BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Beberapa tahun terakhir, pemanasan global yang diakibatkan oleh kerusakan lingkungan menjadi topik yang sedang hangat dibicarakan. Salah satu penyebab kerusakan lingkungan tersebut adalah penggunaan energi yang berbahan fosil yang merupakan sumber daya yang tidak dapat diperbaharui, seperti penggunaan solar dan bensin. Eksploitasi sumber daya fosil yang paling banyak digunakan adalah minyak bumi karena mayoritas industri menggunakan bahan bakar fosil untuk menunjang proses produksi. Untuk mengurangi hal tersebut, maka diperlukan adanya energi alternatif untuk diversifikasi ketersediaan sumber energi di masa yang akan datang. Salah satu contoh energi alternatif adalah penggunaan biogas. Biogas merupakan bahan bakar ramah lingkungan karena dapat diperbaharui, biogas dihasilkan dari limbah rumah tangga, kotoran hewan, kotoran manusia, sampah organik, dan sebagainya, yang mengalami proses penguraian atau fermentasi oleh mikroorganisme (Imam Sadzali, 2010). Di samping itu, adanya kenaikan tarif listrik, kenaikan harga LPG (Liquefied Petroleum Gas), kelangkaan bahan bakar minyak premium, minyak tanah, dan bahan bakar lainnya, menjadikan biogas menjadi sumber energi alternatif yang murah. Beberapa limbah peternakan ataupun industri yang berpotensi dijadikan sumber biogas yaitu kotoran sapi dan limbah cair tahu. Hal ini dapat dilakukan karena melihat masih banyaknya peternakan sapi dan industri tahu di Indonesia yang belum memanfaatkan limbahnya dengan baik. Upaya pengelolaan kotoran sapi dan limbah cair tahu menjadi produk yang bermanfaat seperti biogas telah lama dilakukan, walaupun masih ada beberapa kendala yang dihadapi. Salah satu kendala yang belum pernah diteliti adalah pengaruh tekanan internal digester biogas terhadap aktivitas bakteri penghasil biogas. Pada penelitian sebelumnya oleh Amaliyah Rohsari Indah Utami (2010), tekanan internal digester biogas anaerob akan mempengaruhi produktivitas biogas. Pengaruh tersebut adalah apabila tekanan internal digester biogas besar maka 1

2 produksi gas metana semakin menurun dan sebaliknya. Pada saat tekanan internal tertentu, bakteri tidak dapat beraktivitas dalam produksi biogas. Tekanan internal pada digester biogas perlu dioptimalkan agar produktivitas biogas campuran kotoran sapi dan limbah cair tahu juga lebih optimal. Untuk mewujudkan dan merealisasikan konversi limbah kotoran sapi dan limbah cair tahu menjadi biogas yang lebih optimal, maka diperlukan adanya penelitian tentang peran tekanan internal pada produksi biogas yang berbahan baku campuran kotoran sapi dan limbah cair tahu. Analisis tekanan internal diperlukan karena masih banyak pemanfaatan biogas yang tidak langsung dipakai semua gasnya, atau dengan kata lain, gas dibiarkan dalam digester atau tandon gas. Dengan adanya gas metana yang terisolasi, maka kinerja bakteri akan terpengaruh sehingga dengan adanya penelitian ini diharapkan produksi biogas menjadi lebih optimal dalam mengatasi permasalahan energi RUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1. Bagaimana karakteristik sensor tekanan MPX5500, sensor temperatur thermistor, sensor gas metana TGS2611? 2. Bagaimana pengaruh tekanan internal digester biogas terhadap waktu retensi pada produktivitas biogas tersebut? 3. Bagaimana pengaruh tekanan internal digester biogas terhadap produktivitas gas metana biogas oleh bakteri metanogen? 1.3. TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui karakteristik sensor tekanan MPX5500, sensor temperatur thermistor, sensor gas metana TGS Mengetahui pengaruh tekanan internal digester biogas terhadap waktu retensi pada produktivitas biogas campuran kotoran sapi dan limbah cair tahu. 3. Mengetahui pengaruh tekanan internal digester biogas terhadap produktivitas gas metana biogas oleh bakteri metanogen. 2

3 1.4. BATASAN MASALAH Penelitian ini dibatasi oleh beberapa faktor sebagai berikut : 1. Bahan dasar penghasil biogas yang diteliti adalah kotoran sapi dicampur dengan limbah tahu dengan perbandingan volume 2 : ph substrat dikondisikan pada keadaan 6,8 7 (ph optimal untuk produktivitas biogas). 3. Parameter yang dikaji adalah tekanan internal pada digester biogas anaerob. 4. Pengamatan dilakukan selama 9 hari dengan pengambilan data secara kontinu menggunakan sensor dan uji kromatorgrafi gas pada hari ke-9. (Amaliyah Rohsari Indah Utami, 2010) 1.5. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian mengenai kotoran sapi dan limbah cair tahu sebagai biogas telah banyak dilakukan di berbagai institusi. Namun penelitian mengenai peran tekanan internal pada produksi biogas dari campuran kotoran sapi dan limbah cair tahu tidak dapat dilakukan dengan studi pustaka saja, namun harus dilakukan suatu penelitian (eksperimen), pengambilan data, pengolahan data, perancangan sistem yang tepat serta prosedur yang baik agar dicapai hasil yang diinginkan. Pada penelitian tugas akhir akan dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Pencarian referensi dari berbagai sumber seperti jurnal dan buku pelengkap (studi literatur). 2. Perancangan desain sistem skala laboratorium. 3. Pada penelitian ini akan dibangun 2 digester yang identik (skala laboratorium) dengan waktu tinjau 9 hari. Digester pertama merupakan digester dengan keran yang dibuka, sehingga tekanan internal udara dapat langsung dialirkan ke tandon penyimpanan gas, sedangkan digester kedua merupakan digester dengan keran yang ditutup (gas dibiarkan terperangkap dalam digester). Pengamatan dilakukan terhadap tekanan internal dan gas metana yang dihasilkan. 4. Variabel yang akan diteliti adalah tekanan internal di dalam digester biogas anaerob skala laboratorium. 5. Pengumpulan data diambil dari kedua digester. 3

4 6. Analisis data dilakukan setelah melakukan pengumpulan data. 7. Pengambilan Kesimpulan terhadap seluruh analisis yang telah dilakukan. Pada gambar 1.1, dijelaskan tentang diagram alir sistem penelitian mulai dari pembutan digester skala laboratorium, karakterisasi sistem sensor, serta pembuatan biogas campuran kotoran sapi dan limbah cair tahu, sampai dengan penarikan kesimpulan dan saran. Pengukuran utama yang dilakukan adalah pengukuran tekanan internal dan pengukuran konsentrasi gas metana dalam digester anaerob. Pengukuran temperatur substrat dan ph dilakukan sebagai data pendukung. Setelah data diambil dari digester, kemudian data diolah dan diambil kesimpulan tentang pengaruh tekanan internal digester pada produksi biogas. Gambar 1.1 Diagram Alir Sistem Penelitian 4

5 1.6. SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika penulisan dalam menyelesaikan tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa bab : BAB 1 PENDAHULUAN Menjelaskan mengenai latar belakang penelitian tentang pengaruh tekanan internal digester biogas anaerob skala laboratorium, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan tugas akhir. BAB 2 LANDASAN TEORI Pada bab ini akan dibahas mengenai semua dasar teori berupa metode pengukuran, sistem sensor, dan teori tekanan sebagai referensi pengantar yang berkaitan dengan penelitian tugas akhir. BAB 3 PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dijelaskan mengenai perencanaan digester yang akan digunakan dalam penelitian, sistem kerja, diagram blok, sistem sensor, serta metode pengambilan data dan analisis data yang dilakukan dalam penelitian tugas akhir. BAB 4 PEMBAHASAN DAN ANALISIS Pada bab ini akan dijelaskan realisasi sistem serta pengujian kelayakan sistem meliputi karakteristik sensor yang digunakan, pengambilan data, pengolahan data, serta analisis dari data yang diperoleh. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi mengenai kesimpulan yang berisi tentang perbandingan antara digester yang gasnya dialirkan dan dibiarkan terperangkap dalam digester, serta diberikan saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya. 5