Pengaruh Keasaman (PH) Dan Pengadukan Terhadap

Volume 6, Nomor 1, Januari
20ll
ISSN
1,907
- 3348
MAJALAHTEKNIK
$rh-dH$
P-q$,1**,***"
,
$Jlal-1""-t'l*="'
H.*SH'lic',"en
''*[*"'
'"n"
'.*l].:
';.........-.-
o'*"i"s
Ieltftlh
UNIHAZ
Dekarr
g'r'gr"'-
sr'Mt
EAKUI,ITAS TEKNIK
UNIVBRSIIAS PROF. DR. HAZNRIN, SH
Jl. Jenderal Sudirman No. 185 Bengkulu
TelP. (0736) - 7008640
I
Daftar Isi
Salam Editorial
Daftar Isi
Halaman
l-
Analisisa karakteristik Umjuk Kerja Radiator
8
OIeh: A.Darwis.
1l-16
Teknik Pembakaran Bata Dongan Briket Batubara Campuran
Oleh: M.Halil.
Pengaruh Garam Pada Stabilisasi Tanah Lempung Ekspansif Dengan Kapur Pada Tinjauan
17 -21
peruuatran Nilai Indiks Plastisitas (IP) Tanah Lempung Ekspansif.
Oleh: Syahirman Suryadi
Identifikasi Potensi Sumber Energi Terbarukan Untuk Pembangkit listrik
Di
Pedesaan.
22
*29.
30
-37
Oleh: Edi Suryanto.
Pengaruh Keasamam (PH) Dan Pengadukan Terhadap hasil Produk Gasbio
Oleh
Uji
:
""'
Antonius FAS.
Coba Campuran Bahan Bakar Bensin Dan Etanol Dengan Pemanasan
Udara Awal .
37- 42.
Oleh: Enzr'l/
Metode Pembuatan Kompos Dari Sampah Organik Basah
Oleh : Ahmadin.
43-48
rssN. 1907 -3348
PENGARIJH KEASAMAN GTD DAN PENGADUKAN
TERHADAP IIASIL PRODUK GASBIO
*) Antonius Silaen
ABSTRAK
Gasbio adalah gas hasil fermentasi dari proses anaerobik yang disebabkan oleh mikro
organisme atau bakteri metan. Di negara India dan China gasbio dimanfaatkan untuk energi
alternatif sebagai bahan bakar gas yang dapat dipergunakan untuk keperluan industri dan rumah
tangga sebagai pengganti bahan bakar kayu ataupun minyak tanah..
Perlakuan pengadukan dapat mempengaruhi kestabilan temperatur dan dapat menurunkan suhu
ruang dalam digester. Hasil optimal dihrnjukan pada tekanan 95 kPa, melalui perlakuan
pengadukan selama proses permentasi dalam periode waktu antara 48 jam sampai 72 jam dan
perubahan temperatur dalam range antara 45 - 48 o C , dengan nilai derajat keasaman netral pada
PH=7-8.
Kata Kunci : Temperatur berpangaruh terhadap produksi Gasbio.
ABSTRACT
Gasbio is gas result of ferment from anaerobik process which is because micro of
metan bacterium or organism. At lndia state and China gasbio exploited for the energi of
alternative upon which burn gas which can be utilized for domestic and industry in the
place of wood fuel and or kerosene. Treatment of Squealer can influence stability of
temperature anC can degrade space temperature in digester. Optimal result was faund
at pressure 95 kPa, passing treatment of squealer during permentasi process in time
period betweenl 48 hour until 72 and hour change of temperature in range between 45 48 C , with value degree of neutral acidity at PH = 7-8
Keyword : Tempdrature have an effect on to Gasbio production.
I.
Pendahuluan
yang disebut gasbio. Gasbio adalah gas hasil
Sejak dulu kotoran hewan dan
manusia secara alami dimanfaatkan unfuk
nrempertahankan dan meningkatkan
kesuburan tanah. Dengan meningkatnya
pemakaian pupuk buatan, kotoran dan
sampah itu tidak lagi dipergunakan sehingga
banyak terbuang begrtu saja dan pada daerah
daerah pemukiman yang
padat
penduduknya, justru banyak menjadi
permasalahan yang disebabkan,banl,sft
faktor yang salah satunya
adalah
pencemaran lingkungan berupa bau dan
dapat mengganggu kesehatan. Dikarenakan
proses dekomposisi bahan bahan organik
secara alami, dalam kondisi anaerobik
menghasilkan sebagian besar gas yang
terdiri dari gas metan (CHo), karbon
dioksida (COr, campuran gas gas inilah
*) Dosen FT. Unihaz
\
Majalah Teknik Unihaz Vol. 6 No. 1 Januari 201I
fermentasi dari proses anaerobik yang
disebabkan oleh milao organisme atau
bakteri metan
Di negara India dan China gasbio
dimanfaatkan untuk energi alternatif sebagai
bahan bakar gas yang dapat dipergunakan
untuk keperluan industri dan rumah tangga
sebagai pengganti bahan bakar kayu ataupun
minyak tanah.
Dengan semakin langkanya dan mahalnya
energi hidrokarbon. Pemerintah Indonesia
menerapkan kebijaksanaan energi dengan
mengurangi dan akan berangsur untuk
menghilangkan subsidi bahan bakar minyak
untuk kebutuhan dalam negeri, tentunya hal
ini merupakan kebijakan yang positif
dimana masyarakat akan digiring kearah
efisiensi pemakaian energi hidrokarbon atau
27
ISSN. 1907 - 3348
minyak tanah dan mencari energi alternatif
yang lebih murah dan mudah diperoleh
dengan cara memanfaatkan potensi yang
melimpah disekitar kita.
bakteri hidrolitik. Bakteri hidrolitik ini ada
dua kelompok yakni kelompok mesophilik
yang bekerja pada suhu 30 - 40 derajat
Celsius dan kelompok termophilik yang
- 60 derajat celsius.
Tahap pertama proses ini berlangsung
dengan derajat keasaman ( pH) optimum 6 bekeq'a pada suhu 50
tI.
TINJAUAII PUSTAKA
1.
Pengertian Biogas
Biogas adalah bahan bakar yang
diperoleh dari bahan bahan organik yang
berasal dari kotoran hewan, manusia dan
bahan buangan yang berupa limbah
pertanian atau sampah, melalui proses
fermentasi dan pembusukan oleh bakteri
anaerobik atau suatu proses fermentasi yang
tidak
memerlukan oksigen.
Proses
fermentasi merupakan suatu reaksi oksidasi
yang
menghasilkan energi, dimana sebagai donor
dan aseptor elektronnya digunakan senyawa
organik. Fermentasi anaerobik menghasilkan
biogas yang terdiri dari gas metan sebanyak
50 -70 persen, gas karbon diolsida 25 - 45
reduksi didalam sistim biologi
persen, sedikit hidrogen, nitogen dan
hidrogen sulfida. Pembentukan biogas
dinyatakan dalam reaksi sebagai berikut
:
keasaman (pH) akan terus menurun dan
pada waktu yang bersamaan terbentuk pula
buffer alkali ( larutan penyangga alkali )
yang dapat menetralisir pH, untuk mencegah
penurunan pH yang dratis perlu diberi
sedikit kapur sebagai buffer sebelum tahap
pertama berlangsung.
Tahap ketiga adalah tahap konversi
asam organik menjadi metan (CII4), CO2
dan sedikit gas lain oleh bakteri metan.
Bakteri metan sangat sensitif
terhadap
(pH),
keasaman
perubahan suhu dan derajat
Bahan
'organik
3.
cHo + cor+Hrs+Hz+Nz
Anaerobik
Tangki digester ( unit pembangkit
biogas ) pertama dibuat di krggris pada
tahun 1895, gas yang dihasilkan digunakan
untuk peneranganjalan. Di beberapa negara
biogas telah dikembangkan seperti di India
(1939), China (1950), Taiwan (1955) dan
Korea (1969), dan beberapa negara lain
kJrususnya negara berkembang. terus
melakukan penelitian - penelitian secara
intensif terutama China dan Korea.. (Abdul
Kadir,1995,hal.260.dan
Gumbira
.
Proses Fermentasi Anaerobik
Proses fermentasi anaerobik dibagi
ddlam tiga tahap. Tahap pertama adalah
reduksi senyawa organik yang komplek
menjadi persenyawaan sederhana oleh
*) Dosen FT. Unihaz
Majalah Teknik Unihaz
menguap seperti asam asetat, asam butirat,
asam propionat dan lain lain. Dengan
terbentuknya asam organik maka derajat'
(Gumbira Said, 1987, hal.294).
organisme
2.
Pada proses kedua, organisme asarn
merubah senyawa sederhana menjadi
senydwa asam organik yang mudah
pH optimal yang ideal adalah 7.0 - 7.2 dan
pada pH 6.2 bakteri metan akan keracunan.
Mil<ro
Said, 1 987 ,haI.294)
7.
Proses Pembentukan Gasbio
Pembentukan gasbio merupakan
proses biologis. Bahan dasar atau bahan
baku berupa bahan organik yang berfungsi
sebagai .sumber karbon yang merupakan
sumber kegiatan dan pertumbuhan bakteri.
Bakteri yang berpengaruh dalam proses ini
ada dua macarn, yaitu bakteri pembentuk
asam dan bakteri pembentuk gas metan.
Bakteri pembentuk asam merombak bahan
organik menjadi asam asam lemak yang
dilakukan
oleh bakteri
Pseudomonas,
Flavobakterium, Alkaligenes, Escherichia
dan Aerobacter. Selanjutnya asam lemak
dirombak oleh bateri metan untuk
menghasilkan gasbio, bakteri bakteri
tersebut adalah bakteri Methanobacterium,
Methanosarcina dan Methanococcus. Ada
beberapa bakteri yang tidak terlalu dominan
yang memanfaatkan unsur belerang (sulfur)
28
Vo[ 6 No. I
Januari 201
ISSN. 1907 _ 3348
yang membentuk HzS yaitu
Desulvobrio.
bakteri
Secara proses bahan organik
flam.;rni/_alat penghasil gasbio (AGrt".)
akan dirombak oletr bakteri aun t riuOi*
mengha.silkan gas metan (CH.+),
dan
KarDondlot$ida (COr) dan sedikit gas
lain,
campuran gas gas inilah yang
disebut
gasbio. (Gumbira Said, I 9g Z,
nh. ZiZ1.
Komposisi gasbio terdiri dari :
o Meran (CH4) : 55 _ 65 yo.
o Karbon dioksida (CO2): 30 _
45 %.
.
.
_3 %.
Karbon monoksida (CO) : 0 _
.
o
Oksigen(OZ): O_I%.
Hidrogen sulfida (H2S) : 0 _
Nitogen (N2)
:
L
1%.
t%.
Sumber :
Energi
Resources
Development Series No.I g4scap,Banskok
(Abdul Kadir, I g 95,hat. 2 60)
Ditinjau dari komposisinya
gas
letan mempunyai persentase yang tinggi,
dimana gas metan bila dicamp* uO-uru uLn
menghasilkan gas bakar, dengan ciri gas
bakarnya berwarna 6iru. Gas *"tu, mumi
mempunyai nilai kalor sebesar 4.000 _ 6.700
kcal/tu3. Nilai ini setara dengan pemakain
energi listrik sebesar 60 100 Watt selama
6 jam. Nilai kalori gasbio lebih kurang
sebesar 5000 kcaUm3.
C/N
Kerbau
Kuda
25
Sapi
18
18
Sisa makanan
Rumput rumputan
4.
BahanBaku
Gasbio ditentukan dengan jumlah
terbentuknya gas metan ( CHo), dari bahan
organik yang mengandung unsur
PShin Iflmta
karbon dan kebutuhan nitrogen untuk
kehidupan aktifitas bakteri anaerob]k. Bahan
baku gasbio harus mengandung kedua unsur
tersebut dengan perbandinga, yung sesuai
atau yang disebut ratio CAL
Singh didalam Dissanayake (1977),
menyarankan besar ratio CAI berkisar
arfiara 25 : 1 dan 30 : 1, besaran ratio C/N
yang terlalu tinggi akan menaikan kecepatan
perombakan, tetapi buangan ( sludge) akan
mempunyai kandungan nitrogen yang tinggi.
Subshat dengan nilai CAI yang iend-uh afa,,
menyisakan banyak nitrogen yang akan
berubah atau bereaksi menjadi amon]ak dan
meracuni bakteri. pencampuran limbah
pertanian dengan kotoran ternak akan
nilai Ratio CA.tr untuk dapat
merubah
menghasilkan gas yang lebih baik.
Tabel 1. Perbandingan C/l,l untuk
beb erapa jenis kotoran. hewan
Jenis Kotoran
Perbandingan
Ayam
Babi
Kambing/domba
Manusia
Produksi biogas dari kotoran hewan
dapat menghasilkan -0,25 mt p", tg
iahu,
kering,
dalam
wakru
pudu
urr.L
isian
!1ku
17
proses didalam digerter sampai
\ln,lama
gasbio dihasilkan memerlukan waktu
21 _
28 hai,jadi proses siklus totat 45 _
60 hari.
Disamping sebagai sumber energi
pemamanfaatan kotoran melalui
digerter
(alat proses gasbio) dapat membrnuh
Uitt".i
patogen seperti bakteri dysenteri
dan
P1kt:l
lain lain. (Gumbira Said,t977,hit ZiAl.
15
25
30
6-16
i5
t9
*) Dosen FT.
Unihaz
!..
Humus
l0
Sisa buah buahan
35
Perdu/ semak
Batang iagung
.10
-
80
60
Jerami
Kulit batang pohon
Kertas
80
100
- 130
t70
Eqlqk
eereujitkavu
Daun daunan
$g-pah organik
500 - 700
60
35
Sumber : Handreck.Kwin arthur.
(Sudarso, I 98 S,hal. 7 3).
dan CpIS,l99)"
hal.t 2.
29
Majalah Telsfk Unihaz Vol. 6 No. I Januari 201
I
-J
rssN. 1907 -3348
5.
Kondisi Proses dan Faktor yang
Berpengaruh Terhadap Pembentukan
Gasbio
a). Derajat keasaman (pH). Suatu cairan
mempunyai tingkat I derajat keasaman
dan secara kimia parameternya diukur
dengan nilai pH. I.irrruk menjamin
perkembangan milaoorganisme, khusus
bakteri anaerobik dibutuhlian derajat
keasaman (pH) yang nunnal, y;r itada
rangeanta:-:'-8.
Celsi
l-',,"
tr -i pelr
Persr
kering
,".-ie
ar
'1[
.thrl, ,
r!.,;
baku
Kesatu, cara atau sistim pengisian
langsung adalah bahan baku diisikan
langsung sekaigus dalarn jumlah yang
ditentukan kedalam tangki pencema atau
digerter. Dengan pengertian bila produksi
gasbio sudah turun atau tidak baikftrabis,
maka seluruh sisa bahan baku harus'
dikeluarkan dan diganti dengan bahan baku
yang
a.laiah
yang
Kedua, cara atau sistim pengisian
kontinyu adalah bahan baku diisi secara
kontinyu, sehingga gasbio yang dihasilkan
bisa secara kontinyu. Jenis pengisian
kontinlu sisa bahan baku tidak perlr:
dibongkar, karena pengisian bahan baku dan
pengeluaran
-9
ilI.
dapat
TUJUAN DAN
MANFAAT
PENELITIAN
Tujuan penelitian untuk
mengetahui perubahan hasil
0/o.
produksi gas metan dalam proses
Tabel 2. ilc
permentasi pada alat digester. Dan
manfaat penelitian adalah :
o Mendapatkan biogas sebagai
energi alternatif pengganti
minyak tanah.
o Pemanfaatan potensi bahan
baku yang melimpah.
o Mendukung
program
pemerintah
khususnya
konservasi energi.
Jenis kot*r,rrt,
Manusj ,,
S,'
A
I
sisa bahan baku
berlangsung kontinyu.
dung bahan kering
:sar /
Sumber
cara pengisian langsung/ curah dan
yang baru.
b). , rperatur atau suir ,,:lam
.i,;., ,,itik
; ,es
i,,' :igsung antara;.r,' , ,10
- . ' .lr rjat Celsir: ,'.lrr
suhu ;rtimum ,ii' ,r i"rjat
c).
yaitu
pengisian secara kontinyu.
2eter,
. ,!:)itn
buku
iorso, I 9 t,.'t, irul. 66.
d).
Pengaduki,r, i'. ','rapo masalah
dapat timbul kare, a laprsrrr lapisan yang
tidak merata y: ;lg di ,:babkan oleh
pengadukan ir iim, 'r bahan baku
yang ktr.,,,g baii" Dan trnfuk
mencegahnya ft6nsf1, :. ,i digester
dilengkapi dengan :i1;t pr. rigaduk.
o Mengurangi masalah
persampahan dan polusi
lingkungan.
IV.
METODE PEI\ELITIAN
1.
2.
6.
Jenis Per;rl-ri.rn Penghasil Gasbio
Banyah jenis pc alatan untuk
memproduksi gasbio, tetapr rda prinsipnya
jenis peralatan penghasil ga rrio dibedakan
berdasarkan cara pengisiarr i;ahan baku,
*) Dosen FT. Unihaz
Majalah Teknik Unihaz Vol: 6 No. 1 Januari 2011
a
J.
Wakfu :
6 bulan
Tempat / Lokasi Penelitian
:
Laboratorium Teknologi
Mekanik Fakultas Teknik
Unihaz Bengkulu.
Prosedur Penelitian :
30
rssN.
r
Persiapan dan pembuatan
o
r
r
simulasi digester untuk skala
laboratorium.
o Ujicoba
pengoperasian
peralatan digester sebagai
.
.
Skop kecil.
Alat pengaduk.
Timbangan.
o Gelas pengukur.
o PH.meter.
o Sarung tangan.
o Masker.
o Dan alat penunjang lain.
reaktor.
Pengoperasiandigester
untuk pengambilan sampel
data.
5.
Pengamatan reaksi proses
permentasi terhadap variabel
wakru (hari/j am), derajat
6,
keasaman (PH), temperatur
Bahan baku : Sampah organik,
kotoran hewan ,air dan kapur.
Pengolahan Data : Dari data
sampel dibuat $afik untuk
mendapatkan nilai optimum
terhadap waktu dari produksi
dan tekanan.
"
1907 - 3348
Variabel waktu pengadukan
setiap 2 jan,4 jam dan 6 jam.
biogas.
i
NilaipH:6-7dan
4.
temperatur (40 - 60 derajat
Celsius).
Alat dan Peralatan :
o Pembuatan reaktor skala
laboratorium kapasitas 1 kg
bahan baku.
o Termokople
o lManometer.
o Ember.
v.
dan termometer
.
HASIL DAN PEMBI\I I.\SAN
1.
Grafk2.
Hasil Penelitian
FbttrrtShr
kuEESru
:o
s€
E
o
f*
F
o
Fmgdlqlxzjan
FHr=4*prl=o*pn;l
fugd.ta1x4Fr
t-=H+4--lrnr=61
hlo
L_
I
*) Dosen FT. Unihaz
Majalah Teknik Unihaz Vol. 6 No.
31
I
Januari 201I
rssN. 1907 - 3348
ril
il
I
Grafik 3.
l
Pembahasan
Pengambilan data sampel dilakukan
3 tahap, setelah proses permentasi
berlangsung 2l hari selama 18 hari
kl*sr3tr
uintuk tiap tahapan.
o
Tahap pertama bahan
baku dikondisikan
keasaman dibawah
normal dengan nilai PH
: 4, dengan perlakuan
pengadukan lx24 jam,
1 x 48 jam, 1 x 72 jam,
dengan selang waktu
masing-masing selama
6 hari.
Tahap
kedua
bahan
baku dikondisikan
keasaman dibawah
123456
kgrllmlxDt
yang
Bahan ba}
digunakan dalam per i
tr1 ini
adalah kotoran kamL,ing r. ,,rk yang
diperoleh dari daerah / ri. i'>ondok
Besi Bengkulu. Bai
baku
sebelum dimasukan i. tangki
digester, dijemur untuk rii; 1'.ur?Ilgi
kadar air selanjutnya dilurrirang
normal dengan nilai PH
= 6, dengan perlakuan
pengadukan lx24 jam,
1 x 48 jam, 1 x 72 jam,
dengan selang waklu
masing-masing selama
6 hari.
Tahap
ketiga
bahan
baku dikondisikan
keasaman dibawah
untuk menentukan volume dan bcrat
normal dengan nilai PH
: 8, dengan perlakuan
pengadukan I x24 jam,
1 x 48 jam, I x 72 jam,
bahan lalu diberi air
dengan
dengan selang waktu
I'. 2,
setelah
masing-masing selama
6han.
perbandingan berat
diendapkan lebih kurang
2
hari,
bahan diaduk sampai merata, bahan
baku dimasukan kedalam digester.
*) Dosen FT. Unihaz
Majalah Teknik Unihaz Vot'6 No.
32
I
Januari 201 I
ISSN. 1907 - 3348
lbrpadrhFH=8
9 1011 12131415161718
t-bi
Berdasarkan pengamatan dan
analisa data dari proses permentasi pada
menjadi 47 o C - 48 o C dan pada perlakuan
pengadukan I x72jam temperatur berubah
turun menjadi 46 " C.
tahap pertama dengan kondisi keasaman PH
- 4-
5, diperoleh temperatur dari 39 " C
sampai 42 " C pada tekanan 70 kPa. Pada
tahap ini perlakuan pengadukan 1 x24 jam
YI.
TiESIMPLILAN DAN SARAN
menunjukan kestabilan temperatur pada 39 o
C, pada perlakuan pengadukan 1 x 48 jam
menunjukan peningkatan
menjadi
4l o C
pengadukan 7
x
temperatur
1.
KESIMPULAI\
dan pada perlakuan
72 jam temperatur berubah
menjadi 42o C.
Pada tahap kedua dengan kondisi
keasaman PH = 6 - 7,'diperoleh temperatur
dari 45' C - 47 o C pada tekanan 90 kPa.
Pada tahap ini perlakuan pengadukan I x24
jam menunjukan kestabilan temperatur pada
45 o C, pada perlakuan pengadukan 1 x 46
jam menunjukan peningkatan temperatur
menjadi 46 o C - 47 o C dan pada perlakuan
pengadukan 7 x 72 jam temperatur berubah
turun menjadi 45 o C.
Pada tahap ketiga dengan kondisi
keasaman PH : 7 - 8, diperoleh temperatur
dari 45 o C - 46 o C pada tekanan 95 kPa.
Pada tahap ini perlakuan pengadukan I x24
jam menunjukan penurunan temperatur pada
45 o C, pada perlakuan pengadukan 1 x 48
jam menunjukan peningkatan temperatur
*) Dosen FT. Unihaz
\
Majalah Teknik Unihaz Vol. 6 No. 1 Januari 2011
Perlakuan pengadukan
dapat
mernpangaruhi kestabilan temperatur dan
dapat menurunkan suhu ruang dalam
digester.
Hasil optimal ditunjukan
pada
perlakuan
pengadukan selama proses permentasi dalam
periode wakru antara 48 jam sampai 72.jam
tekanan 95 lda, melalui
dan perubahan temperatur dalam range
antara 45 - 48 o C , dengan nilai derajat
keasaman netral pada PH = 7-8
2.
.
;
SARAN
ini perlu dilanjutkan
penggunakan
dengan
peralatan yang lebih
Penelitian
baik dan variasi bahan baku
indikator terhadap
temperatur,
dengan
r sebelum
JJ
J
rssN. 1907 -3348
teknologi
ini dipublikasi
dan
Tenaga Kesehatan
diabdikan
kepada masyarakat.
E.
Departemen
ts*esehatan, 1985.
Gumbira Sa'id,
'
BIOINDUSTRI,
Penerapan Teknologi Fermentasi'".
DAFTAR PUSTAKA
Mediyatama Sarana
" ENERGI, Sumber Daya,
Inovasi, Tenaga Listrik Dan Potensi
Ekonomi ". IJI - Press, Jakarta,
Abdul Kadir,
1
lakarla,1987.
DR.Junaidi Hadisumarto,
*) Dosen FT. Unihaz
Majalah TeknikUnihaz
" Teori Dan
Aplikasi, Teknik
995.
Sudarso M.sc, " Pembuangan Sampah ".
Proyek Pengembangan Pendidikan
Tenaga Sanitasi Prmat Pendidikan
U.N.
Perkasa,
Pembuatan
Kompos Dari Sampah ". Center For
Policy And Implementation Studies,
1992.
Mahida, " Pencemaran Air Dan
Pemanfaatan Limbah Industri ".
Rajawali, Jal€rta, 1 086.
34
VolX No.
I
Januari 2011