LAPORAN TUGAS AKHIR PEMANFAATAN LIMBAH SEKAM PADI DAN KOTORAN SAPI DALAM PEMBUATAN BIOGAS MENGGUNAKAN ALAT ANAEROBIC BIODIEGESTER Utilization Of Waste Rice Husk and Cow Manure in Biogas Production Using Anaerobic Biodiegester Tools Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Studi pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang Disusun oleh : ALLOYSIUS ANDRE FRANTHENA NIM. 21030111060129 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2014 i
HALAMAN PENGESAHAN Nama : Alloysius Andre Franthena NIM : 21030111060129 Program Studi Fakultas Universitas Dosen Pembimbing : Program Studi Diploma III Teknik Kimia : Teknik : Diponegoro : Ir. Hj. Laila Faizah Achmad, M.Kes Judul Laporan Tugas Akhir Bahasa Indonesia : Pemanfaatan Limbah Sekam Padi dan Kotoran Sapi dalam Pembuatan Biogas Menggunakan Alat Anaerobic Biodiegester. Bahasa Inggris : Utilization of Waste Rice Husk and Cow Manure in Biogas Production Using Anaerobic Biodiegester Tools Proposal Tugas Akhir ini telah diperiksa dan disetujui pada : Hari : Tanggal : Semarang, Agustus 2014 Dosen Pembimbing, Ir. Hj. Laila Faizah Achmad, M.Kes NIP. 19510726 198012 2 001 ii
. INTISARI Biogas adalah gas mudah terbakar dengan CH 4 sebagai komponen utama yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme pada kondisi anaerob. Biogas merupakan bahan bakar yang dapat diperbaharui dan ramah lingkungan, sehingga cocok digunakan sebagai salah satu solusi kelangkaan energi yang terjadi dewasa ini. Biogas ini dihasilkan dengan menggunakan reaktor yang biasa disebut digester atau biodiegester. Reaktor ini selain mudah dibuat dan dioperasikan, juga cocok digunakan untuk skala rumah tangga ataupun skala yang lebih besar. Bahan untuk pembuatan biogas menggunakan bahan organik yang memiliki kandungan C/N tinggi, dalam proses fermentasi anaerob, reaksi akan berlangsung optimum bila rasio C : N bernilai 30 : 1, dimana jumlah karbon 30 kali dari jumlah nitrogen. Salah satunya adalah limbah sekam padi dan kotoran sapi. Sekam padi banyak dijumpai dipasar di wilayah pertanian, limbah pertanian ini dapat mengganggu lingkungan. Sekam padi dan kotoran sapi, kedua bahan tersebut dapat digunakan secara sendiri-sendiri maupun dalam bentuk campuran. Penambahan Effective Microorganism (EM) dapat membuat proses pembentukan biogas semakin cepat. EM merupakan kultur campuran dari organisme menguntungkan yang dikembangbiakkan secara laboratorium, yang dapat digunakan untuk mempercepat proses pembentukan biogas. Hari pertama dihasilkannya gas metan adalah hari ke-12 karena gas yang terbentuk berwarna biru serta sudah terdapat kalor gas sebesar 209,58 Joule. iii
PRAKATA Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Program Studi Diploma III Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang. Dalam penyusunan laporan ini, penyusun telah banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Penyusun mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Zainal Abidin, MS selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 2. Ibu Ir. Hj. Wahyuningsih, M.Si selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 3. Ibu Ir. Hj. Laila Faizah, M.Kes selaku Dosen Pembimbing, terima kasih atas bimbingan dan dorongan motivasinya selama ini hingga terselesaikannya Laporan Tugas Akhir ini tepat waktu. 4. Kedua Orang tua yang selalu mendoakan dan memberi motivasi 5. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya laporan ini. Penyusun sangat menghargai kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan dari laporan ini. Penyusun sangat berharap agar laporan ini dapat bermanfaat bagi penyusun, pembaca dan masyarakat pada umumnya. Semarang, Agustus 2014 Penyusun iv
DAFTAR ISI halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii INTISARI... iii PRAKATA... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Biogas... 3 2.2 Mekanisme Pembentukan Biogas... 3 2.3 Bahan Baku Pembuatan Biogas... 4 v
2.3.1 Kotoran Sapi... 4 2.3.2 Sekam Padi... 5 2.3.3 Effective Microorganisme... 6 2.4 Proses Pembentukan Biogas... 7 2.5 Gas Metana... 9 2.6 Faktor yang Mempengaruhi Biogas... 10 2.7 Kondisi Optimum... 12 2.8 Faktor-faktor... 13 2.9 Komponen Pada Biodigester... 15 BAB III TUJUAN DAN MANFAAT 3.1 Tujuan Percobaan... 17 3.2 Manfaat Percobaan... 17 BAB IV PERANCANGAN ALAT 4.1 Spesifikasi dan Perancangan Alat... 18 4.2 Cara Kerja Alat Anaerobic Biodigester... 19 BAB V METODOLOGI 5.1 Alat yang Digunakan... 20 vi
5.2 Bahan yang Digunakan... 20 5.3 Variabel Percobaan... 20 5.4 Blok Diagram... 21 5.5 Uji Analisa yang Digunakan... 21 BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1 Hasil Pengamatan... 23 6.2 Pembahasan Hasil... 23 BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan... 27 7.2 Saran... 27 DAFTAR PUSTAKA... 29 LAMPIRAN... 30 NILAI BIMBINGAN TUGAS AKHIR... 32 vii
DAFTAR TABEL Tabel 1. Komposisi Biogas... 4 Tabel 2. Komposisi unsur kotoran sapi... 5 Tabel 3. Rasio C/N dalam beberapa jenis kotoran hewan... 5 Tabel 4 Komposisi Kimia Sekam Padi... 6 Tabel 5 Komposisi Optimum Produksi Biogas... 12 Tabel 6 Hasil Pengamatan 23 viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Gambar dan Spesifikasi Alat... 18 Gambar 2. Diagram Alir Proses... 21 Gambar 3. Grafik Kenaikan Level Biogas... 24 Gambar 4. Grafik Nilai Kalor... 25 ix
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Perhitungan Nilai Kalor Biogas... 30 Lampiran 2. Dokumentasi Selama Percobaan... 31 x