III. METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 III. METODE PENELITIAN 3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN Penelitian ini dimulai pada bulan Maret 2010 hingga Januari Penelitian dilakukan di laboratorium Teknologi dan Manajemen Lingkungan, Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. 3.2 ALAT DAN BAHAN Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi reaktor kapasitas 10 liter dengan aksesorisnya, aerator, kemasan air mineral 1.5 liter, selang akuarium, akuarium penampung air, heater air, ph meter, suntikan dan botol sampling. Peralatan untuk analisis penelitian diantaranya adalah gelas ukur, gelas piala, erlenmeyer, buret, pipet, alat destilasi, labu ukur, labu kjeldhal, oven, tanur, cawan, desikator, gegep, dan timbangan digital. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampah organik padat yang diambil dari salah satu pasar tradisional di kota Bogor. Adapun komposisi sampah tesebut adalah daun pisang 7.5%, kulit jagung 24.2%, pare 14.8%, kol 19.9%, sosin 6.2%, kangkung 8.0%, sawi 8.0%, dan wortel 11.5% (b:b). Selain itu jenis sampah kulit pisang, kulit nanas, dan kol juga digunakan dalam penelitian pendahuluan-1. Sedangkan bahan-bahan kimia untuk analisis yang digunakan adalah H 2 SO 4 0,02N, NaOH 6N, Asam Borat 2%, CuSO 4.5H 2 O, K 2 SO 4, H 2 SO 4 pekat, larutan PO 4 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mg/l, larutan amonium molibdat, larutan SnCl 2, larutan K 2 Cr 2 O M, reagen H 2 SO 4, Larutan FAS 0.1 M, indikator ferroin, dan aquades. 3.3 TAHAPAN PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan dalam 3 tahapan, yaitu penelitian pendahuluan-1 untuk mencari jenis sampah pasar yang berpotensi menghasilkan tertinggi, penelitian pendahuluan-2 proses identifikasi terhadap degradasi bahan yang terpilih pada proses fermentasi, dan penelitian utama tahap uji kinerja kondisi pada skala 10 liter terhadap penambahan feed baru Penelitian Pendahuluan-1 Penelitian pendahuluan-1 ini merupakan proses identifikasi produksi sampah pasar organik dari beberapa bahan berbeda yang berpotensi menghasilkan tertinggi. Penelitian pendahuluan-1 ini dilakukan di dalam kemasan air mineral 1.5 liter, sedangkan bobot bahan yang digunakan adalah 500 gram. Bahan yang digunakan dalam penelitian pendahuluan ini adalah kulit pisang, kulit nanas, kol, dan sampah organik dari 2 pasar yang berbeda. Langkah pertama sampah dirajang sampai ukuran 2-5 cm, kemudian di masukan kedalam kemasan air mineral dan dikondisikan dalam keadaan anaerob. Proses ini dilakukan pada suhu kamar tanpa ada kontrol suhu yang tetap. Gas yang terbentuk disalurkan ke dalam gelas ukur yang diletakkan terbalik berisi air penuh, sehingga jumlah gas yang terbentuk adalah jumlah ruang udara yang terdapat di dalam gelas ukur tersebut. Untuk lebih memperjelas kondisi dan prinsip kerja alat Gambar 4 menunjukkan proses fermentasi pada penelitian pendahuluan-1. Proses fermentasi dihentikan sampai bahan tidak menghasilkan gas lagi. Analisis yang dilakukan 13

2 meliputi perhitungan jumlah gas yang terbentuk, karakterisasi bahan awal, dan karakterisasi kompos dan lindi. Diagram alir penelitian pendahuluan-1 dijelaskan pada Gambar 3. Sampah pasar Pengecilan ukuran sampai 2-5 cm Karakterisasi bahan awal Bahan baku 500 g suhu kamar, sampai tidak dihasilkan yang terbentuk Kompos dan pupuk cair Analisis : kadar air, kadar abu, TS, TVS, ph, COD, N, P Gambar 3. Diagram alir penelitian pendahuluan-1 Gambar 4. Penelitian pendahuluan-1 14

3 3.3.2 Penelitian Pendahuluan-2 Penelitian pendahuluan-2 ini dilakukan setelah evaluasi dari penelitian pendahuluan-1, yaitu laju produksi gas disiang hari (suhu o C) lebih banyak dari malam hari yang suhunya relatif lebih rendah yaitu berkisar antara o C. Kemudian kurva akumulasi gas yang dihasilkan menunjukan bahwa fase eksponensial berhenti pada hari ke-17, selain itu jenis sampah yang menghasilkan gas terbanyak adalah jenis sampah pasar-1 dengan komposisi sampah, daun pisang 7.5%, kulit jagung 24.2%, pare 14.8%, kol 19.9%, sosin 6.2%, kangkung 8.0%, sawi 8.0%, dan wortel 11.5% (b:b). Pada penelitian pendahuluan-2 ini bahan yang digunakan adalah jenis sampah yang menghasilkan tertinggi, yaitu jenis sampah pasar-1, dengan komposisi sampah sebagaimana dijelaskan di atas. Dengan menggunakan botol air mineral 1.5 liter, selang akuarium, dan gelas piala yang dipasang sebagaimana pada penelitian pendahuluan-1, sebanyak 600 gram sampah dianaerobkan pada botol tersebut dan suhu operasi dibuat konstan yaitu 32 o C. Pengamatan dilakukan sampai hari ke-17. Analisis yang dilakukan pada penelitian pendahuluan-2 ini meliputi perhitungan jumlah gas yang terbentuk, kadar air, kadar abu, Total Solid dan kandungan bahan organik bahan. Diagram alir penelitian pendahuluan-2 dijelaskan pada Gambar 5. Adapun prinsip kerja fermentasi pada penelitian pendahuluan-2 ini adalah sejumlah bahan yang telah ditentukan jumlahnya difermentasi pada kondisi 32 o C. Temperatur konstan tersebut diperoleh dari air yang dihangatkan dengan heater sampai suhu 32 o C. Reaktor dibuat terendam di dalam air sehingga suhu reaktor adalah sama dengan suhu air. Gambar 6 menunjukkan proses fermentasi pada peneitian pendahuluan-2. Sampah pasar organik Pengecilan ukuran sampai 2-5 cm Bahan baku 600 g suhu 32 o C, selama 17 hari Pengukuran TS dan TVS bahan setiap harinya untuk mengetahui penurunan bahan organik yang terbentuk Gambar 5. Diagram alir penelitian pendahuluan-2 15

4 Gambar 6. Penelitian Pendahuluan Penelitian Utama Penelitian utama dilakukan di dalam reaktor skala 10 liter. Pertama-tama sampah yang sama komposisinya dengan penelitian pendahuluan-2 di rajang ukurannya sampai 2-5 cm. Kemudian sebanyak 2.5 kg bahan dicampur dengan kotoran sapi segar dengan perbandingan 9:1. Suhu operasi dibuat konstan yaitu pada range o C. Setiap harinya dilakukan pengukuran yang terbentuk dan volume lindinya, selain itu setiap 2 hari sekali dilakukan pengukuran ph lindi dan bahan, COD lindi dan bahan, dan TS-TVS untuk mengetahui kandungan bahan organik bahan. Setelah fermentasi selama 30 hari, kompos yang terbentuk ditambahkan feed baru dengan perbandingan 50:50 dan 25:75. Perlakuan pertama adalah penambahan feed sebanyak 50% dari bobot total, artinya sebanyak 1.25 kg kompos ditambah 1.25 kg bahan baru sebagai feed, kemudian dicampurkan atau dihomogenkan dan difermentasi anaerobik selama 30 hari. Perlakuan kedua adalah dengan penambahan 75% bahan baru dan 25% kompos sebagai strarternya. Pada penelitian utama ini bahan difermentasi pada suhu o C. Kemudian dilakukan analisis meliputi kadar air, kadar abu, TS, TVS, ph lindi dan bahan, COD lindi dan bahan, kandungan N dan P untuk kompos dan pupuk cair, dan perhitungan jumlah dan lindi yang terbentuk. Diagram alir penelitian utama dijelaskan pada Gambar 7. Gambar 8 menunjukkan desain reaktor skala 10 l yang digunakan pada penelitian utama. Terdapat 3 tabung utama pada reaktor skala 10 l ini, yaitu tabung A berfungsi sebagai penampung yang terbentuk, tabung B berfungsi sebagai tabung penyimpanan bahan yang difermentasi, dan tabung C berfungsi sebagai penampung lindi yang terbentuk hasil prosess fermentasi. Prinsip kerja tabung reaktor ini adalah bahan yang difermentasi disimpan pada tabung B, proses fermentasi anaerobik berlangsung dan yang terbentuk akan terakumulasi ke atas menekan permukaan air pada tabung A. Perhitungan jumlah yang terbentuk adalah selisih antara volume tabung saat terdapat dengan volume tabung pada kondisi tanpa. Sementara itu tabung C berfungsi sebagai penampung lindi yang terbentuk, hasil proses fermentasi berupa air lindi akan mengalir ke bawah dan dikumpulkan pada tabung C. Setiap 2 hari sekali lindi yang terbentuk diresirkulasi ke dalam tabung B melalui saluran yang telah disediakan. Kondisi suhu yang konstan diatur oleh heater dan termostat yang dipasang pada tabung B. Sebagai indikatornya pada tabung B juga terdapat port untuk memasukkan termometer, sehingga suhu di dalam tabung B senantiasa bisa dikontrol. Selain itu, pada tabung B juga terdapat lubang pengambilan sampel padat untuk keperluann analisis yang dilakukan. 16

5 Sampah pasar organik Pengecilan ukuran sampai 2-5 cm Kotoran sapi g Bahan baku 2.5 kg suhu o C, selama 30 hari Pengukuran TS-TVS bahan, COD bahan & lindi, ph bahan&lindi setiap 2 hari sekali yang terbentuk Kompos dan pupuk cair Analisis : kadar air, kadar abu, TS, TVS, ph, COD, N, P Kompos yang terbentuk dijadikan starter dengan penambahan feed baru dengan perbandingan 50:50 dan 25:75 suhu o C, selama 30 hari Pengukuran TS-TVS bahan, COD bahan &lindi, ph bahan&lindi setiap 2 hari sekali yang terbentuk Kompos dan pupuk cair Analisis : kadar air, kadar abu, TS, TVS, ph, COD, N, P Gambar 7. Diagram alir penelitian utama 17

6 Gambar 8. Desain reaktor skala 10 liter 18