4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4. 1. KARAKTERISTIK BAHAN AWAL
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian adalah jerami yang diambil dari persawahan di Desa Cikarawang, belakang Kampus IPB
Darmaga dan berbagai macam sampah kulit pisang, kol, sampah pasar gunung batu, sampah pasar laladon dan kulit nenas. Jerami telah
didiamkan sekitar dua minggu setelah panen di areal persawahan. Inokulum yang digunakan adalah kotoran sapi segar yang diambil dari
kandang sapi Fakultas Peternakan, IPB Darmaga. Pertimbangan penggunaan beberapa jenis bahan tersebut dikarenakan keberadaan bahan
yang melimpah dalam bentuk sampah dan beberapa komoditas pertanian tersebut biasa digunakan dalam industri pengolahan hasil pertanian,
diantaranya kulit pisang yang merupakan limbah hasil industri keripik dan sale pisang, kulit nenas limbah hasil industri buah kaleng dan selai nenas,
sampah pasar yang banyak kita jumpai di pasar-pasar tradisional demikian juga jerami yang mudah di peroleh di areal persawahan. Karakteristik
biomassa yang digunakan dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 10.
Tabel 10. Karakteristik Jerami dan Berbagai Sampah
Jenis Biomassa Kadar
Air Padatan Organik
bb bk
Jerami Kering 18.70
53.24 65.47
Kotoran Sapi 84.23
12.50 79.27
Campuran Jerami dan kotoran Sapi 77.63
14.83 66.28
Kulit Pisang 87.61
10.50 84.70
Kol 93.00
6.52 93.08
Sampah Pasar Gunung Batu 82.57
15.20 87.19
Sampah Pasar Laladon 94.05
5.12 85.96
Kulit Nenas 86.61
12.73 95.07
Hasil karakterisasi biomassa diperoleh informasi bahwa terdapat perbedaan mendasar antara jerami dan sampah. Jerami memiliki kadar air
yang jauh lebih sedikit dibanding sampah. Jerami memiliki kadar air
18.70 sedang sampah berada pada kisaran 82.57 – 94.05. Perbedaan
kadar air yang besar akan meningkatkan produksi biogas. Kadar air bahan sangat penting dalam proses fermentasi produksi biogas. Jerami padi
memiliki rasio C dan N sebesar 70 Haryati, 2006. Komposisi kimia jerami padi sangat dipengaruhi oleh varietas padi, tempat tumbuh, serta
pupuk yang digunakan. Di Indonesia rata-rata kadar hara jerami padi adalah 0.4 nitrogen, 0.02 fosfor, 1.4 kalium, dan 5.6 silika dan
jerami padi mengandung 40-43 karbon Makarim et al, 2007. Guna mengoptimalkan produksi biogas pada penelitian ini
ditambahkan dengan kotoran sapi sebagai inokulum awal, karakteristik kotoran sapi yang digunakan seperti tampak pada Tabel 9. Laju produksi
biogas dan kandungan CH
4
maksimum dihasilkan pada biogas dengan penambahan inokulum kotoran sapi dalam jerami dengan perbandingan
25 dan 75 Hartono dan Kurniawan, 2009. Bobot kotoran sapi yang ditambahkan pada bahan jerami adalah 13 dari bobot jerami. Penambahan
kotoran sapi untuk sampah didasarkan hasil penelitian Macias-Corral et al 2008 yang menyatakan bahwa perbandingan terbaik untuk sampah dan
kotoran sapi adalah 9:1 atau setara dengan 277.7 g dari bahan awal 2500 g. Penambahan inokulum kotoran sapi bertujuan untuk meningkatkan
kandungan nitrogen dalam bahan, yang akan digunakan untuk pertumbuhan bakteri dalam proses fermentasi. Kotoran sapi segar
mengandung banyak bakteri pembentuk asam dan metana. Hal inilah yang menjadi dasar kenapa kotoran sapi banyak digunakan sebagai inokulum
fermentasi anaerobik. Bakteri yang terlibat dalam proses anaerobik membutuhkan beberapa
elemen penting sesuai dengan kebutuhan hidup organisme seperti sumber makanan dan kondisi lingkungan yang optimum. Bakteri anaerob
mengkonsumsi karbon sekitar 30 kali lebih cepat dibanding nitrogen. Rasio optimum untuk reaktor anaerobik berkisar antara 20 - 30. Jika CN
bahan terlalu tinggi, maka nitrogen akan dikonsumsi dengan cepat oleh bakteri metanogen untuk memenuhi kebutuhan pertumbuhannya dan
hanya sedikit yang bereaksi dengan karbon, akibatnya gas yang dihasilnya
menjadi rendah. Sebaliknya jika CN bahan baku rendah, nitrogen akan dibebaskan dan berakumulasi dalam bentuk amonia NH
4
yang dapat menyebabkan peningkatan pH. Jika pH lebih tinggi dari 8,5 akan
mengakibatkan pengaruh yang negatif pada populasi bakteri metanogen, sehingga akan mempengaruhi laju pembentukan biogas dalam reaktor.
Misi dan Forster 2001 menyatakan bahwa kriteria untuk menilai keberhasilan perombakan limbah pertanian secara anaerobik adalah
penurunan padatan volatil VS, total produksi biogas dan menghasilkan metana. Efek dari umpan yang berbeda pada biogas hasil dari limbah
makanan, dedaunan dan campurannya dikaji menggunakan batch reaktor anaerobik. Padatan bahan organik dari hasil analisis sampah menunjukkan
nilai yang tinggi berkisar antara 84-95 persen bk dibandingkan dengan jerami yang hanya berkisar 65 persen. Nilai padatan bahan organik ini
sangat potensial untuk dikonversi menjadi sejumlah biogas hasil dari proses fermentasi media padat.
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah dalam fasa padat dengan kadar air yang diharapkan sebesar 70 persen. Karena kadar
air sampah yang sudah cukup maka sampah organik tidak mengalami pengenceran atau penambahan air. Wahyuni 2008 menjelaskan bahan
isian harus mengandung bahan kering padatan total sekitar 7-9. Dari hasil analisis yang dilakukan, bahan sampah yang digunakan mengandung
5.95-17.43 padatan total. Untuk mengatur kandungan padatan total bahan, usaha yang biasanya dilakukan adalah dengan penambahan air atau
pengenceran. Bahan baku jerami yang memiliki kandungan air yang sedikit perlu ditambahkan air dalam proses fermentasi. Data karakteristik
bahan baku disajikan pada Lampiran 2.
4. 2. UJI POTENSI PRODUKSI BIOGAS