Pengaruh Pengaturan ph dan Pengaturan Operasional Dalam Produksi Biogas dari Sampah

Transkripsi

1 Pengaruh Pengaturan ph dan Pengaturan Operasional Dalam Produksi Biogas dari Sampah Oleh : Nur Laili Dosen Pembimbing : Susi A. Wilujeng, ST., MT 1

2 Latar Belakang 2

3 Salah satu faktor penting dalam proses anaerobik adalah ph Proses anaerobik berlangsung pada kisaran ph 6 8 dengan ph optimal + 7 (Igoni et al., 2008) ph sampah segar sangat bervariasi, mulai dari 6,14; 5,05; 7,35; 7,23; 5,64; 5,7; dan 6,98 Pengaturan ph sampah pada tahap sart-up menggunakan kapur 3

4 Penelitian terdahulu menyebutkan bahwa produksi biogas menurun pada hari ke-12 sampai 15, hal ini terjadi karena pada saat tersebut konsentrasi zat organik dalam digester menurun akibat konversi zat organik menjadi CH 4, CO 2, dan gas-gas lain. Dalam penelitian ini akan dilakukan pengaturan operasional berupa penambahan bahan baku (sampah) untuk menambahkan substrat bagi mikroorganisme, dengan harapan zat organik yang dikonversi menjadi gas metana bertambah dan gas metana yang dihasilkan juga bertambah. 4

5 Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh pengaturan ph pada tahap start-up dalam produksi biogas dari sampah? 2. Bagaimana pengaruh pengaturan operasional (penambahan bahan baku) dalam produksi biogas dari sampah? 5

6 Ruang Lingkup 1. Sampah yang digunakan adalah sampah makanan dan sampah kebun dengan komposisi 3:1 2. Penelitian dilaksanakan selama 60 hari. 3. Perencanaan desain reaktor Desain reaktor volume150 liter. 1. Variabel dalam penelitian ini adalah : Pengaturan ph Penambahan bahan baku 6

7 Tujuan 1. Menentukan pengaruh pengaturan ph pada tahap start-up dalam produksi biogas dari sampah. 2. Menentukan pengaruh pengaturan operasional (penambahan bahan baku) dalam produksi biogas dari sampah. 7

8 Manfaat Sebagai masukan bagi masyarakat ataupun institusi, yang melakukan pengelolaan sampah secara anaerobik untuk memanfaatkan biogas yang terbentuk, sehingga kedepannya dapat mengoptimalkan biogas yang dihasilkan guna memenuhi kebutuhan energi. 8

9 Tinjauan Pustaka Sampah didefinisikan sebagai segala macam buangan, yang dapat berupa padatan yang timbul akibat kegiatan manusia dan hewan, dan dianggap tidak berguna atau tidak diinginkan lagi (Tchobanoglous et al., 1993). Biogas adalah campuran gas yang dihasilkan oleh bakteri metanogenik yang terjadi pada material-material yang dapat terurai secara alami dalam kondisi anaerobik (Wahyuni, 2010). 9

10 Komposisi biogas Komponen Metana Karbon dioksida Hidrogen sulfida Nitrogen Oksigen Hidrogen Konsentrasi % vol % vol ppm <2% vol <2% vol <1% vol 10

11 Tahapan pembentukan biogas 11

12 Kerangka Penelitian LATAR BELAKANG METODE Kajian Pustaka Biogas merupakan sumber energi alternatif dimana setiap 1 m 3 metana setara dengan 10 kwh atau setara dengan 0,6 liter fuel oil. Sebagai pembangkit tenaga listrik, setara dengan watt selama 6 jam penerangan. Biogas dapat dihasilkan dari ampas tahu, bungkil kelapa sawit, kotoran manusia, sisa bahan makanan dari dapur, dan sampah organik biodegradable lainnya. Permasalahan I Bagaimana pengaruh pengaturan ph pada tahap start-up dalam produksi biogas dari sampah? Tujuan I Menentukan pengaruh pengaturan ph pada tahap start-up dalam produksi biogas dari sampah. GAP Realita Saat Ini Penerapan teknologi biogas yang ada selama ini adalah memanfaatkan kotoran ternak. Pemanfaatan biogas yang dihasilkan dari sampah organik biodegradable masih belum optimal dalam pemenuhan kebutuhan energi masyarakat. Permasalahan II Bagaimana pengaruh pengaturan operasional dalam produksi biogas dari sampah? Tujuan II Menentukan pengaruh pengaturan operasional (penambahan bahan baku) dalam produksi biogas dari sampah. Studi Literatur Komposting Biogas Penelitian terdahulu HASIL PENELITIAN Didapatkan hasil penelitian dari adanya pengaturan ph pada tahap start-up dan pengaturan operasional dalam produksi biogas yang dihasilkan dari sampah Pengumpulan Data Pengumpulan data primer dilakukan dengan cara: Pengukuran Perhitungan (dari analisa laboratorium) Analisa Data Analisis awal karakteristik sampah sebagai bahan baku biogas. Analisis masing-masing data parameter. Data-data yang diperoleh diolah dengan menggunakan microsoft excel. Metode Analisis Parameter Suhu : thermometer ph : ph meter Kadar air, total solid, volatil solid : gravimetri TKN : Kjeldahl-Nitrogen Volume biogas : gas holder 12

13 Variasi perlakuan Pengaturan ph Variasi Perlakuan Tidak dilakukan pengaturan ph ph 7 ph 8 Pengaturan Operasional Tidak ada penambahan bahan baku Penambahan bahan baku R1 R2 R3 R4 R5 R6 13

14 Reaktor penelitian 14

15 Karakteristik awal sampah Parameter Sampah Sampah Sampah Campuran Taman Dapur (1:3) ph 5,82 5,28 5,49 Suhu ( o C) 31,0 30,0 28,0 Kadar air (%) 69,70 85,71 - Total Solid (g/g) 0,303 0,143 - Volatil Solid (g/g) 0,270 0,090 - Densitas (kg/m 3 )

16 Karakteristik Awal Sampah Dalam Digester Parameter Kondisi Awal R1 R2 R3 R4 R5 R6 ph 6,58 8,53 8,22 4,06 8,36 8,50 Suhu ( o C) Kadar air (%) 81,96 81,81 80,35 80,54 81,91 79,29 Total Solid (g/g) 0,180 0,182 0,196 0,195 0,181 0,207 Volatil Solid (g/g) 0,148 0,146 0,141 0,163 0,139 0,165 16

17 Analisis Parameter Selama Proses Degradasi Sampah 1. Analisis Parameter Suhu 2. Analisis Parameter ph 3. Analisis Parameter Kadar Air 4. Analisis Parameter Total Solid 5. Analisis Parameter Volatil Solid 17

18 Parameter Suhu 18

19 Parameter ph 19

20 Parameter Kadar Air 20

21 Parameter Total Solid 21

22 Parameter Volatil Solid 22

23 Pembentukan Biogas Produksi Biogas Pada Variasi Tanpa Penambahan Bahan Baku Produksi Biogas Pada Variasi Penambahan Bahan Baku 23

24 Produksi Biogas Pada Variasi Tanpa Penambahan Bahan Baku Reaktor Hari Awal Hari Tertinggi Volume (liter) R ,3 R ,93 24

25 Produksi Biogas Pada Variasi Penambahan Bahan Baku Reaktor Hari Awal Hari Tertinggi Volume (liter) R ,32 R ,45 25

26 Volume biogas total 26

27 Pengaruh Pengaturan ph Pada Tahap Start-Up Terhadap Produksi Biogas Hasil pengaturan ph yang dilakukan pada tahap awal pengoperasian tidak sesuai dengan pengaturan yang diharapkan Dalam pengamatannya, ph sampah setelah ditambah kapur melebihi pengaturan yang diinginkan Tidak memberikan hasil yang optimal, biogas yang dihasilkan lebih sedikit daripada reaktor tanpa pengaturan ph 27

28 Pengaruh Penambahan Bahan Baku Terhadap Produksi Biogas 27,32 liter 8,1 liter

29 Karakteristik Akhir Sampah Parameter R1 R2 R3 R4 R5 R6 ph 6,9 7,41 7,52 6,88 7,38 7,48 Suhu ( o C) 28,0 28,5 28,5 28,0 28,0 28,0 Kadar air (%) 84,17 84,88 82,24 83,97 84,20 80,96 TS (g/g) 0,158 0,151 0,178 0,160 0,158 0,190 VS (g/g) 0,115 0,115 0,134 0,115 0,118 0,143 29

30 Biogas Yield Reaktor Biogas Yield (ml/gvs) R R R R R R

31 Kesimpulan Pengaturan ph menggunakan kapur belum memberikan hasil yang optimal karena proses degradasi yang berlangsung masih pada tahap hidrolisis. Penambahan bahan baku yang dilakukan pada hari ke-27 tidak memberikan hasil yang optimal karena massa sampah yang ditambahkan hanya 1/8 dari massa sampah awal serta tidak dilakukan pengadukan sehingga tidak tercapai homogenitas substrat dan mikroorganisme. Biogas yield terbesar dihasilkan oleh R4 dengan variasi tanpa pengaturan ph dan penambahan bahan baku, yakni sebesar 507,43 ml/gvs. Biogas yield pada R1 dan R2 masing-masing 493,21 ml/gvs dan 375,82 ml/gvs serta sebesar 107,43 ml/gvs pada R6. 31

32 Saran Dalam pengadukan sampah ataupun pencampuran sampah dengan kapur hendaknya dilakukan dengan baik sehingga sampah tercampur merata. Pengaturan ph dapat diganti dengan bahan lain yang dapat memberikan hasil yang akurat terhadap perubahan ph. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui besarnya penambahan massa sampah yang sesuai sehingga dapat dicapai hasil yang optimal. Variasi range ph terhadap sampah juga dapat diperbesar sehingga memudahkan pengaturan ph. Wadah penangkap gas hendaknya proporsional dengan volume reaktor yang digunakan sehingga dapat menampung biogas dalam jumlah besar dan waktu yang lama. 32

33 Terima kasih 33