POTENSI BIOGAS SAMPAH SISA MAKANAN DARI RUMAH … · Latar Belakang ... (tanpa udara) dengan bagian...

POTENSI BIOGAS SAMPAH SISA MAKANAN DARI RUMAH MAKAN

Oleh : Ikhsan Gunawan – 3309 201 010

Pembimbing : Prof. Dr. Yulinah Trihadiningrum, MAppSc

Co-Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Soeprijanto, MSc

Latar Belakang• Bertambahnya jumlah penduduk mengakibatkan peningkatan

kebutuhan energi.

• Fenomena yang terjadi saat ini adalah semakin banyaknyarumah makan (restaurant) bermunculan sebagai akibatperubahan gaya hidup masyarakat. Badan Pusat Statistik KotaSurabaya mencatat pada 2009 terdapat 997 rumah makan disurabaya

• Rumah makan dengan jumlah kunjungan rata-rata 100orang/hari memiliki timbulan sampah 40 kg setiap harinya.Jumlah sampah yang cukup banyak ini memiliki potensiuntuk digunakan sebagai bahan baku energi alternatif yangterbarukan, yaitu sebagai bahan baku biogas

Perumusan Masalah & Lingkup PenelitianRumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagaiberikut : Bagaimanakah potensi biogas dari sampah sisa makanan ?• Bagaimanakah kondisi optimum proses pembentukan biogas

berdasarkan :a. Nilai CODb. Nilai Nc. Penambahan starter

Lingkup penelitian ini adalah : Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Lingkungan

ITS Penelitian menggunakan reaktor dengan sistem batch Bahan baku adalah sampah sisa makanan Starter yang digunakan adalah EM4.

Tujuan PenelitianPenelitian ini bertujuan untuk : Menganalisis potensi biogas yang bersumber dari sampah

sisa makanan

Menentukan kondisi optimum proses pembentukan biogasberdasarkan variasi :

a. Nilai CODb. Nilai Nc. Penambahan starter

Pada prinsipnya, teknologi anaerobic digester adalah

teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi

(pembusukan) dari sampah organik secara anaerobik

(tanpa udara) dengan bagian-bagian pokok terdiri atas

pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan

pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry ), dan

pipa penyaluran biogas (Karim dkk, 2005).

Tinjauan Pustaka

Tinjauan Pustaka Proses pengolahan limbah secara anaerobik merupakan

metode yang efektif untuk pengolahan berbagai limbah

dengan bahan organik yang tinggi (Digman dan Kim, 2008).

Pada umumnya, produksi biogas yang optimum akan terjadi

pada HRT 20 - 30 hari (Garcelon dkk, 2001).

Faktor - faktor yang mempengaruhi produksi biogas antara

lain: (1) komposisi bahan baku, (2) organic loading, (3) waktu

dan suhu yang diperlukan supaya penguraian berlangsung

optimal (Polprasert, 1996).

Alur Pikir Penelitian

Pengukuran hasil reaktor biogas : 1.Pengukuran volume biogas dilakukan setiap hari2.Pengukuran nilai COD dilakukan setiap dua hari. 3.Pengukuran nilai N, pH, TSS, VSS, dilakukan pada awal dan akhir percobaan

Mempersiapkan reaktor batch dan melakukan percobaan dengan variabel penelitian sebagai berikut :1.Nilai COD 5000, 10.000, 15.000, 20.000, 25.000, 30.000 mg/L2.Nilai N 200, 300, 400, 500, 600 mg/L3.Slurry dengan penambahan biostarter dan tanpa penambahan biostarter.

Ide penelitian

Perumusan masalah

Persiapan alat dan bahan

Karakterisasi sampah rumah makan :COD, N, pH, TSS, VSS

Ai

Alur Pikir Penelitian

Percobaan dengan sistem plug-flow :

1. Penentuan kriteria desain reaktor2. Pembuatan reaktor dengan sistem plug-flow untuk skala laboratorium 3. Uji coba reaktor4. Pengukuran volume biogas dilakukan setiap hari5. Pengukuran N, pH, TSS, VSS dilakukan pada awal dan akhir percobaan.

Analisis data dan pembahasan

Kesimpulan

Ai

Gambar reaktor sistem batch

Gambar reaktor sistem plug-flow

Gambar Reaktor Biogas

Hasil dan Pembahasan

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5 6 7 8

hari

volu

me

biog

as (m

l) COD 5000COD 10000COD 15000COD 20000COD 25000COD 30000

Penelitian Batch Tahap 1

Pada tahap ini ditentukan nilai COD 5.000, 10.000, 15.000, 20.000, 25.000, dan 30.000 mg/L kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai COD mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum.

Hasil dan PembahasanPenelitian Batch Tahap 1


0

50

100

150

200

250

300

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas (

ml)

COD 5000

Laju Pembentukan Biogas Pada COD 5.000 mg/L



-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju p

embe

ntuk

an bi

ogas

(ml)

COD 10000





-50

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas

(ml)

COD 15000




-100-50

050

100150200250300350400

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas (

ml)

COD 20000




-10

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas

(ml)

COD 25000




-10

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bant

ukan

bio

gas (

ml)

COD 30000


Pada tahap ini ditentukan nilai N 200, 300, 400, 500, dan 600 mg/L kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai N mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum.

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 2 3 4 5 6 7 8

hari

volu

me

biog

as 200300400500600



-200

-100

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas

(ml) N 200

Laju Pembentukan Biogas Pada N 200 mg/L




-100

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas

(m)

N 300




-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas

(ml)

N 400




-200

-100

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas

(ml)

N 500




-100

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

ben

tuka

n b

iog

as

(ml)

N 600


Pada tahap ini diteliti perbandingan volume biogas yang dihasilkan dari slurry tanpa dan dengan penambahan biostarter EM4.

Volume Total Biogas

0200400600800

100012001400

0 1 2 3 4 5 6 7 8

hari

vo

lum

e b

iog

as

Dengan EM4

Tanpa EM4


laju pembentukan biogas

-200

0

200

400

600

800

0 1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

ben

tuka

n b

iog

as




Grafik laju pembentukan biogas yang dihasilkan dari slurry dengan penambahan biostarter EM4



-100

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 4 5 6 7 8

hari

laju

pem

bent

ukan

bio

gas


Grafik laju pembentukan biogas yang dihasilkan dari slurry tanpa penambahan biostarter EM4



Perhitungan Potensi BiogasMenurut Tchobanoglous, Theisen, dan Vigil (1993) potensi biogas dapat dihitung dengan persamaan :

Kemudian nilai “a”, “b”, “c”, “d” dihitung dengan cara sebagai berikut :

1. Menyusun tabel yang berisi persentase distribusi komponen penyusun bahan baku biogas.

2. Menghitung komposisi mol dan mol ratio dari penyusun bahan baku biogas

3. Menghitung potensi biogas

Perhitungan Potensi Biogas1. Tabel persentase distribusi komponen penyusun bahan baku biogas.

2. Tabel komposisi mol dan mol ratio dari penyusun bahan baku biogas

Komposisi Berat Atom mol mol ratio

C 12,01 0,0121 20

H 1,01 0,0193 32

O 16 0,0071 12

N 14,01 0,0006 1

Sehingga rumus kimia bahan baku biogas adalah C20H32O12N

KomponenBerat

Kering (lb) C = 48% H = 6,4% O = 37,6 % N = 2,6 %

Sampah Makanan 1,215 0,583 0,078 0,457 0,032

3. Menghitung potensi biogas dari hasil reaksi berkut :

C20H32O12N + 7 H20 → 10,75 CH4 + 9,25 CO2 + NH3

Perhitungan Potensi Biogas

Menurut Chang (2003), berat kering sampah makanan adalah 80% dari berat sampah basah. Menurut Eder dan Schulz (2006), hal penting yang harus diketahui dalam proses anaerobik adalah bahwa hanya material organik kering saja yang berkontribusi untuk membentuk biogas.

•Perhitungan CH4 dengan berat kering slurry 137,784 g

10,75 × 16 × 137,784 g = 0,509 L = 509 mL/g 478 0,7173 g/L

KesimpulanBerdasarkan penelitian ini diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Potensi volume biogas dari sampah sisa makanan adalah 509 mL/g berat kering. Volume rata-rata biogas hasil percobaan adalah 8,746 mL/g berat kering.

2. Kondisi optimum pembentukan biogas dari sampah sisa makanan diperoleh pada slurry dengan karakteristik : nilai awal COD 10.000 mg/L, nilai awal N total 300 mg/L, dan penambahan biostarter EM4 sebesar 1% dari volume total slurry.

Pada penelitian berikutnya, perlu dilakukan hal – hal berikut :

1.Melakukan pemantauan pH setiap hari dan memastikan pH stabil pada kondisi netral, sehingga pembentukan biogas tetap berjalan baik.

2.Mengukur dan memvariasikan nilai P selain nilai N.

Saran

Terima Kasih

POTENSI BIOGAS SAMPAH SISA MAKANAN DARI RUMAH … · Latar Belakang ... (tanpa udara) dengan bagian...

Documents

Transcript of POTENSI BIOGAS SAMPAH SISA MAKANAN DARI RUMAH … · Latar Belakang ... (tanpa udara) dengan bagian...