1 SKRIPSI Potensi Biogas dari Pemanfaatan Janur dengan Penambahan Inokulum Kotoran Sapi Oleh : A. A Ngurah Dwi Putra Paradiptha 0819351010 FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
2
3
4 PERNYATAAN Dengan ini saya nyatakan bahwa pada skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam pustaka. Bukit Jimbaran, 2 Juli 2015 A. A. Ngr. Dwi Putra Paradiptha NIM : 0819351010 iii
5 POTENSI BIOGAS DARI PEMANFAATAN JANUR DENGAN PENAMBAHAAN INOKULUM KOTORAN SAPI Oleh Dosen Pembimbing : A. A. Ngr. Dwi Putra Paradiptha : Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc,PhD : A. A. I. A.Sri Komaladewi, ST., MT ABSTRAKSI Pemanfaatan biogas sampai saat ini masih terbatas pada biogas yang berasal dari kotoran hewan, sedangkan pemanfaatan limbah organik yang berasal dari sampah organik yang mencemari lingkungan masih belum dimanfaatkan, salah satunya sampah organik yang berasal dari janur bekas upacara agama Hindu di Bali. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi biogas yang berasal dari janur dengan memvariasikan jumlah bahan baku yang digunakan. Bahan baku berupa janur sebelumnya mendapat perlakuan awal untuk mengetahui total solids dan volatile solids. Terdapat lima variasi campuran total TS pada masing-masing digester yaitu : 1 gram; 1,2 gram; 1,5 gram; 1,8 gram; dan 2 gram dari total 300 ml volume slurry pada setiap digester. Masing-masing variasi terdiri dari 2 digester. Penelitian ini dilakukan selama 40 hari dengan mencatat parameter tekanan dan ph. Hasil yang paling baik ditunjukan pada variasi 2 gram TS dari 300 ml volume slurry, dengan volume spesifik akumulasi sebanyak134,937 l/kgts, persentase kadar CH 4 sebesar 84,85 % dan kadar CO 2 sebesar 13,15 %. Kata Kunci : Biogas, Janur,total solid BIOGAS POTENTIAL FROMYOUNG COCONUT LEAF WITH THE ADDITIONOF COW DUNG iv INOCULUM By Supervisor : A. A. Ngr. Dwi Putra Paradiptha : Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc,PhD : A. A. I. A.Sri Komaladewi, ST., MT
6 ABSTRACT Until now, biogas utilization is still limited to the biogas derived from manure, while the utilization of organic waste originating from organic waste that pollutes the environment is still untapped, one of which organic waste derived from coconut young leaf former Hindu ceremony in Bali. This study aims to determine the potential of biogas derived from the leaf by varying the amount of raw materials used. Raw materials such as coconut young leaf previously received initial treatment to determine total solids and volatile solids. There are five variations in the total mix of TS in each digester ie: 1 gram; 1.2 grams; 1.5 grams; 1.8 grams; and 2 grams of total 300 ml volume in each digester slurry. Each of these variations consist of two digester. This research was conducted for 40 days by recording the parameters of pressure and ph. The best results shown in the variation of 2 grams TS slurry volume of 300 ml, with a specific volume accumulation as much as 134,937 l/kgts, the percentage content of 84.85% CH 4 and CO 2 levels by 13.15%. Keywords: Biogas, Coconut Young Leaf, total solid v
7 Kata Pengantar Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Potensi Biogas dari Pemanfaatan Janur Bekas dengan Penambahan Inokulum Kotoran Sapi dengan tepat waktu. Dalam penyusunan skripsi ini, penulis tidak sedikit memperoleh bantuan dari berbagai pihak, oleh sebab itu, penulis mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST. MASc. PhD., selaku dosen pembimbing I, pembimbing akademik dan Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Nonreguler Universitas Udayana yang telah dengan baik membimbing saya 2. Ibu A.A.I.A. Sri Komaladewi,ST, MT selaku dosen pembimbing II yang telah dengan baik membimbing dalam penulisan proposal ini 3. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana 4. Semua pihak dan kawan-kawan jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang pemilik miliki. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga karya ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang bersangkutan dan juga bermanfaat bagi penyusunan karya-karya selanjutnya. Terimakasih. Denpasar, 9 Juli 2015 Penulis DAFTAR ISI vi Halaman LEMBAR PENGESAHAN... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PERNYATAAN... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... x
8 BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 4 1.5 Manfaat Penelitian... 4 BAB II LANDASAN TEORI... 6 2.1 Pengertian Biogas... 6 2.2 Perkembangan Biogas... 6 2.3 Proses Pembentukan Biogas... 7 2.4 Faktor-Faktor Pembentuk Biogas... 8 2.5 Kandungan Gas... 11 2.6 Reaktor Biogas... 13 2.7 Alat Ukur Tekanan Biogas... 17 2.8 Karakteristik Sampah... 18 2.9 Parameter yang Penting dalam Pembentukan Biogas... 21 2.9.1 Volume Gas... 21 2.9.2 Total Solids (TS)... 21 2.9.3 Volume Spesifik Biogas... 22 BAB III METODE PENELITIAN... 23 3.1 Tempat dan Lokasi Penelitian... 23 3.2 Jumlah Populasi (Variabel)... 23 3.2.1 Variabel Bebas... 23 3.2.2 Variabel Terikat... 23 3.3 Alat dan Bahan Penelitian... 24 3.3.1 Alat Penelitian... 24 3.3.2 Bahan Penelitian... 27 3.4 Instalasi penelitian... 29 3.5 Diagram Alir Penelitian... 30 3.6 Proses Perlakuan Bahan Baku... 31 3.6.1 Proses Pengujian Bahan Baku vii... 31 3.6.2 Tahap Pencatatan Data... 39 3.7 Metode Pengolahan Data... 39 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 41 4.1 Data Awal Penelitian... 41 4.1.1 Data Sampel Kandungan Berat Kering (TS)... 41 4.1.2 Data Jumlah Bahan Baku per Variasi Biogas... 41 4.1.3 Data Hasil Penelitian... 42 4.2 Pengolahan Data... 45 4.2.1Tekanan Gauge Akumulasi Biogas... 45 4.2.2 Volume Akumulasi Biogas... 47 4.2.3 Volume Spesifik Biogas... 50 4.3 Pembahasan... 53 4.3.1Tekanan Gauge Akumulasi Biogas Harian... 53 4.3.2 Volume Akumulasi Biogas Harian... 54 4.3.3 Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian... 55
9 4.3.4 ph Campuran dalam kontrol digester... 56 4.3.5 Analisa Kandungan Gas CH 4 /CO 2... 57 4.3.6 Aktivitas Bakteri... 59 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 61 5.1 Kesimpulan... 61 5.2 Saran... 61 DAFTAR PUSTAKA... 63 LAMPIRAN... 65 DAFTAR GAMBAR viii Halaman Gambar 2.1 Skema Digester Biogas Tipe Fixed Dome... 15 Gambar 2.2 Skema Digester Biogas Tipe Floating Drum... 17 Gambar 2.3 Pressure Gauge Digital... 17 Gambar 2.4 Sampah Sisa Hasil Upacara Keagamaan di Bali pada TPA Suwung Denpasar... 20 Gambar 3.1 Janur... 27 Gambar 3.2 Bahan Baku Inokolum... 28 Gambar 3.3 Skema Digester Biogas... 29 Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian... 30 Gambar 3.5 Alat Uji Analisa Ultimate... 32 Gambar 3.6 Alat Uji Analisa Proximate... 34 Gambar 4.1 Grafik Rata-rata Tekanan Akumulasi Biogas Harian... 53 Gambar 4.2 Garfik Rata-rata Volume Akumulasi Biogas Harian... 54 Gambar 4.3 Grafik Rata-rata Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian... 55 Gambar 4.4 Grafik ph pada Kontrol Digester... 57 Gambar 4.5 Grafik Komposisi Kandungan Gas pada Digester Biogas... 58 Gambar 4.6 Bakteri Biogas... 60
10 DAFTAR TABEL ix Halaman Tabel 2.1 Komposisi Gas Dalam Biogas (%) Antara Kotoran Sapi... 11 Tabel 3.1 Alat Penelitian... 24 Tabel 3.2 Hasil Uji Sampel CHONS... 32 Tabel 3.3 Hasil Uji Sampel TGA... 34 Tabel 4.1 Data TS dari Sampel Janur... 41 Tabel 4.2 Data Jumlah Bahan Baku yang akan Di Campur dengan Air... 42 Tabel 4.3 Data Tekanan Gauge Biogas Harian... 43 Tabel 4.4 Data ph Campuran dalam Kontrol Digester (diukur setiap minggu)... 44 Tabel 4.5 Data Tekanan Gauge Akumulasi Biogas Harian... 46 Tabel 4.6 Data Hasil Volume Akumulasi Biogas Harian... 48 Tabel 4.7 Data Hasil Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian... 51 Tabel 4.8 Rata-rata Kandungan CH 4 /CO 2 pada Variasi Digester Biogas... 58