Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga
)
Mujahidah1) , Mappiratu2) ,Rismawaty Sikanna3
1)
Alumni Jurusan Kimia Fakultas MIPA, Universitas Tadulako
2)
Lab Penelitian Fakultas MIPA, Universitas Tadulako
3)
Lab Kimia Analitik Fakultas MIPA, Universitas Tadulako
ABSTRACT
The investigation about study the biogas production Technology from
household waste has been done. This research aims to determine the starter
concentration, water and household waste ratio to produc highest biogas, and
also to find the fermentation time produce biogas with hight rendement. It
was reache by applying 5 levels of cow dung starter concentration and 5
levels of water and household waste ratio i.e 0%, 6,25%, 12,5%, 18,75% and
25% and 1:2, 1:2,5, 1:3, 1:3,5 and 1:4 (b/v) respectively. The fermentation
time was 3 days. The result showed that the higher cow dung concentration
the lower biogas production. The highis biogas production (971,4 mg/L) was
found with 6,25% of the starter. The increasing water and household waste
ratio would decreased biogas production, and the using of 1:3,5 and 1:4 didn’t
produce any biogas. The highest biogas production was found with 1:2 of
water/household ratio i.e (631.29 mg/L). the fermentation time which produce
the highest biogas rendement was found with 1 day of fermentation time.
ABSTRAK
Penelitian tentang kajian teknologi produksi biogas dari sampah basah
rumah tangga telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
konsentrasi starter kotoran sapi dan rasio air terhadap sampah rumah tangga
yang menghasilkan biogas tertinggi, serta berapa waktu fermentasi yang
menghasilkan biogas dengan rendemen tertinggi. Pencapaian tujuan
diterapkan perlakuan pengaruh konsentrasi starter kotoran sapi yang terdiri
atas 5 tingkatan masing-masing 0%, 6,25%, 12,5%, 18,75% dan 25%, serta
pengaruh rasio sampah rumah tangga terhadap air yang terdiri atas 5
tingkatan rasio masing-masing 1:2, 1:2,5, 1:3, 1:3,5 dan 1:4 atas dasar
berat/volume (b/v) dengan waktu fermentasi selama 3 hari. Hasil yang
diperoleh menunjukkan peningkatan konsentrasi starter kotoran sapi
menurunkan produksi biogas dengan produksi tertinggi (971,4 mg/L) terdapat
pada penggunaan 6,25% starter. Peningkatan rasio air terhadap sampah rumah
tangga menurunkan produksi biogas dan pada panggunaan rasio 1:3,5 dan 1:4
tidak menghasilkan biogas. Produksi biogas tertinggi (631,29 mg/L)
ditemukan pada penggunaan rasio air/sampah rumah tangga 1:2 atas dasar
berat/volume (b/v). Pada hasil juga menunjukkan waktu fermentasi yang
menghasilkan rendemen biogas tertinggi tercepat diperoleh pada waktu
fermentasi satu hari.
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
dibuang dari sumber aktivitas manusia terdapat problem pembusukan lanjut yang
maupun proses alam yang belum memiliki menghasilkan cemaran bau, cemaran air tanah,
nilai ekonomi (aspek lingkungan). Sampah bahaya longsor, serta sumber penyakit.
dibedakan atas dua jenis yakni sampah basah Cemaran bau menimbulkan dampak ketidak
dan sampah kering. Sampah basah adalah nyamanan penduduk. Hal ini telah dialami
sampah yang dapat diuraikan oleh oleh penduduk kota Palu yang kotanya masih
mikroorganisme, sedangkan sampah kering tergolong kota kecil, oleh karena itu perlu
adalah sampah yang tidak dapat diuraikan oleh adanya upaya lain yang mempunyai peluang
problem di semua daerah. Sampah merupakan sampah dan sumber energi alternatif yang
sisa atau limbah yang berasal dari kegiatan besar peluangnya untuk dikembangkan
industri, pasar , rumah tangga , hotel , stasiun pemanfaatannya di Indonesia adalah energi
dan terminal serta rumah sakit dan biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam
perkantoran. Hasil survey tentang kontribusi sampah organik seperti sampah biomassa,
kegiatan terhadap sampah menunjukkan 73 % kotoran manusia dan kotoran hewan yang
sampah berasal dari rumah tangga (sampah dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui
rumah tangga), 14 % dari hotel (sampah proses fermentasi bahan-bahan organik oleh
hotel), 5 % dari pasar (sampah pasar), dan 8% bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam
lainnya berasal dari terminal, rumah sakit, kondisi tanpa udara). Pembuatan biogas dari
rumah makan, serta kantor (Kompas, 2008). kotoran hewan, khususnya sapi ini berpotensi
Hingga saat ini, sampah telah ditangani sebagai energi alternatif yang ramah
melalui penerapan teknologi sederhana hingga lingkungan, karena selain dapat memanfaatkan
teknologi canggih yaitu, dari penimbunan limbah ternak, sisa dari pembuatan biogas
tanah, pengomposan, pembakaran sampai ke yang berupa bubur dapat dimanfaatkan sebagai
incinerator. Akan tetapi, cara-cara tersebut pupuk organik yang kaya akan unsur-unsur
belum membuahkan hasil yang memuaskan. yang dibutuhkan oleh tanaman (Sufyandi. ,
Hal tersebut disebabkan oleh besarnya volume 2001 dalam Herlina 2010).
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
26
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
Selama ini pemanfaatan kotoran sapi hanya CH4 yang dimanfaatkan sebagai bahan
masih belum optimal. Biasanya hanya bakar (Said, 2008).
digunakan sebagai pupuk kandang atau bahkan Biogas sebagian besar mengandung gas
hanya ditimbun sehingga dapat menimbulkan metana (CH4) dan karbondioksida (CO2), dan
masalah lingkungan. Dengan kata lain, beberapa kandungan gas yang jumlahnya kecil
kotoran sapi dapat dijadikan bahan baku untuk diantaranya hidrogen (H2), hidrogen sulfida
menghasilkan energi terbarukan (renewable) (H2S), amonia (NH3) serta nitrogen (N) yang
dalam bentuk biogas. Permasalahannya adalah kandungannya sangat kecil. Energi yang
masyarakat belum mampu memanfaatkan terkandung dalam biogas tergantung dari
limbah kotoran sapi sebagai penghasil energi konsentrasi metana (CH4). Semakin tinggi
alternatif pengganti kayu dan BBM, karena kandungan metana maka semakin besar
kegiatan sehari-hari mereka sangat tergantung kandungan energi (nilai kalor) pada biogas,
pada BBM dan kayu, baik untuk memasak dan sebaliknya semakin kecil kandungan
maupun penerangan. Hal ini sangat berdampak metana (CH4) semakin kecil nilai kalor
terhadap pendapatan dari masyarakat desa (Murjito, 2008).
(peternak) itu sendiri. Atas dasar masalah
inilah, penelitian ini dilakukan. II. BAHAN DAN METODE
PENELITIAN
Biogas pada hakikatnya telah lama
dikenal oleh masyarakat indonesia terutama Bahan utama dalam penelitian ini
masyarakat yang ada di pulau jawa. Biogas adalah sampah basah yang diambil dari
yang telah dikenal tersebut diolah dari kotoran pasar manonda palu. Penelitian ini
hewan terutama kotoran sapi dalam keadaan dilakukan dalam beberapa tahapan,
kedap udara. Secara ilmiah, biogas yang meliputi:
dihasilkan dari sampah organik adalah gas
yang mudah terbakar (flammable). Gas ini 1. Tahap persiapan fermentor
dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan
organik oleh bakteri anaerob (bakteri yang Pada tahap ini disiapkan galon air
mineral dengan jumlah sesuai perlakuan,
hidup dalam kondisi tanpa udara).
kemudian disumbat dengan prop karet yang
Umumnya, semua jenis bahan organik bisa
terpasang pipa kaca. Selang plastic yang
diproses untuk menghasilkan biogas. Tetapi
terpasang balon plastic penampung gas
hanya bahan organik homogen, baik padat
dipasang pada pipa kaca seperti terlihat pada
maupun cair yang cocok untuk sistem biogas
Gambar 1.
sederhana. Bila sampah-sampah organik
tersebut membusuk, akan dihasilkan gas
metana (CH4) dan karbondioksida (CO2). Tapi,
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
27
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
5. Balon plastik
3. Tahap Penentuan Rasio Air Terhadap
2. Tahap Penentuan Konsentrasi Starter Sampah Basah Rumah Tangga
Kotoran Sapi
Untuk mendapatkan rasio air terhadap
Penentuan konsentrasi starter sampah basah rumah tangga yang
kotoran sapi, diterapkan perlakuan pengaruh menghasilkan biogas dengan rendemen tinggi,
konsentrasi starter dalam medium fermentasi diterapkan perlakuan pengaruh rasio sampah
yang terdiri atas lima tingkatan konsentrasi basah rumah tangga terhadap air dengan lima
masing-masing 0% (A), 6,25% (B), 12,5% tingkatan rasio, masing-masing 1:2 (A) , 1:2,5
(C), 18,75% (D), dan 25% (E). Setiap (B) ,1:3 (C), 1:3,5 (D) dan 1:4 (E) atas dasar
perlakuan diulang dua kali sehingga terdapat berat per volume (b/v). Setiap perlakuan
10 unit percobaan. Medium fermentasi yang diulang dua kali sehingga terdapat 10 unit
digunakan adalah sampah basah rumah tangga percobaan. Pengamatan terhadap berat biogas
yakni sisa makanan. Sampah basah rumah yang dihasilkan dilakukan setiap hari hingga
tangga yang diambil dari 10 rumah tangga tidak lagi terbentuk biogas. Rendemen biogas
dipilah antara sisa makanan dengan yang dinyatakan dalam satuan berat per volume
bukan sisa makanan, misalnya plastik, botol- medium (mg/liter).
botol, daun dan lain-lain yang bukan sisa
makanan. Medium dari sampah rumah tangga
selanjutnya dicampur dengan air dengan
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
28
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
29
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
30
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
dan 25 % masuk dalam kolom 2. Untuk inkubasi 24 jam) hanya rasio sampah/air 1 : 2
perlakuan yang terdapat pada kolom yang (b/v) yang menghasilkan biogas dengan
berbeda mengidentifikasikan perbedaan yang rendemen 240,06 mg/liter, sedangkan rasio
signifikan, dan perlakuan yang terdapat pada sampah/air lainnya tidak menghasilkan biogas.
kolom yang sama mengidentifikasikan Pada hari kedua, biogas telah terbentuk pada
perbedaan yang tidak signifikan atau berbeda rasio sampah/air 1 : 2,5 dan pada rasio
tidak nyata. Starter 0% memberikan pengaruh sampah/air 1 : 3 masing-masing sebesar
yang nyata terhadap starter 6,25 %; 12,5 %; 239,58 mg/liter dan 211,23 mg/liter,
18,75 % dan 25 %. sedangkan pada penggunaan rasio sampah/air
2. Rasio Air Terhadap Sampah Basah 1 : 3,5 dan 1: 4 belum terbentuk biogas. Pada
Rumah Tangga pada Produksi Biogas
hari ketiga, perlakuan yang menghasilkan
biogas hanya penggunaan rasio sampah
Hasil penelitian tahap pertama
terhadap air 1 : 2 dengan rendemen yang
menunjukkan konsentrasi starter kotoran sapi
menurun terhadap peningkatan waktu inkubasi
berpengaruh terhadap produksi biogas dengan
atau waktu pengamatan, sedangkan perlakuan
konsentrasi terbaik terdapat pada 6,25 % dan
lainnya tidak menghasilkan biogas. Keadaan
konsentrasi terburuk ditemukan pada
tersebut memberikan keterangan pengenceran
konsentrasi 0 %. Dengan mengacu pada
menurunkan rendemen biogas yang terbentuk.
temuan tersebut, terdapat praduga produksi
Hal tersebut diduga disebabkan oleh
biogas dari sampah basah rumah tangga juga
konsentrasi nutrien yang menurun dengan
dipengaruhi oleh rasio sampah terhadap air
meningkatnya penggunaan air dalam medium
atau konsentrasi sampah basah rumah tangga
fermentasi. Praduga tersebut didukung oleh
dalam medium fermentasi. Untuk
pernyataan Weda dkk. (2010) dalam Lutfianto
membuktikan praduga tersebut diterapkan
(2012) yang berpendapat produksi biogas
perlakuan pengaruh rasio sampah/air dengan
akan menurun dengan menurunnya kandungan
lima tingkatan rasio, masing-masing 1:2, 1:2,5
nutrient medium serta kandungan padatan
,1:3, 1:3,5 dan 1;4 (sampah:air). Perlakuan
terlarut medium fermentasi.
tersebut bertujuan untuk mengetahui rendemen
biogas yang terbentuk jika konsentrasi sampah
basah rumah tangga diturunkan atau
diperkecil.
Hasil pengukuran rendemen biogas
yang terbentuk pada penggunaan berbagai
rasio sampah terhadap air (Gambar 4.3; dan
Tabel Lampiran 9, 10, dan 11) menunjukkan Gambar 4. Hasil pengukuran rendemen
pada hari pertama inkubasi (pada waktu biogas pada berbagai rasio
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
31
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
32
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
33
Online Jurnal of Natural Science, Vol. 2 (1): 25-34 ISSN: 2338-0950
Maret 2013
Kajian Teknologi Produksi Biogas Dari Sampah Basah Rumah Tangga (Mujahidah, et.al.)
34