POTENSI BIOGAS SAMPAH SISA MAKANAN DARI RUMAH MAKAN

Transkripsi

1 POTENSI BIOGAS SAMPAH SISA MAKANAN DARI RUMAH MAKAN Oleh : Ikhsan Gunawan Pembimbing : Prof. Dr. Yulinah Trihadiningrum, MAppSc Co-Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Soeprijanto, MSc

2 Latar Belakang Bertambahnya jumlah penduduk mengakibatkan peningkatan kebutuhan energi. Fenomena yang terjadi saat ini adalah semakin banyaknya rumah makan (restaurant) bermunculan sebagai akibat perubahan gaya hidup masyarakat. Badan Pusat Statistik Kota Surabaya mencatat pada 29 terdapat 997 rumah makan di surabaya Rumah makan dengan jumlah kunjungan rata-rata 1 orang/ memiliki timbulan sampah 4 kg setiap nya. Jumlah sampah yang cukup banyak ini memiliki potensi untuk digunakan sebagai bahan baku energi alternatif yang terbarukan, yaitu sebagai bahan baku biogas

3 Perumusan Masalah & Lingkup Penelitian Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut : Bagaimanakah potensi biogas dari sampah sisa makanan? Bagaimanakah kondisi optimum proses pembentukan biogas berdasarkan : a. Nilai COD b. Nilai N c. 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.

4 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk : Menganalisis potensi biogas yang bersumber dari sampah sisa makanan Menentukan kondisi optimum proses pembentukan biogas berdasarkan variasi : a. Nilai COD b. Nilai N c. Penambahan starter

5 Tinjauan Pustaka 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, 25).

6 Tinjauan Pustaka Proses pengolahan limbah secara anaerobik merupakan metode yang efektif untuk pengolahan berbagai limbah dengan bahan organik yang tinggi (Digman dan Kim, 28). Pada umumnya, produksi biogas yang optimum akan terjadi pada HRT 2-3 (Garcelon dkk, 21). 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).

7 Alur Pikir Penelitian Ide penelitian Perumusan masalah Persiapan alat dan bahan Karakterisasi sampah rumah makan : COD, N, ph, TSS, VSS Mempersiapkan reaktor batch dan melakukan percobaan dengan variabel penelitian sebagai berikut : 1.Nilai COD 5, 1., 15., 2., 25., 3. mg/l 2.Nilai N 2, 3, 4, 5, 6 mg/l 3.Slurry dengan penambahan biostarter dan tanpa penambahan biostarter. Pengukuran hasil reaktor biogas : 1.Pengukuran volume biogas dilakukan setiap 2.Pengukuran nilai COD dilakukan setiap dua. 3.Pengukuran nilai N, ph, TSS, VSS, dilakukan pada awal dan akhir percobaan Ai

8 Alur Pikir Penelitian Ai Percobaan dengan sistem plug-flow : 1. Penentuan kriteria desain reaktor 2. Pembuatan reaktor dengan sistem plug-flow untuk skala laboratorium 3. Uji coba reaktor 4. Pengukuran volume biogas dilakukan setiap 5. Pengukuran N, ph, TSS, VSS dilakukan pada awal dan akhir percobaan. Analisis data dan pembahasan Kesimpulan

9 Gambar Reaktor Biogas Gambar reaktor sistem batch Gambar reaktor sistem plug-flow

10 Penelitian Batch Tahap 1 Pada tahap ini ditentukan nilai COD 5., 1., 15., 2., 25., dan 3. mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai COD mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 12 volume biogas (ml) COD 5 COD 1 COD 15 COD 2 COD 25 COD 3

11 Penelitian Batch Tahap 1 Pada tahap ini ditentukan nilai COD 5., 1., 15., 2., 25., dan 3. mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai COD mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 3 laju pembentukan biogas (ml) COD 5 Laju Pembentukan Biogas Pada COD 5. mg/l

12 Penelitian Batch Tahap 1 Pada tahap ini ditentukan nilai COD 5., 1., 15., 2., 25., dan 3. mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai COD mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 8 laju pembentukan biogas (ml) COD 1 Laju Pembentukan Biogas Pada COD 1. mg/l

13 Penelitian Batch Tahap 1 Pada tahap ini ditentukan nilai COD 5., 1., 15., 2., 25., dan 3. mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai COD mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 35 laju pembentukan biogas (ml) COD 15 Laju Pembentukan Biogas Pada COD 15. mg/l

14 Penelitian Batch Tahap 1 Pada tahap ini ditentukan nilai COD 5., 1., 15., 2., 25., dan 3. mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai COD mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 4 laju pembentukan biogas (ml) COD 2 Laju Pembentukan Biogas Pada COD 2. mg/l

15 Penelitian Batch Tahap 1 Pada tahap ini ditentukan nilai COD 5., 1., 15., 2., 25., dan 3. mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai COD mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 7 laju pembentukan biogas (ml) COD 25 Laju Pembentukan Biogas Pada COD 25. mg/l

16 Penelitian Batch Tahap 1 Pada tahap ini ditentukan nilai COD 5., 1., 15., 2., 25., dan 3. mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai COD mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 7 laju pembantukan biogas (ml) COD 3 Laju Pembentukan Biogas Pada COD 3. mg/l

17 Penelitian Batch Tahap 2 Pada tahap ini ditentukan nilai N 2, 3, 4, 5, dan 6 mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai N mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 25 volume biogas

18 Penelitian Batch Tahap 2 Pada tahap ini ditentukan nilai N 2, 3, 4, 5, dan 6 mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai N mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. laju pembentukan biogas (ml) N 2 Laju Pembentukan Biogas Pada N 2 mg/l

19 Penelitian Batch Tahap 2 Pada tahap ini ditentukan nilai N 2, 3, 4, 5, dan 6 mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai N mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. 5 laju pembentukan biogas (m) N 3 Laju Pembentukan Biogas Pada N 3 mg/l

20 Penelitian Batch Tahap 2 Pada tahap ini ditentukan nilai N 2, 3, 4, 5, dan 6 mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai N mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. laju pembentukan biogas (ml) N 4 Laju Pembentukan Biogas Pada N 4 mg/l

21 Penelitian Batch Tahap 2 Pada tahap ini ditentukan nilai N 2, 3, 4, 5, dan 6 mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai N mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. laju pembentukan biogas (ml) N 5 Laju Pembentukan Biogas Pada N 5 mg/l

22 Penelitian Batch Tahap 2 Pada tahap ini ditentukan nilai N 2, 3, 4, 5, dan 6 mg/l kemudian dilakukan percobaan secara batch untuk mengetahui nilai N mana yang dapat menghasilkan biogas paling optimum. laju pembentukan biogas (ml) N 6 Laju Pembentukan Biogas Pada N 6 mg/l

23 Penelitian Batch Tahap 3 Pada tahap ini diteliti perbandingan volume biogas yang dihasilkan dari slurry tanpa dan dengan penambahan biostarter EM4. Volume Total Biogas volume biogas Dengan EM4 Tanpa EM4

24 Penelitian Batch Tahap 3 Pada tahap ini diteliti perbandingan volume biogas yang dihasilkan dari slurry tanpa dan dengan penambahan biostarter EM4. laju pembentukan biogas 8 laju pembentukan biogas laju pembentukan biogas Grafik laju pembentukan biogas yang dihasilkan dari slurry dengan penambahan biostarter EM4

25 Penelitian Batch Tahap 3 Pada tahap ini diteliti perbandingan volume biogas yang dihasilkan dari slurry tanpa dan dengan penambahan biostarter EM4. laju pembentukan biogas 7 laju pembentukan biogas laju pembentukan biogas Grafik laju pembentukan biogas yang dihasilkan dari slurry tanpa penambahan biostarter EM4

26 Perhitungan Potensi Biogas Menurut 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

27 Perhitungan Potensi Biogas 1. Tabel persentase distribusi komponen penyusun bahan baku biogas. Komponen Berat Kering (lb) C = 48% H = 6,4% O = 37,6 % N = 2,6 % Sampah Makanan 1,215,583,78,457,32 2. Tabel komposisi mol dan mol ratio dari penyusun bahan baku biogas Komposisi Berat Atom mol mol ratio C 12,1,121 2 H 1,1, O 16,71 12 N 14,1,6 1 Sehingga rumus kimia bahan baku biogas adalah C2H32O12N

28 Perhitungan Potensi Biogas 3. Menghitung potensi biogas dari hasil reaksi berkut : C2H32O12N + 7 H2 1,75 CH4 + 9,25 CO2 + NH3 Menurut Chang (23), berat kering sampah makanan adalah 8% dari berat sampah basah. Menurut Eder dan Schulz (26), 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 1, ,784 g =,59 L = 59 ml/g 478,7173 g/l

29 Kesimpulan Berdasarkan penelitian ini diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Potensi volume biogas dari sampah sisa makanan adalah 59 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 1. mg/l, nilai awal N total 3 mg/l, dan penambahan biostarter EM4 sebesar 1% dari volume total slurry. Saran Pada penelitian berikutnya, perlu dilakukan hal hal berikut : 1.Melakukan pemantauan ph setiap dan memastikan ph stabil pada kondisi netral, sehingga pembentukan biogas tetap berjalan baik. 2.Mengukur dan memvariasikan nilai P selain nilai N.

30 Terima Kasih