peranan tetes tebu dalam produksi biogas
advertisement
PERANAN TETES TEBU DALAM PRODUKSI BIOGAS Oleh : Amaliyah Rohsari Indah Utami (1108201007) Pembimbing : Dr. rer.nat.Triwikantoro, rer.nat.Triwikantoro, M.Sc Dr. Melania Suweni M, M.T Latar Belakang Krisis Bahan bakar Protokol Kyoto Energi Alternatif Digester Penambahan anaerob Bahan Aditif Tetes Tebu Metodologi Karakterisasi Bahan Pola Perubahan pH Pola Perubahan Tekanan Karakterisasi Bahan pH : •Kotoran sapi •Air •Tetes tebu Bahan Aditif Tetes Tebu = 7,89 = 6,00 = 5,32 Kandungan Nutrisi (%) Protein Karbohidrat Glukosa 0,81 24,42 27,14 Komposisi sampel Sampel Kotoran Sapi (gram) Tetes Tebu Air (gram) (gram) Kode sampel 0 4000 - 8000 S0 1 3600 400 8000 1 2 3200 800 8000 S2 3 2800 1200 8000 S3 4 2400 1600 8000 S4 Tabel perhitungan kinetika produksi biogas dengan bahan aditif tetes tebu Kinetika tekanan gas (atm/hari) S0 S5 S6 ∆P1/∆t1 0 0.000209 0.001039 0.001039 0.001764 ∆P2/∆t2 0.000514 0.333166 0.332731 0.332566 0.33273 ∆P3/∆t3 0.083544 -2.5E-05 -0.00012 -4.1E-05 -0.0003 Sampel (atm/hari) S7 S8 Efek bahan aditif Bahan Aditif Kinetika produksi biogas Nutrisi makanan bagi bakteri Perubahan jumlah mol gas terbentuk meningkat • diubah menjadi nutrien yang lebih sederhana seperti glukosa • neosintesis bahan sel ( Hans Schlegel,1976 & 1985 ) Pertumbuhan bakteri meningkat Hubungan jumlah mol gas dengan waktu (hari) pada S0 jumlah mol gas (mol) 0.2 0.15 0.1 0.05 -1E-16 0 -0.05 4 8 12 16 20 t (Hari) Fase inkubasi : 7 -8 hari Fase stasioner : 9 – 10 hari Sejak pengisian dilakukan 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 4 8 12 16 20 t (Hari) S5 Sejak pengisian dilakukan 0.25 Jumlah mol gas (mol) Fase inkubasi : 5 7 hari Fase stasioner : 6 – 8 hari 0.2 S8 0.05 0 -0.05 0 S7 4 8 12 16 20 t (Hari) 0.2 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 4 8 12 16 20 t (Hari) S6 0.25 0.15 0.1 jumlah mol gas (mol) 0.2 jumlah mol gas (mol) jumlah mol gas (mol) Hubungan jumlah mol gas dengan waktu (hari) pada konsentrasi tetes tebu 0.2 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 4 8 12 16 20 t (Hari) Perbedaan pola perubahan jumlah mol gas pada masingmasing-masing sampel disebabkan:: disebabkan 1. Jumlah substrat (karbon) yang diubah oleh sel menjadi polimer tergantung pada media fermentasi. fermentasi. Umumnya media yang mengandung rasio karbon dan nutrien terbatas (umumnya nitrogen) yang tinggi menyokong untuk produksi polisakarida (Margaritis dan Pace, 1985) 1985) mengutip dari ( Wilikinson dan Sutherland, 1979) 1979). 2. Karakterisasi kandungan nutrien dalam tetes tebu menunjukkan kandungan protein, karbohidrat dan glukosa yang tinggi. Tetes tebu dapat digunakan sebagai medium sumber karbon dan protein (Desniar, 2004). S0 dibandingkan S5, S6, S7, S8 Warna sampel: kunimg tua Sumber energi banyakpertumbuhan bakteri cepatproduksi biogas lambatmasa inkubasi cepat tetes tebu mendominasi bahan campuran •Karbohidrat : bahan makanan umum bagi sebagian besar mikroorganisme. Bakteri menguraikan karbohidrat polimer dalam pakansenyawa sederhana( Hans G. Schlegel, !976 & 1985) • Secara umum,inti metabolisme adalah memecahkan glukosa sebagai substrat metabolisme sel dan siklus asam trikarboxylik (TCA) (Garet M. Evans & Judith C Furlong, 2003) Hubungan tingkat keasaman (pH) dengan waktu (hari hari)) pada S0 pH 7.00 6.80 6.60 6.40 6.20 6.00 5.80 5.60 0 Terjadi peningkatan pH secara fluktuatif 4 8 12 t (hari) 16 20 Peningkatan nilai pH medium fermentasi diakibatkan oleh adanya sumber nitrogen (berupa protein), Desniar 2004. Hubungan tingkat keasaman (pH) dengan waktu (hari) pada konsentrasi tetes tebu pH 5 4 3 2 1 0 0 S5 S6 pH 5 4 3 2 1 0 0 4 S7 pH 5 4 3 2 1 0 0 S8 4 Terjadi penurunan pH kemudian nilai pH meningkat 4 8 12 t (hari) 16 20 pH 5 4 3 2 1 0 0 4 8 12 16 20 t (hari) 8 12 t (hari) 16 20 8 12 16 t (hari) 20 Tingkat keasaman pH akan turun selama pertumbuhan eksponesial dibawah kondisi anaerob jika sumber karbon yang paling besar di dalam media fermentasi adalah suatu karbohidrat.. (Jenkins, 1992). Hal ini disebabkan karbohidrat beberapa organisme menghasilkan senyawa metabolisme seperti asam asetat dan piruvat dengan adanya gula berlebih. berlebih. Asam organik jika berdisosiasi dengan dalam air akan menghasilkan H+ yang dapat menurunkan pH media fermentasi fermentasi.. Ketersediaan nutrisi bagi bakteri Menilik susunan kimia sel mikroorganisme maka kebutuhan nutrien pokok terdiri dari unsur makro dan unsur mikro. mikro. Unsur makro meliputi karbon, karbon, oksigen, oksigen, hidrogen, hidrogen, nitrogen, beler ang, ang, fosfor, fosfor, kalium kalium,, kalsium kalsium,, magnesium dan besi besi.. Unsur mikro yang diperlukan mikroorganisme antara lain mangan, mangan, seng, seng, tembaga dan lain lain--lain, ( Hans G.Schlegel, G.Schlegel, 1976 dan 1985 ). Hasil data penelitian berupa perubahan pola jumlah mol gas yang terbentuk menunjukkan bahwa pertumbuhan mikroorganisme mengikuti kurva pertumbuhan bakteri yaitu fase lag/ lag/masa masa inkubasi, inkubasi, fase ekponensial dan fase stasioner. stasioner. Kurva pertumbuhan bakteri dengan 4 fase yaitu yaitu:: fase lag, fase eksponensial, eksponensial, fase stasioner dan fase kematian kematian,, (George A. Wistreich Wistreich,, 2003) Tetes tebu mengandung banyak senyawa lain (selain (selain gula) gula) karena merupakan hasil samping langsung dari pabrik gula sehingga memerlukan perlakuan lain agar pertumbuhan bakteri terjadi dengan baik, baik, ( Desniar, Desniar, 2004). Kesimpulan 1. 2. Bahan aditif tetes tebu dan limbah cair tahu dapat digunakan sebagai sumber nutrisi berupa karbohidrat, karbohidrat, protein dan glukosa yang dibutuhkan oleh mikroorganisme.. mikroorganisme Konsentrasi tetes tebu 40% menghasilkan gas lebih cepat yaitu dengan masa inkubasi 5-7 hari sejak pengisian dgn produksi biogas tertinggi ysitu hari ke ke--7 dengan P=1,15atm dan n=2,2394 mol.
