LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN Analisa M-Alkalinity Analisa Total Solid Analisa Ash dan VS

35

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di Pusdiklat LP3M Universitas Sumatera Utara USU Medan. Penelitian ini dilakukan selama ±6 bulan.

3.2 BAHAN

3.2.1 BAHAN UTAMA

Pada penelitian ini bahan utama yang digunakan adalah : 1. Sampel POME dari Fat Pit PKS PTPN IV Adolina. 2. Natrium bikarbonat NaHCO 3 . 3. Larutan logam Fe, Ni dan Co.

3.2.2 BAHAN ANALISA

Pada penelitian ini bahan analisa yang digunakan adalah : 1. Asam klorida HCl 0,1 N. 2. Aquadest.

3.3 PERALATAN

3.3.1 PERALATAN UTAMA 3.3.1.1 TANGKI UMPAN Tangki umpan adalah tempat untuk preparasi umpan dimana umpan dikondisikan terlebih dahulu dengan menambahkan Natrium bikarbonat untuk menjaga pH-nya sehingga menjadi 6,8 – 7,3. Agar campuran POME dengan bahan logam dan natrium bikarbonat menjadi homogen, maka tangki dilengkapi dengan pengaduk dan baffle. Pengaduk dilengkapi dengan 2 dua bilah dan digerakkan oleh motor listrik. Spesifikasi lengkap dengan gambar tangki umpan disajikan pada Tabel 3.1 dan Gambar 3.1. Universitas Sumatera Utara 36 Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki Umpan Tangki  Diameter  Tinggi total  Tinggi baffle 85 cm 204 cm 170 cm Motor  Daya  Phase    Merek 1 HP 750 watt 1 phase 1500 rpm Powerfull Pengaduk  Jumlah bilah  Posisi bilah 1  Posisi bilah 2  Jenis bilah 1  Jenis bilah 2  Diameter bilah 2 28,4 cm dari dasar tangki 85 cm di atas bilah 1 Paddle Turbin 42,5 cm Gear Box  Nisbah  Merek 60 : 1 Sinoria made in china Gambar 3.1 Tangki Umpan Universitas Sumatera Utara 37

3.3.1.2 BIOREAKTOR

Bioreaktor merupakan satu peralatan utama dimana di dalam rangkaian peralatan yang ada pada unit pembangkit gas. Bioreaktor adalah tempat dimana biogas diproduksi melalui proses fermentasi. Bioreaktor adalah reaktor semikontinu berpengaduk, dimana umpan dan keluaran akan masuk dan keluar pada selang waktu tertentu. Spesifikasi lengkap dan gambar tangki Fermentor disajikan pada Tabel 3.2 dan Gambar 3.2. Tabel 3.2 Spesifikasi Bioreaktor Tangki  Diameter  Tinggi total  Tinggi baffle 142 cm 213 cm 106,5 cm Motor  Daya  Phase    Merek 3 HP 2200 watt 3 phase 1500 rpm Teco Pengaduk  Jumlah bilah  Posisi bilah 1  Posisi bilah 2  Jenis bilah 1  Jenis bilah 2  Diameter bilah 2 47,3 cm dari dasar tangki 106.5 cm di atas bilah 1 Paddle Turbin 65 cm Gear Box  Nisbah  Merek 40 : 1 Sinoria made in china Heater  Diameter  Panjang  Daya heater 1  Daya heater 2  Posisi heater 1  Posisi heater 2 2 inch 60 cm 3000 watt 1500 watt 15 cm dari dasar tangki 15 cm di bawah bilah 2 Universitas Sumatera Utara 38 Gambar 3.2 Tangki Bioreaktor

3.3.1.3 STATIC IN-LINE MIXER

Static in-line mixer adalah alat pencampur POME segar dengan sludge keluaran dari gravity thickner, dimana merupakan sebuah alat pencampur yang menggunakan prinsip kecepatan aliran dan akan terjadi pencampuran antara POME segar dengan sludge keluaran gravity thickner. Sehingga nantinya akan langsung diumpankan ke dalam fermentor. Spesifikasi lengkap dan gambar mixing in-line disajikan pada Tabel 3.3 dan Gambar 3.3. Tabel 3.3 Spesifikasi Static In-Line Mixer Pipa  Tinggi  Diameter  Jumlah Sekat  Panjang Sekat  Jarak Sekat 75 cm 1,5 in 5 buah 20 mm 10 cm Heater  Panjang Heater  Daya Heater 45 cm 1500 W Universitas Sumatera Utara 39 Gambar 3.3 Static In-Line Mixer Selesai Pabrikasi

3.3.1.4 TANGKI PENGENDAP

Tangki pengendapan adalah tempat dimana sludge yang masih kaya akan padatan diendapkan selama beberapa jam yakni dengan HRT 10 jam sehingga diharapkan sludge yang kaya akan padatan terendapkan dan akan diumpankan ke dalam tangki pencampuran sedangkan yang miskin akan padatan dibuang dengan cara overflow. Tabel 3.4 Spesifikasi Tangki Pengendapan Tangki  Diameter  Tinggi total  Tinggi baffle 44,6 cm 230 cm 140 cm Motor  Daya  Phase    Merek 1 HP 750 watt 1 phase 1500 rpm Powerfull Universitas Sumatera Utara 40 Tabel 3.4 Lanjutan Pengaduk  Jumlah bilah  Posisi bilah 1  Posisi bilah 2  Jenis bilah 1  Jenis bilah 2  Diameter bilah 2 20 cm dari dasar tangki 50 cm di atas bilah 1 Paddle Turbin 38 cm Gear Box  Nisbah  Merek 30 : 1 Sinoria made in china Gambar 3.4 Tangki Pengendap Universitas Sumatera Utara 41

3.3.1.5 TANGKI PENANGKAP BIOGAS

Tabel 3.5 Spesifikasi Tangki Penangkap Biogas Tangki  Diameter  Tinggi total 115 cm 242 cm Pintu manhole  Tinggi  Lebar 80 cm 60 cm Volume balon 2,28 m 3 Gambar 3.5 Tangki Penangkap Biogas Universitas Sumatera Utara 42

3.3.1.6 KOMPRESOR DAN TANGKI BERTEKANAN TINGGI

Tabel 3.6 Kompresor dan Tangki Bertekanan Tinggi Kompresor  Merek  Model  Daya  Jumlah piston  Diameter pulley Fetch V type 0,5 HP 2 17 cm Motor  Merek  Type  Daya  Phase  Voltase    Diameter pulley Fetch AEEF 1 HP 750 watt 1 phase 220 V 1440 rpm 10 cm Tangki bertekanan  Panjang  Diameter 127 cm 39 cm Gambar 3.6 Kompresor dan Tangki Bertekanan Tinggi Universitas Sumatera Utara 43

3.3.1.7 GAS METER

Gambar 3.7 Gas Meter

3.3.1.8 CONTROL PANEL

Gambar 3.8 Control Panel Universitas Sumatera Utara 44

3.3.2 PERALATAN ANALISA

Peralatan analisa yang digunakan dalam penelitian yaitu : 1. Oven 2. Desikator 3. Cawan Penguap 4. Timbangan Elektrik 5. Pipet Volumetrik 6. pH Elektroda 7. Penjepit Tabung 8. Beaker Glass 9. Gelas Ukur 10. Karet Penghisap 11. Pengaduk Magnetic 12. Furnace

3.4 TAHAPAN PENELITIAN

3.4.1 PROSEDUR PENGAMBILAN SAMPEL

1. POME diambil dengan menggunakan pompa. 2. POME yang diambil dari kolam fat feed. 3. POME ditampung dalam tangki berukuran 1 m 3 . 4. POME yang diambil sebanyak 4 m 3 dalam sekali pengambilan.

3.4.2 PROSEDUR PEMBUATAN METAL SOLUTION

1. Ditimbang Fe sebanyak 29,98 gram. 2. Ditimbang Co sebanyak 0,5 gram. 3. Dimasukkan ke dalam botol 100 ml, dimasukkan Fe dan Co dan ditambahkan air 100 ml. 4. Diaduk campuran hingga homogen. 5. Metal solution siap untuk digunakan. Universitas Sumatera Utara 45

3.4.3 PREPARASI UMPAN

1. Diambil 1 m 3 POME segar. 2. Ditimbang NaHCO 3 sebanyak 2,5 kg untuk 1 liter POME, kemudian dimasukkan ke dalam POME segar. 3. Diambil metal solution larutan logam Fe, Ni dan Co, dengan menggunakan micrometer sebanyak 300 ml, kemudian dimasukkan ke dalam POME segar. 4. Diaduk campuran hingga homogen. 5. Dimasukkan campuran ke dalam tangki umpan.

3.4.4 LOADING UP DAN OPERASI TARGET

1. POME yang akan sudah difermentasi sebanyak 3700 liter dimasukkan ke dalam reactor. 2. Suhu di dalam fermentor diatur hingga suhunya mencapai 55 C. 3. Kecepatan impeller di dalam fermentor diatu 37,5 rpm. 4. Kecepatan di dalam tangki umpan POME segar diatur 37,5 rpm agar larutan POME akan tercampur dengan baik. 5. HRT awal mulai 18,5 selama 2 hari, karena gas terus meningkat, sehingga HRT juga meningkat, untuk adaptasi metano bacteria dengan umpan dimasukkan secara bertahap yaitu 1 kali sehari. 6. Apabila hari berikutnya pH pada fermentor sudah stabil dan nilai M- Alkalinity tidak turun maka HRT diturunkan 1,2 kali dari HRT awal.

3.4.5 PENGUJIAN SAMPEL

Pengujian yang dilakukan adalah :

a. Analisa M-Alkalinity

1. Ambil beaker glass kemudian masukkan raoting magnet ke dalamnya . 2. Masukkan sampel sebanyak 5 ml sampel dari fermentor dan discharge ditambahkan dengan aquadest hingga volume larutan 80 ml. 3. Beaker glass diletakkan di atas pengaduk magnetic, dan pH elektroda diletakkan di dalam beaker glass, kemudian stirrer dihidupkan dan Universitas Sumatera Utara 46 kecepatan diatur sedemikian rupa hingga sampel tercampur sempurna dengan aquadest. 4. Campuran dititrasi dengan larutan HCl 0,1 N hingga pH mencapai 4,8± 0,02. 5. Analisa M-Alkalinity dilakukan untuk POME dan limbah fermentasi pada jar Fermentor. M-Alkalinity = Sampel Vol x x M x terpakai yang HCl Vol HCl 5 1000 .

b. Analisa Total Solid

1. Panaskan cawan penguap selama 3 jam pada suhu 110 C selama lebih dari 1 jam. 2. Dinginkan cawan penguap di dalam desikator. 3. Timbang berat desikator. 4. Ambil sampel sebanyak 10 ml, lalu masukkan ke dalam desikator dan timbang beratnya. 5. Masukkan sampel ke dalam oven kemudian panaskan selama 4 jam pada suhu 120 C. 6. Kemudian dimasukkan sampel ke dalam desikator untuk menurunkan suhunya. 7. Timbang berat sampel setelah dingin. 8. Analisaa TS dilakukan untuk POME dan cairan di dalam jar fermentor. Total Solid = a1000v. a = Selisih berat cawan setelah dipanaskan dengan sebelum dimasukkan sampel. V = volume sampel.

c. Analisa Ash dan VS

1. Cawan penguap setelah TS dipanaskan dengan menggunakan muffle furnace pada suhu 700 C 3 jam. 2. Setelah itu dinginian cawan penguap di dalam desikator hingga mencapai suhu kamar . 3. Timbang berat cawan penguap. Universitas Sumatera Utara 47 4. Analisa VS dilakukan untuk POME dan cairan di dalam jar fermentor. Ash [mgl] = a1000v\ a = perbedaan berat dari cawan penguap setelah dipanaskan pada suhu 800 C dengan berat cawan kosong. v = volume sampel. VS [mgl] = TS [mgl] – Ash [mgl]

d. Analisa COD