Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Pada Skala Pilot

   ^[8]

   _{0.9% 3 matches} [20]

  Results of plagiarism analysis from 2017-12-07 09:04 UTC

  l _{0.6% 2 matches} 10.1%

  l _{0.6% 2 matches} [26]

  l _{0.6% 2 matches} [25]

   _{0.5% 2 matches} [24]

   _{0.8% 3 matches} [23]

   _{0.6% 2 matches} [22]

   _{0.8% 3 matches} [21]

   _{1.1% 2 matches} [19]

   _{2.3% 7 matches} [9]

   _{1.1% 3 matches} [18]

   _{0.5% 2 matches} [17]

   _{1.0% 4 matches} [16]

   _{1.4% 5 matches} [15]

   _{1.6% 5 matches} [14]

   _{1.2% 5 matches} [13]

   _{1.7% 6 matches} [12]

   _{2.1% 4 matches} [11]

   _{2.2% 6 matches} [10]

  30. En n ergi dan gi dan Lingk ingk ungan ngan _Pembuatan atan Biioga ga s da da ri i LCPKS Skala kala Pil ilott_Irvan an .d d ocx Date: 2017-12-07 08:48 UTC

  0.4% 1 matches [34]

   _{0.4% 1 matches} [35]

   _{0.1% 1 matches} [36]

   _{0.4% 1 matches} [37]

   _0.4% 1 matches 10 pag ag es, 2370 word d s P lag lag Levell: sellectted d / overall all 61 matches from 38 sources, of which 17 are online sources. Se tting tting s

  Data policy: Comp a re w it h web sources, Chec k again s t m y d ocume nt s, Chec k again s t m y d ocume nt s in t he or gani z ati o n repos it or y

  , Chec k again s t or gani z ati o n repos it or y

  , Chec k again s t t he P lagia r i sm Preve nti o n

  Poo l

  Sensitivity: Me di um

  Bibliography: Co n s id er t ex t Citation detection: Re d uce P lag Leve l

  Whitelist: --

  [13] PEMBUATAN BIOGAS DARI LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA

SAWIT PADA SKALA PILO

  

[8]

#1 #2 #3 *4

  Irvan , Bambang ti , Elton J. M. Situmeang , Yoshimasa Tomiuchi #

  

Departemen Teknik Kimia, Fakultdan 20155 Indonesia

_{[11] [11]}

  1

  2

irvan@usu . ac. id, b_trisakti@usu . ac.id Elton_situmeang@yahoo. , com

_[11]

• R&D Centre, METAWATER Co . ,Ltd. ,

  7, Yawata-kaigandori, Ichihara-city, Chiba 290-8511, Japan

  _[8]

  4

tomiuchi-yoshimasa@metawater . co. jp

  

ABSTRAK

Suatu sistem anaerobik tertutup menggunakan tangki fermentor skala pilot telah dibangun dan

_[8]

dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir ini di Universitas Sumatera Utara . Sistem tersebut

dibangun dengan tujuan untuk menghasilkan biogas fermentasi limbah cair pabrik kelapa

sawit (LCPKS ) yang diperoleh dari instalasi pengolahan air limbah salah satu pabrik kelapa

_[9]

sawit milik PTPN IV. Tangki fermentor yang digunakan adalah sebuah reaktor dengan jenis

Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) memiliki volume 3. 000 liter dilengkapi dengan

pemanas listrik, insulator dan baffle di dalamnya. Pemasukan umpan (LCPKS) dilakukan secara

_[23]

intermitten sehingga operasi dapat berlangsung secara kontinu. Pada penelitian ini telah

dilakukan serangkaian percobaan dengan mengatur laju umpan 616 liter LCPKS/hari,

o o temperatur pada tangki umpan 70

  C, temperatur tangki fermentor 55

  C, laju pengadukan 37,5 rpm, hydraulic retention time (HRT) 6 hari dan recycle sludge 34 %. Dengan menggunakan kondisi tersebut diperoleh ratumlah produksi gas/harinya sebesar 13.795,2 liter/hari. _[13]

  Kai : biogas, limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS), skala pilot, termofilik [10]

  1. PENGANTAR

Indonesia merupakan produsen minyak kelapa sawit ( crude palm oil , CPO) terbesar di

dunia dengan luas area perkebunan kelapa sawit pada 2010 diperkirakan sebesar 7 juta

hektar (Dinas Pertanian, 2010). Besarnya produksi CPO ini juga diikuti dengan besarnya

  [10]

  produksi limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS). Produksi LCPKS diperkirakan ± 30

  

juta ton per tahun dan saat ini kebanyakan PKS masih mengolah LCPKS menggunakan

[10]

sistem open lagoon sebelum dibuang ke lingkungan. Selain memerlukan lahan yang luas

sistem ini menimbulkan bau, dan juga melepaskan gas rumah kaca (Igwe dan

  Irvan dkk, (2010) telah berhasil melakukan konversi LCPKS menjadi biogas dengan bantuan mikroba anaerobik menggunakan reaktor berpengaduk kontinu

  o

  ( continuous stirred tank reactor , CSTR) berkapasitas 2 liter pada temperatur 55 C

  [10]

  (termofilik), sistem tertutup dan pemasukan umpan secara intermitten. Pengurangan

  

HRT ini akan mengurangi kapasitas dari tangki fermentor dan tentunya juga akan

mengurangi investasi untuk aplikasinya (Irvan et. al., 2010). Pada tahun 2011, peneliti

  yang sama juga telah berhasil mengkonversikan LCPKS menjadi biogas yang dilaksanakan pada skala laboratorium (kapasitas fermentor 2 liter) menjadi skala pilot

  o

  yakni dengan kapasitas 3.000 liter dengan kondisi operasi suhu 55 C (termofilik), kecepatan pengadukan 25 rpm dan hydraulic retention time (HRT) 25 hari diperoleh

  3 biogas sebanyak 4 m /hari.

  Tulisan ini me laporkan konversi LCPKS menjadi biogas pada skala pilot dari

  o

  kapasitas 3.000 liter dengan kondisi operasi suhu 55 C (termofilik), kecepatan pengadukan 25 rpm dan HRT 25 hari menjadi kapasitas 3700 liter dengan kondisi

  o

  operasi 55 C (termofilik), kecepatan pengadukan 37,5 rpm dan HRT 6 hari serta menggunakan recycle sludge 34%. Laporan ini memaparkan mengenai data pengaruh recycle sludge tehadap laju dekomposisi, kualitas produk gas, dan kualitas umpan dan keluaran cair pada recycle sludge 34% serta mengetahui pengaruh recycle sludge 34 % terhadap laju dekomposisi.

  [9]

  2. BAHAN DAN METODE

  

Bahan yang digunakan adalah LCPKS yang berasal dari PKS Adolina PTPN IV . Bahan

  tambahan adalah NaHCO

  3 dan larutan tapak ( trace metals ) FeCl 2 , Ni.6H

  2 O dan

  CoCl

  2 .6H

  2 O. Tujuan penambahan NaHCO 3 adalah untuk mempertahankan pH pada 6,8

• 7,2 dan kandungan M-alkalinity ≥ 3.000 mg/l. Sedangkan tujuan penambahan FeCl

  2

  adalah sebagai peminimum produksi H S, dan penambahan Ni6H O dan CoCl .6H O

  2

  2

  2

  2 erlukan untuk metabolisme mikroba anaerobik.

  [9] Percobaan dilaksanakan pada suatu Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBg)

yang secara skematik disajikan pada gambar 1. Pilot plan terdiri dari dua unit utama yang mengkonversi campuran LCPKS menjadi biogas. Sedangkan, UPL adalah unit yang mengkonversi biogas menjadi listrik. UPB terdiri dari beberapa alat utama yaitu tangki umpan berkapasitas 1.000 liter yang dilengkapi dengan pengaduk, fermentor berkapasitas 3.700 liter yang dilengkapi dengan pengaduk dan pemanas, tangki pencampur berkapasitas 160 liter yang dilengkapi dengan pengaduk dan pemanas, tangki pengendapan berkapasitas 260 liter yang dilengkapi dengan pengaduk, tangki penangkap biogas yang dilengkapi dengan balon karet berkapasitas 2.800 liter, kompresor dan tangki biogas bertekanan tinggi. UPL yang tersedia ada 2 (dua) yang masing-masingnya berkapasitas maksimum 12 kW. UPL terdiri dari dua alat utama yaitu engine penggerak dan generator (dinamo). Engine penggerak yang digunakan adalah engine eks mobil Daihatsu Taruna/Espass/Feroza. Aslinya engine penggerak adalah berbahan bakar premium ( gasoline engine ) yang dimodifikasi sehingga dapat menggunakan biogas sebagai bahan bakar. Sedangkan generator listrik (dinamo) adalah motor 3 phase yang berkapasitas 12 kWh. _{Manure POME} Water _{Cow M-21 Feed Pump (P- ) 10 301 TI M-31 POME Feed Pump (P- ) Feed Tank (V- ) 20 21 200 TI} TI _{300 Fermentor Tank (BR- ) 31 Sludge Tank (V- ) 61} Gambar 1. Skema peralatan penelitian PLTBg skala pilot

  Pembebanan (loading up) dilakukan dengan berpedoman pada peningkatan produksi biogas yang diukur dengan menggunakan gas meter. Jika produksi biogas dinaikkan 1,2 kali pula hingga HRT 6 hari. Konsentrasi H S dan CO yang dikandung

  2

  2

  biogas, diukur dengan menggunakan injektor pengisap gas (GASTEC, tipe GV-100S) dan inspection tube (GASTEC, 25~1600 ppm). Produksi biogas dan karakteristiknya

  o

  diukur dengan melakukan percobaan pada suhu 55

  C, pa pada kisaran 6.5-7.8,

  [17]

  M-alkalinity dijaga ≥ 3. 000mg/l dengan penambahan NaHCO

  3 sebanyak 2 g/l LCPKS, dan HRT adalah 6 hari Karakteristik effluent ditentukan dengan mengukur penurunan konsentrasi total

solids (TS) yang diukur dengan menimbang sampel yang telah dikeringkan di dalam

o

oven pada suhu 110 C selama 4 jam, dan penurunan volatile solids (VS) yang diukur

dengan menimbang sampel kering yang telah dipanaskan di dalam furnace pada suhu

o 700 C selama 2,5 Jam.

  Temperatur dan pH diukur dengan menggunakan thermocouple dan pH probe yang dihubungkan dan dikumpulkan pada data logger. Selain diukur pula komposisi BOD, COD, VFA, ash, dan NH4-N dari keluaran cair ( effluent ) fermentor.

  [21]

  3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3 .

  1 Perbandingan produksi biogas pada proses fermentasi anaerobik baik recycle aupun non-recycle sludge .

  [23]

Produksi biogas pada proses fermentasi anaerobik dengan recycle sludge perlu

dibandingkan dengan proses tanpa recycle untuk melihat peningkatan produksi bioga s

akibat recycle sludge , untuk keperluan ini dilakukan percobaan dengan fermentasi

LCPKS pada skala pilot dengan Laju umpan 616 L/hari, Suhu Umpan pada Feed Tank

o o

  C, laju pengadukan 37,5 rpm, HRT target 6 hari dan recycle

sludge 34 %. Laju produksi biogas per mg VS terdegradasi untuk fermentasi LCPKS baik dengan recycle sludge maupun tanpa recycle disajikan pada gambar 2. Gambar 2. Grafik perbandingan produksi biogas pada proses fermentasi anaerobik baik recycle non-recycle sludge maupun .

  Selama pengamatan berlangsung diperoleh bahwa laju produksi biogas per mg

  VS terdegradasi mengalami fluktuasi dimana pada awal fermentasi gas mulai meningkat akan tetapi pada akhir masa fermentasi gas semakin lama semakin mengalami penurunan. Pada fermentasi LCPKS dengan di laboratorium didapat l recycle aju produksi biogas per mg VS terdegradasi berkisar antara 0,0001716 L/mgVS hari hingga 0,00256858 L/mgVS hari. Sedangkan Pada fermentasi LCPKS - di non recycle laboratorium didapat

  Laju produksi biogas per mg VS terdegradasi berkisar antara 0,0006048 L/mgVS hari hingga 0,00151038 L/mg VS hari. Sementara untuk fermentasi LCPKS dengan di didapat recycle Pilot Laju produksi biogas per mg VS terdegradasi berkisar antara 0,00070810 L/mgVS hari hingga 0,00176410 L/mgVS hari. Sehingga didapat dengan baik itu pada skala Laju produksi biogas per mg VS terdegradasi recycle laboratorium maupun lebih tinggi dari pada l pilot plant aju produksi biogas per mg VS terdegradasi - di laboratorium. non recycle

  3.2 Pengaruh r rhadap perubahan M-alkalinity dan pH ecycle sludge te Perubahan M-alkalinity dan pH selama proses fermentasi anaerobik dengan recycle sludge recycle perlu dibandingkan dengan proses tanpa untuk melihat perubahan M-

  0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0. 003 ^[12]

  100 120 140

  20

  40

  60

  80 G a s g e n e ra ti o n

  (L /m g

  V S . H a ri )

  Hari ke- recycle skala lab. recycle skala pilot non recycle skala lab.

• a lk a li ty ( m g /L )

  7.60

  80 p H

  60

  40

  20

  8.80 100 120 140

  8.60

  8.40

  8.20

  8.00

  7.80

  7.40

  alkalinity dan pH pada proses fermentasi LCPKS baik dengan maupun recycle sludge tanpa disajikan pada gambar 3. recycle (a) (b)

  7.20

  M-alk digester non recycle skala lab. M-alk discharged non recycle skala lab. M-alk digester recycle skala Pilot. M-alk discharged recycle skala Pillot.

  hari ke- M-alk digester recycle skala lab. M-alk discharged recycle skala lab.

  80 M

  

60

  40

  20

  100 120 140

  1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000

  Gambar 3. Pengaruh fermentasi terhadap a) M-Alkalinity b) pH recycle Untuk fermentasi LCPKS dengan di Laboratorium, alkalinitas recycle sludge untuk digester awalnya lebih rendah dibandingkan pada yang discharge sludge kemudian lama-kelamaan alkalinitas untuk digester meningkat dan alkalinitas pada discharge sludge menurun. Untuk fermentasi LCPKS dengan di non-recycle sludge

  hari ke- recycle skala Lab. non-recycle skala lab. discharged recycle skala pilot digester recycle skala pilot sludge baik dari awal fermentasi sampai pada akhir, Untuk fermentasi LCPKS dengan recycle sludge di pilot plant, alkalinitas untuk digester lebih tinggi dibandingkan pada discharge sludge .

  Untuk fermentasi LCPKS dengan recycle sludge di Laboratorium di dapat pH pada awal fermentasi tinggi dan kemudian turun, grafik pH mengalami kenaikan dan penurunan mengacu pada kondisi mikroba yang ada pada fermentor. Untuk fermentasi LCPKS dengan non-recycle sludge di Laboratorium di dapat pH yang lebih stabil, sedangkan untuk fermentasi LCPKS dengan recycle sludge di pilot didapat bahwa pH pada digester lebih tinggi dari pada pH yang ada discharge.

  3.3 Pengaruh r ecycle sludge terhadap kadar TS dan VS Perubahan banyaknya kadar TS dan VS selama proses fermentasi anaerobik dengan recycle sludge perlu dibandingkan dengan proses tanpa recycle untuk melihat perubahan

  [13]

  banyaknya kadar TS dan VS akibat recycle sludge. Pengaruh recycle sludge terhadap

  

perubahan kadar TS dan VS pada proses fermentasi LCPKS baik dengan recycle sludge

maupun tanpa recycle disajikan pada gambar 4.

  Untuk fermentasi LCPKS dengan recycle sludge di Laboratorium, kadar TS dan

  VS untuk digester jumlahnya lebih banyak dibandingkan pada discharged walaupun pada awal proses fermentasi LCPKS kadar TS dan VS discharged lebih tinggi dari pada digester yang kemudian lama-kelamaan kadar TS dan VS untuk digester meningkat dan kadar TS dan VS discharged menurun. Untuk fermentasi LCPKS dengan recycle sludge di Pilot, kadar TS dan VS untuk digester jumlahnya lebih banyak dibandingkan

• discharged dari gambar 4. juga terlihat bahwa kadar TS dan VS discharged non recycle selalu lebih besar dari pada kadar TS dan VS discharged recycle baik di laboratorium maupun di pilot, walaupun discharged di laboratorium pada awal fermentasi lebih besar karena belum efektifnya recycle sludge yang dilakukan sehingga banyak sludge yang
• keluar dari tangki sedimentasi, tetapi setelah itu kadar TS dan VS discharged non recycle lebih besar dari pada kadar discharged.

  

TS digester recycle skala Lab.

  ischarged recycle skala Lab TS discharged non-recycle skala lab.

  [16]

TS digester recycle skala Pilot

  35,000 TS discharged recycle skala Pilot

  30,000 ) /L

  25,000 g m

  20,000 ( d li

  15,000 o S l

  10,000 ta o T 5, 000

  20

  40

  

60

80 100 120 140 hari ke-

  (a)

VS digester recycle skala Lab.

  VS discharged recycle skala Lab.

  VS discharged non-recycle skala Lab.

  30,000 VS digester recycle skalapilot.

  VS dscharged recycle skala pilot.

  25,000 ) /L g 20,000 m ( d li 15,000 o S l 10,000 ti la o

  5, 000

  V

  20

  40

  60 80 100 120 140 Hari ke-

  (b) Gambar 4. Grafik hubungan pengaruh recycle terhadap a) kadar TS b) kadar

  VS

  3.4 Pengaruh r ecycle sludge terhadap laju dekomposisi VS Laju dekomposisi VS selama proses fermentasi anaerobik dengan recycle sludge perlu dibandingkan dengan proses tanpa recycle untuk melihat per Laju dekomposisi

  [16]

  VS akibat recycle sludge . Pengaruh recycle sludge terhadap laju dekomposisi VS pada proses fermentasi LCPKS baik dengan recycle sludge maupun tanpa recycle disajikan pada gambar 5.

  90

  80 ) %

  70 ( n

  60 to si

  50 o p

  40 m recycle skala lab. o c

  30 e

  recycle skala pilot

  D

  10

  20

  40

  60 80 10 0 120 140

days

  Gambar 5 Grafik hubungan pengaruh recycle terhadap laju dekomposisi VS Untuk fermentasi LCPKS dengan recycle sludge di Laboratorium dan di pilot, laju

• dekomposisi VS lebih besar dari pada laju dekomposisi VS non recycle di laboratorium ini terlihat jelas pada gambar 5. Dengan kata lain dengan adanya pengembalian sludge ke dalam digester dapat meningkatkan laju dekomposisi VS, sehingga dapat disimpulkan recycle sludge yang terus menerus dilakukan akan dapat meningkatkan laju dekomposisi VS.

  4. KESIMPULAN Beberapa kesimpulan penting yang diperoleh dari penelitian ini diberikan pada butir- butir berikut :

  1. Laju produksi biogas per mg VS terdegradasi dengan recycle baik itu pada skala laboratorium maupun pilot plan lebih tinggi dari pada Laju produksi biogas per mg

• VS terdegradasi non recycle di laboratorium.

  2. Untuk fermentasi LCPKS dengan recycle sludge di Laboratorium maupun di pilot

  [15] plan, alkalinitas untuk digester lebih tinggi dibandingkan pada discharge sludge. untuk digester lebih rendah dibandingkan pada baik dari awal discharge sludge fermentasi sampai pada akhir,

  3. Untuk fermentasi LCPKS dengan di Laboratorium maupun di recycle sludge pilot plan di dapat pH pada awal fermentasi tinggi dan kemudian turun, grafik pH mengalami kenaikan dan penurunan mengacu pada kondisi mikroba yang ada pada fermentor.

  Untuk fermentasi LCPKS dengan di di Laboratorium non-recycle sludge dapat pH yang lebih stabil.

  4. Untuk fermentasi LCPKS dengan di Laboratorium maupun di recycle sludge pilot plan, kadar TS dan VS untuk jumlahnya lebih banyak dibandingkan pada digester discharged non recycle . Kadar TS dan VS discharged - selalu lebih besar dari pada kadar TS dan VS discharged baik di laboratorium maupun di pilot. recycle

  5. Untuk fermentasi LCPKS dengan di Laboratorium dan di pilot, laju recycle sludge dekomposisi VS lebih besar dari pada laju dekomposisi VS - di non recycle laboratorium. DAFTSTAKA

  1. Dinas Pertanian, Direktorat Jenderal Perkebunan , 2010, Statistik Perkebunan

  [18] Indonesia, Kelapa Sawit ( ). Oil Palm

  2. Igwee J.C. dan Onyegbado C.C. , 2007, A review of palm oil mill effluent

  [18] (POME) Water Treatment , Global Journal of Environmental Research, 1 (2 ): 54- 62.

  3. Irvan, Bambang Trisakti, Hiroyuki Daimon, Yoshimasa Tomiuchi, Yutaka Mori, Kosei Sasaki, 2010, Research of methane Fermentation Technology Using Palm Oil Mill Effluent (POME The 44 ),

  

th

  Annual Conference of Japan Society on r Environment, Fukuoka, Japan.

  4. Irvan, Rahmat Mulyadi Nainggolan, Bambang Trisakti, 2011, Kajian Awal

  [20] Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBg) Skala dari Limbah Cair Pabrik Pilot Kelapa Sawit (LCPKS ).