bakteri di alam. Ketika suatu populasi bakteri

dimonitor terus menerus dan diplotkan dalam suatu grafik semi-log akan

menghasilkan kurva pertumbuhan bakteri yang umum seperti gambar 1di atas.

Ada 4 fase karakteristik siklus pertumbuhan bakteri :

1. Fase Lag

Segera setelah diinokulasi, populasi tidak berubah jumlahnya, walaupun tidak

ada pembelahan sel yang terjadi.

Page 13: Naskah Artikel

13

2. Fase eksponensial

Seluruh sel bertumbuh dengan aktif melakukan pembelahan biner, dan

bertambah sesuai deret geometri. Sel-sel akan membelah dengan laju konstan

tergantung komposisi medium serta kondisi inkubasi. Jadi pada fase inilah

dilakukan pengamatan pertumbuhan bakteri.

3. Fase stasioner

Dalam suatu sistem batch, pertumbuhan tidak akan berlangsung terus

menerus, pertumbuhan populasi dibatasi oleh salah satu dari ketiga faktor

berikut : 1. Habisnya nutrien yang tersedia, 2. Akumulasi inhibitor akibat hasil

metabolisme atau produk akhir, dan 3. Kehabisan ruang tumbuh (biological

space). Namun demikian seperti halnya fase lag, bakteri tetap aktif melakukan

metabolisme menghasilkan metabolit sekunder.

4. Fase Kematian

Jika inkubasi berlangsung terus sampai fase stasioner, suatu saat akan

mencapai fase kematian, diamana jumlah sel hidup akan berkurang (jika

digunakan analisa turbidity tidak bisa dikenali adanya fase ini, sebab tidak

bisa dibedakan sel yang hidup dan yang mati) sesuai dengan deret geometri

juga. (Kenneth Todar University of Wisconsia-Madison Department of

Bacteriology, 2002).

H. METODE PENELITIAN

H.1 Rancangan Penelitian

Penelitian ini diawali dengan tahap perancangan bioreaktor anaerob

membran serta melakukan proses pembibitan mikroorganisme yang berasal dari

kotoran sapi. Setelah itu dilakukan proses pengolahan limbah dengan

menggunakan bioreaktor anaerob membran, kemudian menganalisa sampel dan

dilanjutkan dengan mengolah data untuk mengetahui parameter COD, MLSS,

pH,dan volume Biogas dan . Diagram alir penelitian secara umum dapat dilihat

pada Gambar 3 dibawah ini.

Page 14: Naskah Artikel

14

Gambar 3 Diagram Alir Penelitian secara umum

Sebelum melakukan percobaan utama produksi biogas secara anaerob pada

Bioreaktor anaerob batch & Fedbatch dilakukan proses pembibitan bakteri

anaerob pada suatu media kotoran sapi dan didiamkan hingga kondisi bakteri

anaerob stabil. Diagram alir proses pembibitan dapat dilihat pada Gambar 4

dibawah ini :

Gambar 4 Diagram Alir Pembibitan

Page 15: Naskah Artikel

15

Setelah tahap pembibitan baru kemudian bibit dan limbah dimasukkan ke

bioreaktor anaerob batch dan fedbatch untuk menghasilkan biogas akibat reaksi

anaerob dari bakteri Methane yang terkandung. Diagram alir percobaan utama

akan ditunjukkan oleh gambar 5 seperti dibawah ini:

Gambar 5 Diagram Alir Percobaan Utama

H.2 Peralatan Penelitian

Alat-alat yang di gunakan pada penelitian ini yaitu :

a) Bioreaktor Anaerob

Batch & Fedbatch

b) Tangki limbah

c) Balon Mylar

d) Gelas Ukur

e) Termometer

f) PipaLeher Angsa

g) Saringan

Bioreaktor Anaerob yang digunakan dalam penelitian ini terbuat dari PVC

dengan diameter 10 cm dan tinggi 100 cm. Bagian atas Bioreaktor Anaerob

Page 16: Naskah Artikel

16

diletakkan pipa leher angsa, dimana pipa leher angsa ini berfungsi untuk

mengalirkan biogas yang terbentuk ke balon Mylar sebagai penampung. Volume

kerja efektif Bioreaktor Anaerob adalah 15 liter dan lamanya proses operasi

anaerobik selama 5 hari.

I. Jadwal Kegiatan Program

Adapun jadwal kegiatan program yang akan dilaksanakan dapat dilihat

pada tabel 3 di bawah ini.

Tabel 3 Jadwal Kegiatan

N

oKegiatan

bulan ke-1 bulan ke-2 bulan ke-3 bulan ke-4

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Persiapan alat dan bahan                                

  a. Perancangan alat                                

 

b. Persiapan bahan dan

pretreatment awal                                

2 Pelaksanaan Penelitian                                

3

Pengamatan Data

Penelitian                                

4 Analisa hasil                                

5 Bimbingan / Evaluasi                                

6

Penyusunan Laporan hasil

penelitian                                

J. RANCANGAN BIAYA

Item Jumlah Harga Satuan Harga TotalPeralatan      

Bioreaktor Anaerob 3 Rp500,000 Rp1,500,000Pipa Leher Angsa 4 Rp50,000 Rp200,000Selang Silikon 1 set Rp100,000 Rp100,000Valve Set 1 set Rp150,000 Rp150,000Balon Mylar 1 Rp300,000 Rp300,000

Bahan Habis Pakai      Aquades 20 L Rp2,000 Rp40,000gas Nitrogen   Rp750,000 Rp750,000

Page 17: Naskah Artikel

17

Kertas Saring Wheatman 1 set Rp100,000 Rp100,000Tabung Sample 1 set Rp150,000 Rp150,000

Analisa      Analisa Spektrofotometri - Rp800,000 Rp800,000Analisa Gas

Chromatography - Rp1,500,000 Rp1,500,000Transportasi      

Pengambilan Sample Limbah - Rp100,000 Rp100,000

Pembelian Bioreaktor - Rp200,000 Rp200,000Pembelian Bahan Habis

Pakai - Rp200,000 Rp200,000Administrasi      

Studi Literatur - Rp200,000 Rp200,000Laporan - Rp250,000 Rp250,000Publikasi - Rp300,000 Rp300,000Dokumentasi - Rp100,000 Rp100,000

Jumlah Rp6,940,000

Page 18: Naskah Artikel

18

K. DAFTAR PUSTAKA

Achmad Firdaus, Sudjianto R. Widhya, Nurhayatiah, Sugiarto Dedi, “Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu-Tempe Sistem Anaerob-Up Flow Filter Mengunakan Media Plastik (PVC)” Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia, Bandung 2005.

Ahmad, Adrianto dan Wenten, I. G. 1999. “Membran Bioreaktor anaerob Untuk Pengolahan Limbah Cair Industri Minyak Kelapa sawit“, Proceeding seminar Tekonologi Proses Kimia I. FT. Universitas Indonesia. Jakarta, Maret.

APHA. 1992. “Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 18th ed“. American Public Health Association.Washington.

Damayanti Alia, Hermana Joni, Masduki ali, “Analisa Resiko Lingkungan dari Pengolahan Limbah Pabrik Tahu Dengan Kayu Apu” Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia, Surabaya 2004.

Harpandi, Nazirin, Dahlan M. Hatta, “Unjuk Kerja Membran Keramik Untuk Pemisahan Limbah Cair Dari Industri Tahu” Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia, Palembang 2006.

Gekas, Vassilis. 1987. “Ultrafiltration Membranes, Ferformance Fundamental, 10 Years Characterization and Fouling Studies”.

Hamonangan, S. 2001. “Pengolahan Limbah Cair Industri Minyak Kelapa Sawit Dengan Gabungan Proses Anaerob-Membran”. Tesis Program Pasca Sarjana Jurusan Teknik Kimia, Falkutas Teknik. ITB. Bandung.

Irianto Koes. 2007. ”Mikrobiologi : Menguak Dunia Mikroorganisme”. Yrama Widya. Bandung.

Nurjanah, Riza. 2002. “Teknologi Membran”. Institut Teknologi Bandung. Bandung.

Page 19: Naskah Artikel

19

L. LAMPIRAN

(1) Biodata Dosen Pembimbing

Nama Lengkap : Rahmayetty ,ST. MT.

NIP : 132 231 659

Tempat,Tanggal Lahir : Palembang, 02 Oktober 1974

Alamat Rumah& No Telp./HP :Griya Cilegon D1 No. 9

(0254)375988/081219260041

Bidang Keahlian : Bioteknologi

Alamat E-mail : [email protected]

Tanda Tangan Dosen Pembmbing

Rahmayetty,ST.MT

(2) Biodata Ketua Kelompok

Nama Lengkap : Toufan Dwi Hari Sasongko

NPM : 3335 071537

Tempat,Tanggal lahir : Surabaya,26 Maret 1990

Alamat Rumah & No. Telp./HP : Clust. Heliconia AG 29/17 Perum Citra

Indah

Page 20: Naskah Artikel

20

Jonggol-Bogor HP: 08567234881

Alamat E-Mail : [email protected]

Tanda Tangan Ketua Kelompok

Toufan Dwi hari Sasongko

(3) Biodata Anggota Kelompok

Nama Lengkap : Ayu Rolasty Nababan

NPM : 3335 071485

Tempat,Tanggal lahir : Siborong-Borong, 13 Februari 1989

Alamat Rumah & No. Telp./HP : Jl. Kaswari no. 48 Komplek D-Flat KS

Cilegon

Alamat E-Mail : [email protected]

Tanda Tangan Anggota Kelompok

Ayu Rolasty Nababan

Nama Lengkap : Nurita Fatmawati

NPM : 3335 080843

Tempat,Tanggal lahir : Jakarta, 17 Desember 1990

Alamat Rumah & No. Telp./HP : Jl. Manyar no. 26 Komplek D-Flat KS-

Cilegon

HP : 085695509377

Alamat E-Mail : [email protected]

Page 21: Naskah Artikel

21

Tanda Tangan Anggota Kelompok

Nurita Fatmawati

Nama Lengkap : Andreas

NPM : 3335 081651

Tempat,Tanggal lahir : Jakarta, 20 April 1989

Alamat Rumah & No. Telp./HP : Jl. Merak no. 21 Komplek D-Flat KS

Cilegon

Alamat E-Mail : [email protected]

Tanda Tangan Anggota Kelompok

Andreas