PEMANFAATAN LIMBAH CAIR TAPIOKA UNTUK PENGHASIL BIOGAS SKALA LABORATORIUM Mhd F Cholis Kurniawan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
PERNYATAAN TESIS DAN MENGENAI SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis dengan judul Pemanfaatan Limbah Cair Tapioka untuk Penghasil Biogas Skala Laboratorium adalah murni karya saya sendiri dibawah arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasa; dan atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun dari penulis lainnya yang menjadi acuan telah disebutkan di dalam teks dan dicantumkan di dalam daftar pustaka pada bagian akhir tesis ini. Bogor, Agustus, 2009 Penulis
ABSTRACT Mhd F Cholis Kurniawan. Laboratory Scale of Utilization of Cassava Wastewater for Biogas Production, supervised by HARIYADI and SISWANTO. Biogas, as an alternative source of energy, was produced from cassava wastewater in the laboratory scale using bioreactor with 20 liters working volumes. The bioreactor batch basis were fed by mixing of cassava wastewater and cattle dung, and operated at the ambient temperature (26 28 o C) for 30 days. The simple-single bioreactor which operated 20 liters working volume fed with the optimal carbon and nitrogen ratio from 29.78 until 48.18, and the total solids source is 29.78% (w/v), 5.82% (w/v), the gas yield was recording 1.1 liters/day and 34.3 liters at 30 days fermentation, with the methane concentration is 55.90% and could produce 12.277,47 kj energy respectively. When the fresh of total solids was decreased 4.39 (w/v), the gas yield 1 liters/day or 29.4 liters at 30 days fermentation, with the methane concentration is 60.89% and could produce 10.645,35 kj energy, respectively. The highest reduction of chemical oxygen demand (COD) 70.03% was obtained on treatment P5 and 66.29% on P2, and the lowest 27.88% on P3, and the highest reduction of cyanide (CN) 71,51% was obtained on treatment P1 and 71,15% on treatment P2. Keywords: Biogas, Cassava wastewater, Methane, Chemical oxygen demand, Cyanide.
RINGKASAN Mhd F Cholis Kurniawan. Pemanfaatan Limbah Cair Tapioka untuk Penghasil Biogas Skala Laboratorium. Di bawah bimbingan HARIYADI sebagai ketua komisi dan SISWANTO sebagai anggota komisi. Perkembangan kebutuhan energi dunia yang dinamis ditengah semakin terbatasnya cadangan energi fosil serta kepedulian terhadap kelestarian lingkungan hidup, menyebabkan perhatian terhadap energi terbarukan semakin meningkat. Terutama pada sumber-sumber energi terbarukan dari biomassa sektor pertanian seperti komoditas tanaman pangan, hortikultura, perkebunan dan peternakan. Kebijakan nasional pemerintah Indonesia tentang energi telah dimulai dari tahun 1980-an, yang dilatar belakangi oleh kesadaran semakin menipisnya stok minyak bumi di Indonesia. Sehingga perlu perlu pengembangan energi alternatif yang ramah lingkungan dan terbarukan serta bahan yang dijadikan untuk pengembangan energi bukan merupakan bahan makanan pokok sehingga tidak menyebabkan persaingan nantinya. Limbah cair tapioka merupakan salah satu sumberdaya yang dapat dimanfaatkan untuk dikembangkan menjadi salah satu sumber energi terbarukan dengan menggunakan teknologi anaerob. Karena selama ini pengolahan limbah cair tapioka menggunakan IPAL sehingga gas metan yang dihasilkan terlepas secara bebas ke atmosfer dan menjadi penyumbang utama pemanasan global. Dengan penerapan teknologi anaerob dalam mengolah limbah cair tapioka, maka gas metan dapat ditangkap dan digunakan sebagai salah satu energi terbarukan yaitu biogas. Tujuan penelitian ini adalah 1) untuk mengkaji potensi biogas dari limbah cair tapioka, 2) faktor apa saja yang berpangaruh terhadap produksi biogas dari limbah cair tapioka, 3) menganalisis beberapa indikator pencemar lingkungan dan 4) menganalisis kelayakan finansial produksi biogas dari limbah cair tapioka jika diterpakan pada skala lapang dengan sistem kontinyu. Hasil penelitian dengan menggunakan bioreaktor sistem curah (batch) volume kerja 20 liter, dengan memberikan campuran feses sapi ke dalam limbah cair tapioka sebagai sumber bakterinya dengan konsentrasi 60% limbah cair tapioka dan 40% feses sapi, menunjukkan kandungan total solid (TS) 5,82% pada perlakuan 1 (P1) dengan masa fermentasi 30 hari mampu menghasilkan biogas sebanyak 567 liter biogas dengan kadar metan 321,98 liter metan per kg TS segar, dengan energi yang terkandung didalamnya sebesar 12.277 kj dan 2897 kkal. Dalam proses produksi biogas dari limbah cair tapioka secara anaerob, suhu, ph dan imbangan C/N rasio dari bahan sangat berpengaruh. Sehingga pada proses ini suhu yang dikehendaki adalah berkisar 27 28 o C dengan ph berkisar 7 8 dan imbangan C/N rasio adalah 29,78. Dengan penerapan teknologi anaerob dalam pengolahan limbah cair, juga mampu menurunkan kadar bahan pencemar organik yang terdapat di dalam limbah cair. Indikator pencemar penting pada limbah cair tapioka adalah COD dan sianida (CN). Dari hasil penelitian didapatkan kadar COD dalam limbah cair tapioka dapat tereduksi hingga 70% pada perlakuan 5 (P5) dan 71,51% pada perlakuan 1 (P1) untuk sianida. Berdasarakan hasil laboratorium, apabila prooduksi biogas diterpakan pada skala lapang atau proyek dengan umur proyek 10 tahun dengan sistem kontinyu, menggunakan kolam anaerob kapasitas 36 m 3 yang
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian dan atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian dan atau seluruh bagian dari tesis ini dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
PEMANFAATAN LIMBAH CAIR TAPIOKA UNTUK PENGHASIL BIOGAS SKALA LABORATORIUM Mhd F Cholis Kurniawan Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
HALAMAN PENGESAHAN Judul Tesis : Pemanfaatan Limbah Cair Tapioka untuk Penghasil Biogas Skala Laboratorium Nama : Mhd F Cholis Kurniawan NRP : P 052070291 Program Studi : Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL) Disetujui, Komisi Pembimbing Dr. Ir. Hariyadi, MS Ketua Dr. Siswanto, DEA, APU Anggota Diketahui, Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Prof. Dr. Ir. Surjono Hadi Sutjahjo, MS Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS Tanggal ujian : 24 Agustus 2009 Tanggal lulus :
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah swt atas segala limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga penelitian dengan judul Pemanfaatan Limbah Cair Tapioka untuk Penghasil Biogas Skala Laboratorium dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Penelitian ini bertujuan untuk menyusun sebuah karya ilmiah berbentuk tesis sebagai syarat dalam dalam menyelesaikan jenjang pendidikan Strata-2 dan untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Stusdi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Terimakasih tak terhingga penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Hariyadi, MS dan Dr. Siswanto, DEA, APU, selaku pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan yang sangat bermanfaat bagi penulisan selama penelitian dan penyusunan penulisan karya ilmiah ini. Terimaksih juga penulis sampaikan kepada Dr. Erliza Noor, sebagai penguji luar komisi yang telah memberikan banyak saran dan masukan sehingga penulisan karya ilmiah ini bisa menjadi lebih baik dari sebelumnya, serta terimakasih kepada keluarga besar penulis dan rekan-rekan di Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan yang telah banyak memberikan bantuan berupa saran dan dukungannya selama ini. Penulis sadar bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan segala keritik, saran, dan tanggapan yang sangat berguna bagi perbaikan dikemudian hari. Akhirulkalam, semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat. Bogor, Agustus 2009 Penulis
mengacu pada produksi limbah pabrik per hari maka di dapatakan nilai B/C rasio sebesar 1,88, dengan NPV sebesar Rp. 130.756.764 dan IRR sebesar 60,90%. Dari perhitungan analisis finansial ini, maka pengolahan limbah cair tapioka dengan menggunakan teknologi anaerob secara ekologi dan ekonomi layak untuk dikembangkan.
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pekanbaru pada tanggal 13 September 1984 Provinsi Riau dari Ayah Damsuar dan Ibu Nirmala. Penulis merupakan putar pertama dari empat bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar pada tahun 1996 di SD Negeri 022 Kecamatan Bukit Raya, kemudian penulis melanjutkan studi ke MTs Negeri 1 Pekanbaru dan lulus pada tahun 1999. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan studi di SMU Negeri 9 Pekanbaru dan tamat pada tahun 2002. Pada Tahun 2002 penulis melanjutkan studi ke Universitas Brawijaya Malang melalui jalur undangan siswa berprestasi dan diterima di Fakultas Peternakan, Jurusan Produksi Ternak. Selama dalam masa studi di Universitas, penulis aktif mengikuti organisasi kampus dan menjadi asisten dosen pada beberapa mata kuliah dan lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2007 penulis melanjutkan jenjang pendidikan S2 di Institut Pertanian Bogor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.