BAHAN DAN METODE. Penelitian dilaksanakan di ITTARA PD. Semangat Jaya, Desa Sri Rejeki,

Transkripsi

1 23 III. BAHAN DAN METODE 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di ITTARA PD. Semangat Jaya, Desa Sri Rejeki, Kecamatan Negeri Katon, Kabupaten Pesawaran, Provinsi Lampung dan Laboratorium Pengelolaan Limbah Agroindustri Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung pada bulan Mei sampai dengan September Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan adalah biogas reaktor sistem CIGAR (Covered In Ground Anaerobic Reactor) yang telah ada di ITTARA PD. Semangat Jaya, Water meter, Gas chromatography (Shimadzu GC-2014), Neraca analitik (Shimadzu AUY 220), HACH spektrofotometri DR4000, Reaktor unit DRB200, ph meter HM-20P, Desikator, Cool box, refrigerator, sentrifuge AS-ON.E, dan alat-alat bantu analisis. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah air limbah tapioka,, singkong, kulit, onggok, tapioka yang diambil dari ITTARA, dan bahan-bahan untuk analisis.

2 Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah metode survei dan pengukuran langsung di ITTARA PD.Semangat Jaya. Sampel yang digunakan diambil dari ITTARA PD. Semangat Jaya. Sampel tersebut berupa air limbah tapioka, singkong, kulit singkong, onggok, tapioka dan elot. Sampel air limbah terdiri dari lima titik pengambilan sampel yang berbeda yaitu air limbah setelah pengendapan tapioka, air limbah setelah pengendapan elot, air limbah pencucian singkong, inlet bioreaktor dan outlet bioreaktor, untuk mendapatkan data kualitas air limbah. Perhitungan emisi gas rumah kaca menggunakan faktor-faktor emisi yang telah disepakati secara global. Data hasil pengamatan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik kemudian dibahas secara deskriptif. Titik pengambilan sampel air limbah ITTARA PD. Semangat Jaya disaijkan pada Gambar 4. Gambar 4. Titik pengambilan sampel air limbah ITTARA PD. Semangat Jaya.

3 25 Bioraktor yang digunakan yaitu bioreaktor dengan sistem CIGAR. Pengamatan yang dilakukan terhadap sampel yaitu nilai Total Chemical Oxygen Demand (CODt) dan ph. Proses pengamatan dan pengambilan sampel di lapangan dilakukan dua kali dalam seminggu yang disesuaikan dengan jadwal produksi ITTARA PD. Semangat Jaya kemudian sampel dilakukan analisis di laboratorium Pengelolaan Limbah Agroindustri. 3.4 Pelaksanaan Penelitian Pengumpulan Data Penelitian ini menggunakan air limbah tapioka, air limbah tapioka diambil dari empat titik pengambilan sampel yang berbeda, terdiri dari air limbah setelah pengendapan pati, air limbah setelah pengendapan elot, inlet bioreaktor dan outlet bioreaktor, ditentukan karakterisasinya dengan menganalisis nilai CODt dan ph. Bioreaktor memiliki saluran masuk (inlet) air limbah yang berfungsi untuk masuknya air limbah ke dalam bioreaktor dan saluran keluar (outlet) air limbah. Pengambilan sampel menggunakan botol sampel berukuran 500 ml. Jumlah air yang digunakan selama proses produksi berlangsung pada alat water meter juga dilakukan pencatatan, serta dilakukannya pencatan jumlsh dsn pengukuran kadar air singkong, kulit, onggok, pati dan elot. Data hasil pengamatan yang diperoleh ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik, kemudian digunakan untuk menghitung potensi neraca air limbah dan potensi emisi gas rumah kaca. Skema pengukuran jumlah air bersih untuk proses produksi yang tercatat pada water mater dan kadar air sampel disajikan pada Gambar 5.

4 26 Gambar 5. Skema pengukuran air pada water mater dan kadar air sampel Pengamatan Pengamatan yang dilakukan adalah CODt, ph, volume air bersih untuk proses produksi dan pengukuran konsentrasi gas metana. Pengukuran CODt Pengukuran CODt dilakukan guna mengetahui total kebutuhan oksigen untuk mengoksidasi bahan organik (baik yang terlarut maupun yang tidak larut) dalam air limbah secara kimia. Ambil sebanyak 0,2 ml menggunakan mikropipet, sebelumnya sampel limbah diaduk terlebih dahulu. Masukkan ke dalam vial yang berisi reagen COD, kemudian panaskan dengan reactor unit DBR 200 pada suhu 150 o C selama 2 jam. Setelah dipanaskan, keluarkan vial dan dibiarkan hingga dingin (suhu ruang) kemudian diukur nilai CODt dengan HACH Spektrofotometri DR4000 (HACH Company, 2004).

5 27 Pengukuran ph Pengukuran ph dilakukan dengan menggunakan ph meter. Sampel diletakkan dalam erlenmeyer dan ph meter kemudian dipersiapkan. Kemudian ph meter dicelupkan ke dalam sampel yang berada di erlenmeyer lalu diaduk-aduk. Angkaangka pada layar pengukuran akan terus berubah, pengukuran ph dengan menggunakan ph meter ini selesai apabila angka pada layar tidak lagi berubah (DKK-TOA Corporation, 2004). Pencatatan volume air bersih Pencatatan air bersih dilakukan untuk mengetahui total kebutuhan air bersih selama proses produksi berlangsung. Pencatatan tersebut menggunakan alat yaitu water meter sehingga total air bersih untuk proses produksi dapat tercatat dengan baik. Konsentrasi gas metana Biogas yang diproduksi oleh bioreaktor dianalisis kandungan gas metannya dengan GC (Gas Chromatography) merk Shimadzu GC-2014, menggunakan column jenis shincarbon dengan panjang 1-4 meter dan detektor TCD (Thermal Conductivity Detector), pada temperatur 200 ⁰ C dan current 80 ma untuk mengetahui konsentrasi gas metana. (Shimadzu Corporation, 2004) Perhitungan Potensi Emisi Gas Rumah Kaca Air limbah ITTARA PD. Semangat Jaya memiliki potensi yang sangat besar sebagai gas rumah kaca karena terjadinya pembentukan gas metana (CH₄),

6 28 sehingga ditentukan karakteristiknya dengan menganalisis parameter yang berkaitan langsung dengan pembentukan gas metana (CH₄) yaitu nilai CODt (Total Chemical Oxygen Demand). a. Perrhitungan Jumlah Air Limbah E = (A x KA A + B) (C x KA c + D x KA D + F x KA F + G x KA G ) s E = Air limbah yang dihasilkan (m 3 /hari) A = Singkong (ton/hari) KA A = Kadar air singkong (%) B = Debit air yang digunakan (m 3 /hari) C = Berat tapioka (ton/hari) KA C = Kadar air tapioka (%) D = Berat onggok (ton/hari) KA D = Kadar air onggok (%) F = Berat kulit (ton/hari) KA F = Kadar air kulit (%) G = Berat elot (ton/hari) KA G = Kadar air elot (%) b. Nilai Pembebanan COD (COD load) Pembebanan COD = Laju alir x CODin Pembebanan COD L aju alir CODin = Nilai COD (kg/hari) = Jumlah air limbah (m³/hari) = COD inlet (mg/l) Sumber : (Tchobanoglous et al. 2003)

7 29 c. COD removal CODr = CODin CODout x Laju alir CODremoval CODin CODout Laju alir = Nilai COD terurai (mg/l) = Nilai COD inlet (mg/l) = Nilai COD outlet (mg/l) = Jumlah air limbah (m³/hari) Sumber : (Tchobanoglous et al. 2003) d. Potensi gas metana CH 4 = CODr x 0,35* CH 4 = Jumlah potensi gas metana (m 3 /hari) CODr = COD removal (kg/hari) Berat CH 4 = mol CH ** 4 x berat molekul CH 4 *) 1 kg CODr = 0,35 m 3 CH 4 (Tchobanoglous et al, 2003) **) 1 mol gas CH 4 dalam keadaan STP yaitu setara dengan 22,4 L e. Potensi Biogas Biogas = CH 4 / % metana Biogas = Jumlah potensi biogas (m 3 /hari) CH 4 = Jumlah potensi gas metana (m 3 /hari) % metana = Konsentrasi gas metan dalam biogas Sumber : (Tchobanoglous et al. 2003) f. Potensi Emisi CO 2 e dari GWP CH4 Potensi Emisi = CH 4 x GWP CH4 Potensi Emisi = Potensi Emisi CO 2 e dari CH 4 ( g CO 2 e / hari) CH 4 = Total metan dari biogas (g / hari) GWP CH4 = 21 (IPCC Tools, 2006) Sumber : IPCC, (2006)