Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi Listrik Untuk Kapasitas 60 Ton TBS/Jam

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN BIOGAS DARI HASIL FERMENTASI
THERMOFILIK LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT
SISTEM RECYCLE MENJADI ENERGI LISTRIK
UNTUK KAPASITAS 60 TON TBS/JAM
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

DISUSUN OLEH:

VANDI DESRIANDY
NIM: 080405069

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalammu‘alaikum Wr. Wb
Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan
rahmat, ridho dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini
dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi
Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi
Listrik Untuk Kapasitas 60 Ton TBS/Jam.
Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan
merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Akhir kata kepuasan dan kebahagian penulis dalam menyelesaikan skripsi ini
tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini
penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan
membimbing penulis selama mengerjakan skripsi. Penulis menyadari sepenuhnya
tanpa dukungan dan bantuan mereka, penulis tidak mungkin dapat menyelesaikan
skripsi ini. Perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Eng. Irvan, MSi sebagai Dosen Pembimbing I sekaligus Ketua
Departemen Teknik Kimia FT USU yang telah membimbing, memberikan
masukan dan arahan selama menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.Si sebagai Dosen Pembimbing II sekaigus dosen
penguji I yang telah membimbing, memberikan masukan dan arahan selama
menyelesaikan skripsi ini.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MSi, Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
5. Ibu Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, MT sebagai Dosen Penguji II yang telah
memberikan saran dan kritik pada Tugas Akhir saya ini.
6. Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, MSc sebagai Dosen Penguji III yang telah
memberikan saran dan kritik pada Tugas Akhir saya ini.

Universitas Sumatera Utara

7.

Dan yang paling Teristimewa Ayahanda tercinta Yen Rizal dan Ibunda tercinta
Dra. Erniati yang selalu sabar dan mendoakan, memotivasi penulis dalam
menyelesaikan skripsi.

8.

Seluruh staf pengajar dan pengurus administrasi Departemen Teknik Kimia
Universitas Sumatera Utara.

9.

Rekan seperjuangan Febriansyah A.R, atas kerjasamanya dalam penulisan tugas
akhir ini dalam suka dan duka.

10. Teman-teman seperjuang penulis, Juki purnomo, Rizky martua Hsb, Edenta
Ginting, Ahmad Syahrun Hsb, Alexander, Edwin Fauzi, Rendy ramadhan, yang
tergabung dalam kelompok “PASKAS” , Cristopel Tobing, Rossi Wedana
Tarigan dan teman-teman Eks-D4 2005 semua yang terus menyemangati dan
selalu berbagi ilmu kepada penulis selama penyusunan skripsi.
11. Para pembimbing tambahan, Halim Cahjadi, ST, Riki Handoko, ST, Azlansyah,
ST, Amalia Yolanda, ST, Senafati, ST, Dahyat, ST, yang telah memotivasi dan
membantu dalam kelengkapan bahan penyusunan skripsi.
12. Pasukan LPPM yaitu bg Joel “Gondes”, Elton Jhon Situmeang, Dedy Anwar,
Alfy syahrin, nanta “blak-blakan”, Basril, dan Jhon Almer. dan adik-adik junior
2006, 2007, 2008, 2009, 2010 semua yang telah memberikan bantuan dan doa
kepada penulis.
13. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum
namanya.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang
bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga laporan ini
dapat bermanfaat bagi kita semua. Terima kasih.
Medan, 20 Juli 2011
Penulis,

Vandi Desriandy
08 0405 069

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Palm Oill Mill Effluent (POME) merupakan hasil buangan limbah cair kelapa
sawit yang mempunyai kandungan senyawa glukosa, protein dan karbohidrat tinggi
dan apabila diolah dengan baik maka dapat menghasilkan Biogas. Biogas ini
selanjutnya akan mengalami proses purifikasi sebelum disintesa menjadi senyawa
kimia baru yang secara luas dibutuhkan dalam kehidupan manusia, Selama ini biogas
dikenal hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar keperluan rumah tangga khususnya
untuk memasak saja, padahal biogas bisa juga dimanfaatkan sebagai sumber energi
pembangkit generator listrik.
Pra rancangan pabrik pembuatan Biogas menjadi energi listrik ini
direncanakan menghasilkan listrik dengan kapasitas 84,56 MWh/hari dan beroperasi
selama 365 hari dalam satu tahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Perbaungan, Sumatera Utara
dengan luas areal 3.180 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 37 orang dengan
melakukan kerjasama dengan PTPN IV Adolina dalam hal pengolahan limbah.
Hasil evaluasi ekonomi Pabrik Pembuatan Biogas menjadi Energi listrik ini
sebagai berikut:




Total Modal Investasi : Rp 150.527.388.651,-



Hasil Penjualan : Rp 157.405.374.000,-



Profit Margin (PM) : 57,56 %



Return on Investment (ROI) : 42,15 %



Return on Network (RON) : 70,25 %



Total Biaya Produksi : Rp 66.339.804.366,-



Laba Bersih : Rp 63.444.669.250,-



Break Even Point (BEP) : 41,49 %



Pay Out Time (POT) : 2,37 tahun

Internal Rate of Return (IRR) : 59,8 %

Dari hasil evaluasi ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan
Biogas menjadi energi listrik ini layak untuk didirikan

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal
KATA PENGANTAR ...............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ x
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................xi
BAB I

PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang................................................................................ I-1
1.2 Rumusan Masalah........................................................................... I-2
1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ......................................................... I-2
1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik ....................................................... I-3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... II-1
2.1 Pengertian Biogas .......................................................................... II-1
2.2 Sejarah Biogas ............................................................................... II-2
2.3 Faktor Yang Berpengaruh Pada Proses Anaerobik ......................... II-3
2.3.1 Temperatur ............................................................................ II-3
2.3.2 Derajat Keasaman (pH) ......................................................... II-4
2.3.3 Ketersediaan Unsur Hara ....................................................... II-4
2.3.4 Alkalinitas ............................................................................. II-5
2.4 Tahapan Metabolisme dalam Degradasi Anarobik ......................... II-5
2.4.1 Hidrolisis............................................................................... II-5
2.4.2 Asidogenesis ......................................................................... II-5
2.4.3 Asetogenesis ......................................................................... II-6
2.4.3 Metagenesis........................................................................... II-6
2.5 Palm Oill Mill Effluent (POME) .................................................... II-7
2.6 Pengaruh Sistem Recycle Terhadap Proses Pengolahan POME ...... II-9
2.7 Kegunaan Biogas ......................................................................... II-11
2.8 Deskripsi Proses dan Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk ............. II-11

Universitas Sumatera Utara

2.8.1 Deskripsi Proses Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Biogas dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik
Kelapa Sawit Sistem Recycle ............................................... II-11
2.8.2 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ..................................... II-12
2.8.2.1 Ferro Klorida (FeCl2) ............................................... II-12
2.8.2.2 Natrium Karbonat (NaHCO3) ................................... II-13
2.8.2.3 Nikel (II) Klorida (NiCl2) ......................................... II-13
2.8.2.4 Kobalt (II) Klorida (CoCl2) ...................................... II-13
2.8.2.5 Kalium Karbonat (K2CO3)........................................ II-14
2.8.2.6 Air (H2O) ................................................................. II-14
2.8.2.7 Metana (CH4) ........................................................... II-14
2.8.2.8 Karbondioksida (CO2) .............................................. II-15
BAB III

NERACA MASSA .............................................................................III-1
3.1 Tangki Neutralisasi .......................................................................III-1
3.2 Tangki Pencampur ........................................................................III-1
3.3 Reaktor Fermentasi .......................................................................III-2
3.4 Bak Sedimentasi ...........................................................................III-2
3.5 Water Trap....................................................................................III-3
3.6 Desulfurisasi .................................................................................III-3
3.7 Generator ......................................................................................III-3

BAB IV

NERACA ENERGI ........................................................................... IV-1
4.1 Tangki Neutraliser (M-112) ......................................................... IV-1
4.2 Tangki Pencampur (M-122) ......................................................... IV-1
4.3 Fermentor (R-210/R-220) ............................................................ IV-1

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN ..............................................................V-1
5.1 Bak Umpan POME (BP-01)...........................................................V-1
5.2 Pompa Umpan POME (P-01) .........................................................V-1
5.3 NaHCO3 Screw Conveyor (T-01)...................................................V-2
5.4 FeCl2 Screw Conveyor (T-02) ........................................................V-2
5.5 Tangki Neutralisasi (M-01) ............................................................V-2
5.6 Pompa Neutralisasi (P-02) .............................................................V-3

Universitas Sumatera Utara

5.7 Pompa Sedimentasi (P-05) .............................................................V-3
5.8 Pompa Sedimentasi (P-06) .............................................................V-3
5.9 Tangki Pencampur (M-02) .............................................................V-4
5.10 Pompa Umpan Fermentor I (P-04) ...............................................V-4
5.11 Fermentor I (R-01) .......................................................................V-5
5.12 Pompa Umpan Reaktor Floating Roof (P-03) ...............................V-5
5.13 Bioreaktor Floating roof (R-02) ...................................................V-6
5.14 Tangki Sedimenatsi (RC-01/02) ...................................................V-7
5.15 Water Trap(DT-01)......................................................................V-7
5.18 Desulfuriser (D-01) ......................................................................V-8
5.19 Generator (GE-01) .......................................................................V-8
5.19.1 Kompresor ........................................................................V-8
5.19.1 Turbin ...............................................................................V-9
BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian ........................................................... VI-2
6.1.2 Syarat Perancangan Pengendalian........................................ VI-7
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik .......................................................... VI-13

BAB VII UTILITAS........................................................................................ VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1
7.3 Kebutuhan Listrik ....................................................................... VII-2
7.6 Limbah Pabrik Pembuatan Biogas .............................................. VII-4
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ......................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ............................................................................. VIII-1
8.1.1 Faktor Primer/Utama ......................................................... VIII-2
8.1.2 Faktor Sekunder ................................................................ VIII-3
8.2 Tata Letak Pabrik ....................................................................... VIII-7
8.3 Perincian Luas Tanah................................................................. VIII-8
BAB IX

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ...................................................... IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil.............................................. IX-2

Universitas Sumatera Utara

9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ........................................ IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ................................ IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan................................................................ IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................... IX-7
9.5 Struktur Tenaga Kerja .................................................................. IX-7
9.5.1 Pembagian Struktur Tenaga Kerja ....................................... IX-7
9.5.2 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan .......................... IX-8
9.5.3 Hak dan Kewajiban Karyawan ............................................ IX-9
9.5.4 Keselamatan Kerja ............................................................ IX-11
BAB X

EVALUASI EKONOMI......................................................................X-1
10.1 Modal Investasi............................................................................X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment (FCI) ........ X-1
10.1.2 Modal Kerja/Working Capital (WC)....................................X-3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ...............................X-4
10.2.1 Biaya Tetap (BT)/Fixed Cost (FC) ......................................X-4
10.2.2 Biaya Variabel (BV)/Variable Cost (VC) ............................ X-4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) .......................................................X-5
10.4 Bonus Perusahaan ........................................................................X-5
10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ..........................................................X-5
10.6 Analisa Aspek Ekonomi...............................................................X-5
10.6.1 Profit Margin (PM) .............................................................X-5
10.6.2 Break Even Point (BEP) ......................................................X-6
10.6.3 Return On Investment (ROI)................................................X-6
10.6.4 Pay Out Time (POT) ...........................................................X-6
10.6.5 Return On Network (RON) ..................................................X-7
10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) ..............................................X-7

BAB XI

KESIMPULAN ................................................................................. XI-1

DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................xi

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1

Komposisi Biogas ............................................................................ II-1

Tabel 2.2

Komposisi Kimia Limbah Cair POME ............................................. II-8

Tabel 2.3

Karakteristik Limbah POME dan Baku Mutu Limbah ..................... II-9

Tabel 3.1

Neraca Massa pada Tangki Neutralisasi ...........................................III-1

Tabel 3.2

Neraca Massa Tangki Pencampur ....................................................III-1

Tabel 3.3

Neraca Massa Reaktor Fermentasi ..................................................III-2

Tabel 3.4

Neraca Massa Bak Sedimentasi .......................................................III-2

Tabel 3.5

Neraca Massa Water Trap................................................................III-3

Tabel 3.6

Neraca Massa Desulfurisasi .............................................................III-3

Tabel 3.7

Neraca Massa Generator ..................................................................III-3

Tabel 4.1

Neraca Energi Tangki Neutraliser (M-01) ....................................... IV-1

Tabel 4.2

Neraca Energi Tangki Pencampur (M-02) ...................................... IV-1

Tabel 4.3

Neraca Energi Fermentor (R-01/R-02)............................................ IV-II

Tabel 6.1

Daftar Penggunaan Intrumentasi pada Pra-Rancangan Pabrik
Pembuatan Biogas Sebagai sumber energi Listrik ........................... VI-8
...............................................................................................................

Tabel 7.1

Kebutuhan Uap.............................................................................. VII-1

Tabel 7.2

Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan .................................... VII-2

Tabel 7.3

Kebutuhan Daya pada Unit Proses ................................................. VII-3

Tabel 7.4

Karakteristik Limbah Cair Kelapa Sawit ........................................ VII-4

Tabel 8.1

Perincian Luas Tanah ................................................................... VIII-8

Tabel 9.1

Pembagian Shift Karyawan ............................................................ IX-8

Tabel 9.2

Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ............................................. IX-8

Tabel 9.3

Proporsi Gaji Karyawan per 1 shift ................................................. IX-9

Tabel LB.1 Nilai Kontribusi Unsur Atom......................................................... LB-1
Tabel LB.2 Kapasitas Panas Beberapa Senyawa Pada 298,25 oC ...................... LB-2
Tabel LB.3 Data Kapasitas Panas Gas .............................................................. LB-3
Tabel LB.4 Data Kapasitas Panas Cair ............................................................. LB-3
Tabel LB.5 Panas Reaksi Pembentukan ........................................................... LB-3
Tabel LB.6 Tabel Kontribusi Gugus dengan Metode Benson et al .......................... LB-4

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.7 Perhitungan Energi Masuk ke dalam Tangki Neutraliser ............... LB-5
Tabel LB.8 Perhitungan Energi Keluar dari Tangki Neutraliser ....................... LB-6
Tabel LB.9 Perhitungan Energi Alur Recycle dari Tangki Sedimentasi ............ LB-7
Tabel LB.10 Perhitungan Temperatur Keluar Tangki Pencampur (M-122)......... LB-7
Tabel LB.11 Entalpi POME Yang Keluar dari Fermentor .................................. LB-9
Tabel LB.12 Entalpi Biogas Yang Keluar dari Fermentor .................................. LB-9
Tabel LD.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ............................. LD-1
Tabel LD.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ................................................... LD-2
Tabel LD.3 Estimasi Harga Peralatan Proses .................................................... LD-5
Tabel LD.4 Biaya Sarana Transportasi ............................................................. LD-8
Tabel LD.5 Perincian Gaji Pegawai ................................................................ LD-10
Tabel LD.6 Perincian Biaya Kas .................................................................... LD-11
Tabel LD.7 Perincian Modal Kerja ................................................................. LD-12
Tabel LD.8 Aturan Depresiasi Sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 ................... LD-13
Tabel LD.9 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 . LD-14
Tabel LD.10 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) .......................... LD-22

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Fermentasi Metana Pada Proses Anaerobik ............................ II-7
Gambar 2.2 Flowsheet Proses Pembuatan Gas Hidrogen dari Biogas ................. II-17
Gambar 6.1 Sebuah Loop Pengendalian ............................................................. VI-3
Gambar 6.2 Suatu Proses Terkendali ................................................................. VI-3
Gambar 6.3 Instrumentasi pada Pompa .............................................................. VI-9
Gambar 6.4 Instrumentasi pada Tangki Cairan................................................... VI-9
Gambar 6.5 Instrumentasi pada Tangki Cairan................................................. VI-10
Gambar 6.6 Instrumentasi pada tangki fermentasi ............................................ VI-10
Gambar 6.7 Instrumentasi pada Floating Roof ................................................. VI-11
Gambar 6.8 Instrumentasi pada Tangki Pengendapan ...................................... VI-11
Gambar 6.9 Instrumentasi pada Drain tank ...................................................... VI-12
Gambar 6.10 Instrumentasi pada Tangki Desulfurisasi....................................... VI-12
Gambar 6.11 Generator ..................................................................................... VI-13
Gambar 6.12 Tingkat Kerusakan di Suatu Pabrik ............................................... VI-14
Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Biogas ............................................................ VIII-5
Gambar 9.1 Struktur Organisasi Perusahaan ...................................................... IX-6
Gambar LD.1 Harga Peralatan untuk Tangki Pelarutan ..................................... LD-4
Gambar LD.2 Kurva Break Even Point Pabrik Pembuatan Biogas ................... LD-23

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ....................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................ LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ....................... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ...................................... LD-1

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Palm Oill Mill Effluent (POME) merupakan hasil buangan limbah cair kelapa
sawit yang mempunyai kandungan senyawa glukosa, protein dan karbohidrat tinggi
dan apabila diolah dengan baik maka dapat menghasilkan Biogas. Biogas ini
selanjutnya akan mengalami proses purifikasi sebelum disintesa menjadi senyawa
kimia baru yang secara luas dibutuhkan dalam kehidupan manusia, Selama ini biogas
dikenal hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar keperluan rumah tangga khususnya
untuk memasak saja, padahal biogas bisa juga dimanfaatkan sebagai sumber energi
pembangkit generator listrik.
Pra rancangan pabrik pembuatan Biogas menjadi energi listrik ini
direncanakan menghasilkan listrik dengan kapasitas 84,56 MWh/hari dan beroperasi
selama 365 hari dalam satu tahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Perbaungan, Sumatera Utara
dengan luas areal 3.180 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 37 orang dengan
melakukan kerjasama dengan PTPN IV Adolina dalam hal pengolahan limbah.
Hasil evaluasi ekonomi Pabrik Pembuatan Biogas menjadi Energi listrik ini
sebagai berikut:




Total Modal Investasi : Rp 150.527.388.651,-



Hasil Penjualan : Rp 157.405.374.000,-



Profit Margin (PM) : 57,56 %



Return on Investment (ROI) : 42,15 %



Return on Network (RON) : 70,25 %



Total Biaya Produksi : Rp 66.339.804.366,-



Laba Bersih : Rp 63.444.669.250,-



Break Even Point (BEP) : 41,49 %



Pay Out Time (POT) : 2,37 tahun

Internal Rate of Return (IRR) : 59,8 %

Dari hasil evaluasi ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan
Biogas menjadi energi listrik ini layak untuk didirikan

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembangkit listrik sangat diperlukan untuk menggerakkan roda pembangunan
di semua bidang. Pada saat sumber energi suatu pembangkit melimpah, di saat itu
pula biaya pembangkitan akan murah. Begitu juga sebaliknya, pada saat sumber
energi mulai berkurang, maka di saat itu pula biaya pembangkitan akan menjadi
mahal. Konsumsi listrik Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan dengan
peningkatan pertumbuhan ekonomi nasional. Kebutuhan listrik untuk masyarakat
maupun industri diperkirakan belum akan tercukupi (Antara, 2008). Untuk itu, perlu
dilakukan pencarian sumber baru untuk mencukupi kebutuhan listrik.
Salah satu sumber energi yang dapat digunakan untuk mencukupi kebutuhan
listrik adalah biogas. Selama ini biogas dikenal hanya dimanfaatkan sebagai bahan
bakar keperluan rumah tangga khususnya untuk memasak saja, padahal biogas bisa
juga dimanfaatkan sebagai sumber energi pembangkit generator listrik. Biogas
sebenarnya sudah mulai dimanfaatkan sejak beberapa puluh tahun yang lalu, namun
tidak banyak digunakan oleh masyarakat. Biogas yang dikenal masyarakat lebih
banyak dihasilkan dari pengolahan kotoran ternak atau kotoran manusia. Sebenarnya
biogas juga bisa dihasilkan dari biomassa yang lain. Gas metana (CH4) yang
merupakan komponen utama biogas adalah gas yang dihasilkan dari perombakan
anaerobik senyawa-senyawa organik, seperti limbah cair kelapa sawit. Indonesia saat
ini merupakan negara produsen minyak kelapa sawit mentah (crude palm oil, CPO)
terbesar di dunia. Luas areal perkebunan sawit di Indonesia terus bertumbuh dengan
pesat, demikian pula produksi dan ekspor minyak sawitnya. Dari data terakhir yang
kami peroleh bahwa Luas areal tanaman kelapa sawit meningkat dari 5,45 juta hektar
pada tahun 2005 menjadi 7,5 juta hektar pada tahun 2009. Dalam kurun waktu yang
sama, produksinya berupa CPO dan CPKO (minyak inti sawit mentah), meningkat
dari 11,8 juta ton menjadi 18,6 juta ton (Departemen Pertanian, 2009).
Pada PKS dengan kapasitas olah 40 ton TBS/jam menghasilkan limbah cair
sebanyak 33.700 kg/jam atau sekitar 360–480 m3/hari dengan konsentrasi BOD rata-

Universitas Sumatera Utara

rata sebesar 25.000 mg/l. Saat ini, diperkirakan jumlah limbah PKS di Indonesia
yang berupa TKKS sebesar 15,2 juta ton/tahun dan POME mencapai 28,7 juta ton
/tahun. Secara alami gas metana dihasilkan pada kolam-kolam pengolahan limbah
cair Pabrik Kelapa Sawit (PKS). Limbah cair yang ditampung di dalam kolam-kolam
terbuka akan melepaskan gas metan (CH4) dan karbon dioksida (CO2). Kedua gas
ini merupakan emisi gas penyebab efek rumah kaca yang berbahaya bagi lingkungan.
Selama ini kedua gas tersebut dibiarkan saja menguap ke udara. Berdasarkan
penelitian, limbah cair kelapa sawit termasuk sumber energi alternatif (biogas) yang
besar konversinya yaitu sebesar 20 m3 biogas/m3 limbah cair (Asian Palm Oil,
2007). Konversi listrik sekitar 6 kWh/ m3 biogas (Green Indonesia, 2008)
1.2 Perumusan Masalah
Konsumsi listrik Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan dengan
peningkatan pertumbuhan ekonomi nasional. Untuk itu, perlu dicari solusi untuk
menanggulangi kebutuhan listrik di Indonesia. Limbah cair kelapa sawit yang selama
ini pemanfaatannya belum optimal dapat digunakan sebagai sumber kebutuhan
listrik. Untuk itu, perlu dibuat suatu pra rancangan pabrik untuk mengolah limbah
cair kelapa sawit menjadi gas metana sebagai sumber kebutuhan listrik. Produk
utama dari proses ini adalah listrik.

1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik
Ada beberapa tujuan pembuatan pra rancangan pabrik pembuatan biogas dari
limbah cair kelapa sawit dengan metode recycle sebagai sumber kebutuhan listrik,
yaitu :
1. Untuk memberikan informasi awal tentang kelayakan pendirian pabrik pembuatan
biogas dari limbah cair kelapa sawit dengan metode recycle sebagai sumber
kebutuhan listrik.
2. Untuk memberikan informasi tentang perkiraan tata rancangan pabrik pembuatan
biogas dari limbah cair kelapa sawit.
3. Untuk memperkirakan total biaya yang diperlukan serta tata letak pabrik yang
akan didirikan.

Universitas Sumatera Utara

1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik
Manfaat dari pra rancangan pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa
sawit adalah agar dapat menerapkan ilmu teknik kimia yang telah didapatkan selama
kuliah seperti neraca massa, neraca energi, utilitas, proses perancangan dan
perencanaan pabrik kimia. Dengan dibuatnya pra rancangan pabrik pembuatan
biogas ini, maka mahasiswa dapat memahami kegunaan dari ilmu yang selama ini
dipelajari dan didapatkan di kuliah.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Pengertian Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi

dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya kotoran manusia dan hewan, limbah
domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang
biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah
metana dan karbon dioksida. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih
bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi
karbon dioksida yang lebih sedikit. Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik
sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar
dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi
volume limbah buangan (Anonim, 2007).
Biogas sebagian besar mengandung gas metana (CH4) dan karbon dioksida
(CO2), dan beberapa kandungan yang jumlahnya kecil diantaranya hydrogen sulfida
(H2S) dan ammonia (NH3) serta hydrogen dan (H2), nitrogen yang kandungannya
sangat kecil (Wahyuningsih, 2009). Tetapi secara umum rentang komposisi biogas
adalah sebagai berikut:
Tabel 2.1 Komposisi Biogas
Komponen
Metana (CH4)
Karbon dioksida (CO2)
Nitrogen (N2)
Hidrogen (H2)
Hidrogen sulfida (H2S)
Oksigen (O2)
Sumber : id. Wikipedia.org, 2007

%
55-75
25-45
0-0,3
1-5
0-3
0,1-0,5

Perkembangan proses anaerobik digestion telah berhasil pada banyak
aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang
keberadaanya melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai.
Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah
pertanian limbah peternakan dan municipal solid waste (MSW). Umumnya, apabila

Universitas Sumatera Utara

sampah-sampah organik tersebut membusuk, akan dihasilkan gas metana (CH4) dan
karbon dioksida (CO2). Tapi, hanya CH4 yang dimanfaatkan sebagai bahan bakar
(Wahyuningsih, 2009).
Adapun khusus mengenai gas CH4 perlu diperhatikan adanya kemungkinan
ledakan. Karakteristik lain dari CH4 murni adalah mudah terbakar. Kandungan
metana dengan udara akan menentukan pada kandungan berapa campuran yang
mudah meledak dapat dibentuk. Pada lower explosion limit (LEL) 5,4 vol % metana
dan upper explosion limit (UEL) 13,9 vol %. Dibawah 5,4 % tidak cukup metana
sedangkan diatas 14 % terlalu sedikit oksigen untuk menyebabkan ledakan.
Temperatur yang dapat menyebabkan ledakan sekitar 650–750 oC , percikan api dan
korek api cukup panas untuk menyebabkan ledakan ( Iqbal, 2008).

2.2

Sejarah Biogas
Gas CH4 (metana) terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik oleh

bakteri metana atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang
mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik sehingga
terbentuk gas metana (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas.
Sebetulnya di tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah sebagaimana
peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat
Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat.
Gas metana sama dengan gas LPG (Liquidified Petroleum Gas), perbedaannya
adalah gas metana mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak. (Rahman,
2005).
Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas
alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Adapun orang pertama yang
mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah
Alessandro

Volta

pada

tahun

1776.

Pada

tahun

1806

Willam

Henry

mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai CH4, lalu Becham pada
tahun 1868, murid Louis Pasteur dan Tappeiner memperlihatkan asal mikrobiologis
dari pembentukan CH4.
Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Jerman
dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua Perang Dunia dan beberapa unit

Universitas Sumatera Utara

pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II
banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk
menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga
BBM (Bahan Bakar Minyak) semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun
1950-an pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di negara-negara
berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu
ada. Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat
pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900.
Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan
Papua Niugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit
biogas dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan
bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku
dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio
yang terbentuk (Nandiyanto, 2007)
Dengan teknologi tertentu,

gas metana dapat

dipergunakan untuk

menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin
tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas metana dapat digunakan untuk
keperluan memasak dan penerangan menggunakan kompor gas sebagaimana halnya
LPG (Rahman, 2005).

2.3

Faktor yang Berpengaruh Pada Proses Anaerobik
Aktivitas metabolisme mikroorganisme penghasil metana tergantung pada

faktor:
2.3.1 Temperatur
Gas metana dapat diproduksi pada tiga range temperatur sesuai dengan
bakteri yang hadir. Bakteri psyhrophilic 0 – 7 oC, bakteri mesophilic pada temperatur
13 – 40 oC sedangkan thermophilic pada temperatur 55 – 60 oC Temperatur yang
optimal untuk digester adalah temperatur 30 – 35 oC, kisaran temperatur ini
mengkombinasikan kondisi terbaik untuk pertumbuhan bakteri dan produksi methana
di dalam digester dengan lama proses yang pendek. Bakteri mesophilic adalah
bakteri yang mudah dipertahankan pada kondisi buffer yang mantap (well buffered)
dan dapat tetap aktif pada perubahan temperatur yang kecil, khususnya bila

Universitas Sumatera Utara

perubahan berjalan perlahan. Apabila bakteri bekerja pada temperatur 40oC produksi
gas akan berjalan dengan cepat hanya beberapa jam tetapi untuk sisa hari itu hanya
akan diproduksi gas yang sedikit. Perubahan temperatur tidak boleh melebihi batas
temperatur yang diijinkan. Untuk bakteri psychrophilic selang perubahan temperatur
berkisar antara 2 oC/ jam, bakteri mesophilic 1 oC/jam dan bakteri thermophilic 0.5
o

C/jam (Fry, 1973).

2.3.2 Derajat Keasaman (pH)
Derajat

keasaman

memiliki

efek

terhadap

aktivasi

biologi

dan

mempertahankan pH agar stabil penting untuk semua kehidupan. Kebanyakan dari
proses kehidupan memiliki kisaran pH antara 5 – 9. Nilai pH yang dibutuhkan untuk
digester antara 7 – 8,5. Pertumbuhan bakteri penghasil gas metana akan baik bila pH
bahannya pada keadaan alkali (basa). Bila proses fermentasi berlangsung dalam
keadaan normal dan anaerobik, maka pH akan secara otomatis berkisar antara 7 –
8,5. Bila derajat keasaman lebih kecil atau lebih besar dari batas, maka bahan
tersebut akan mempunyai sifat toksik terhadap bakteri metanogenik. Derajat
keasaman dari bahan didalam digester merupakan salah satu indikator bagaimana
kerja digester. Untuk bangunan digester yang kecil, pengukuran pH dapat diambil
dari keluaran/effluent digester atau pengambilan sampel dapat diambil di permukaan
digester apabila telah terpasang tempat khusus pengambilan sampel (Fry, 1974).

2.3.3 Ketersediaan Unsur Hara
Bakteri Anaerobik membutuhkan nutrisi sebagai sumber energi yang
mengandung nitrogen, fosfor, magnesium, sodium, mangan, kalsium dan kobalt.
Level nutrisi harus sekurangnya lebih dari konsentrasi optimum yang dibutuhkan
oleh bakteri metanogenik, karena apabila terjadi kekurangan nutrisi akan menjadi
penghambat bagi pertumbuhan bakteri. Penambahan nutrisi dengan bahan yang
sederhana seperti glukosa, buangan industri, dan sisa sisa tanaman terkadang
diberikan dengan tujuan menambah pertumbuhan di dalam digester. Nutrisi yang
penting bagi pertumbuhan bakteri, dapat bersifat toksik apabila konsentrasi di dalam
bahan terlalu banyak. Pada kasus nitrogen berlebihan, sangat penting untuk

Universitas Sumatera Utara

mempertahankan pada level yang optimal untuk mencapai digester yang baik tanpa
adanya efek toksik (Amaru, 2004)

2.3.4 Alkalinitas
Alkalinitas limbah cair dapat dihasilkan dari hidrokarbon, karbonat(CO32-) dan
bikarbonat (HCO3-) yang berikatan dengan kalsium, magnesium, kalium dan amonia.
Alkalinitas limbah cair membantu mempertahankan pH agar tidak mudah berubah
yang disebabkan oleh penambahan asam. Selain itu, alkalinitas juga mempengaruhi
pengolahan zat-zat kimia dan biologi serta dibutuhkan sebagai nutrisi bagi mikroba.
Kadar alkalinitas diperoleh dengan menitrasi sampel dengan larutan standar asam
dan diperoleh hasil dalam satuan mg/L CaCO3 (Amaru, 2004)

2.4 Tahapan Metabolisme dalam Degradasi Anaerobik
Umumnya, proses anaerob terjadi pada empat tahapan utama, yaitu :
hidrolisis, fermentasi, asetogenesis, dan metagenesis. Setiap tahapan melibatkan
populasi mikroba yang berbeda.

2.4.1 Hidrolisis
Material organik polimerik dihidrolisis menjadi monomer seperti glukosa,
asam lemak dan asam amino oleh bakteri hidrolitik. Proses hidrolisis adalah proses
yang sangat penting pada limbah organik tinggi. Solubilisasi melibatkan proses
hidrolisis dimana senyawa – senyawa organik kompleks dihidrolisis menjadi
monomer – monomer. Lemak dihidrolisis menjadi asam – asam lemak atau gliserol;
protein dihidrolisis menjadi asam – asam amino atau peptida sedangkan karbohidrat
dihidrolisis menjadi monosakarida dan disakarida. Reaksi hidrolisis dapat dilihat
sebagai berikut:
Lemak

asam lemak rantai panjang, gliserol

Protein

asam-asam amino, peptida rantai pendek

Polisakarida

monosakarida, disakarida

2.4.2 Fermentasi (Asidogenesis)

Universitas Sumatera Utara

Pada tahap ini produk yang telah dihidrolisa dikonversikan menjadi asam
lemak volatil, alkohol, aldehid, keton, amonia, karbondioksida, air dan hidrogen oleh
bakteri pembentuk asam. Asam – asam organik yang terbentuk adalah asam asetat,
asam propionat, asam butirat dan asam valerat. Reaksi asidogenesis dapat di lihat di
bawah ini:
C6H12O6

CH3CH2CH2COOH

glukosa

asam butirat

C6H12O6

+ 2 H2

+ 2 CO2 + 2 H2

CH3CH2COOH + 2 H2O

glukosa

asam propionat

2.4.3 Asetogenesis
Asam lemak volatil dengan empat atau lebih rantai karbon tidak dapat
digunakan secara langsung oleh metanogen. Asam-asam organik ini dioksidasi
terlebih dahulu menjadi asam asetat dan hidrogen oleh bakteri asetogenik penghasil
hidrogen melalui proses yang disebut asetogenesis. Asetogenesis juga temasuk pada
produksi asetat dari hidrogen dan karbon dioksida oleh asetogen dan homoasetogen.
Kadang-kadang proses asidogenesis dan asetogenesis dikombinasikan sebagai satu
tahapan saja. Reaksi asetogenesis dapat dilihat di bawah ini:
CH3CH2COOH

CH3COOH + CO2 + 3 H2

asam propionat

asam asetat

CH3CH2CH2COOH

2 CH3COOH + 2 H2

asam butirat

asam asetat

2.4.4 Metagenesis
Pada akhirnya gas metana diproduksi dengan dua cara. Pertama adalah
mengkonversikan asetat menjadi karbon dioksida dan metana oleh organisme
asetropik dan cara lainnya adalah dengan mereduksi karbon dioksida dengan
hidrogen oleh organisme hidrogenotropik. Metanogen yang dominan digunakan pada
reaktor

biogas

adalah

Methanobacterium,

Methanothermobacter,

Methanobrevibacter, Methanosarcina dan Methanosaeta. Reaksi metanogenesis
dapat dilihat dibawah ini:
CH3COOH

CH4 + CO2

Universitas Sumatera Utara

CO2 + 4H2

CH4 +2H2O

(Lang, 2007)

5%

20 %

Komponen organik kompleks
(Karbohidrat, protein, lipid)
Hidrolisis

10 %

35 %

Komponen organic sederhana
(Gula, asam amino, peptida)
Asidogenesis

Asam-asam lemak rantai panjang
(Propionat, butirat dan lain-lain)
13 %

17 %

H2, CO2

Asetat
72 %

28 %

CH4, CO2

Gambar 2.1 Skema fermentasi metana pada proses anaerobik
(Speece, 1996)

2.5

Palm Oil Mill Effluent (POME)
Palm oill mill effluent (POME) berasal dari air kondensat pada proses

sterilisasi, air dari proses klarifikasi, air hydrocyclone (claybath), dan air pencucian
pabrik. Jumlah air buangan tergantung pada sistem pengolahan, kapasitas olah
pabrik, dan keadaan peralatan klarifikasi. Limbah cair POME mengandung bahan
organik yang relatif tinggi dan tidak bersifat toksik karena tidak menggunakan bahan
kimia dalam proses ekstraksi minyak kelapa sawit (Siregar, 2009).

Universitas Sumatera Utara

Komposisi kimia limbah cair POME dan komposisi asam amino limbah cair
segar disajikan pada Tabel 2.2 berikut.
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Limbah Cair POME
Komponen
Ekstrak dengan ether
Protein (N x 6,25)
Serat
Ekstrak tanpa N
Abu
P
K
Ca
Mg
Na
Energi (kkal / 100 gr)
Sumber : Siregar, 2009

% Berat Kering
31.60
8.20
11.90
34.20
14.10
0.24
0.99
0.97
0.30
0.08
454.00

Limbah cair POME umumnya bersuhu tinggi, berwarna kecoklatan,
mengandung padatan terlarut dan tersuspensi berupa koloid dan residu minyak
dengan kandungan biological oxygen demand (BOD) yang tinggi. Parameter yang
menggambarkan karakteristik limbah terdiri dari sifat fisik, kimia, dan biologi.
Karakteristik limbah berdasarkan sifat fisik meliputi suhu, kekeruhan, bau, dan rasa,
berdasarkan sifak kimia meliputi kandungan bahan organik, protein, BOD, chemical
oxygen demand (COD), sedangkan berdasakan sifat biologi meliputi kandungan
bakteri patogen dalam air limbah (Siregar, 2009).
Berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup ada 6 (enam)
parameter utama yang dijadikan acuan baku mutu limbah meliputi :
a. Tingkat

keasaman

(pH),

ditetapkannya

parameter

pH

bertujuan

agar

mikroorganisme dan biota yang terdapat pada penerima tidak terganggu, bahkan
diharapkan dengan pH yang alkalis dapat menaikkan pH badan penerima.
b. BOD, kebutuhan oksigen hayati yang diperlukan untuk merombak bahan
organik. Semakin tinggi nilai BOD air limbah, maka daya saingnya dengan
mikroorganisme atau biota yang terdapat pada badan penerima akan semakin
tinggi.

Universitas Sumatera Utara

c. COD, kelarutan oksigen kimiawi adalah oksigen yang diperlukan untuk
merombak bahan organik dan anorganik, oleh sebab itu nilai COD lebih besar
dari BOD.
d. Total suspended solid (TSS), menggambarkan padatan melayang dalam cairan
limbah. Pengaruh TSS lebih nyata pada kehidupan biota dibandingkan dengan
total solid. Semakin tinggi TSS, maka bahan organik membutuhkan oksigen
untuk perombakan yang lebih tinggi.
e. Kandungan total nitrogen, semakin tinggi kandungan total nitrogen dalam cairan
limbah, maka akan menyebabkan keracunan pada biota.
f. Kandungan oil and grease, dapat mempengaruhi aktifitas mikroba dan
merupakan pelapis permukaan cairan limbah sehingga menghambat proses
oksidasi pada saat kondisi aerobic (Siregar, 2009).
Adapun karakteristik dari limbah POME yang dihasilkan dapat dilihat pada
Tabel 2.3 di bawah ini:
Tabel 2.3 Karaktersitik Limbah POME dan Baku Mutu Limbah
Parameter
Komposisi
BOD5 (mg/L)
23000-26000
COD (mg/L)
42500-55700
Soluble COD (mg/L)
22000-24000
TVFAs (mg acetic acid/l)
2500-2700
SS (mg/L)
16500-19500
Oil and grease (mg/L)
4900-5700
Total N (mg/L)
500-700
pH
3,8-4,4
Sumber : Zinatizadeh, et al, 2007
Berdasarkan data di atas, ternyata semua parameter limbah cair POME
berada diatas ambang batas baku mutu limbah. Jika tida dilakukan pencegahan dan
pengolahan limbah, maka akan berdampak negatif terhadap lingkungan seperti
pencemaran air yang mengganggu bahkan meracuni bota perairan, menimbulkan
bau, dan menghasilkan gas metan dan CO2 yang merupakan emisi gas penyebab
efek rumah kaca yang berbahaya bagi lingkungan (Siregar, 2009).

2.6

Pengaruh Sistem Recycle Terhadap Proses Pengolahan POME
Laju dekomposisi COD yang tinggi dapat menghasilkan biogas yang lebih

banyak. Dari penelitian yang pernah dilakukan diketahui bahwa untuk meningkatkan

Universitas Sumatera Utara

laju dekomposisi COD dapat dilakukan dengan meningkatkan Sludge Retention Time
(SRT) dengan mengembalikan lumpur dari digester ke reaktor. Oleh karena itu
pengaruh dari fermentasi POME dengan sistem recycle sludge diharapkan dapat
meningkatkan laju dekomposisi COD di atas 80%.
Konversi Volatile Solid menjadi gas adalah fungsi dari SRT. Pada fermentasi
POME dengan digester anaerobik berpengaduk HRT sama dengan SRT tetapi pada
kondisi fermentasi dengan recycle HRT tidak sama dengan SRT. SRT yang lama
akan meningkatkan laju dekomposisi VS pula (Burke, 2001).
Selain parameter-parameter yang mengukur efisiensi suatu proses anaerob
dari segi kualitas dan kuantitas biogas yang dihasilkan, parameter yang menjadi
indikator kualitas cairan fermentasi yang dikeluarkan atau discharged slurry juga
sangat penting dan harus memperhatikan baku mutu limbah buangan industri yang
berlaku. Parameter yang paling sering digunakan dalam hal ini adalah COD
(chemical oxygen demand), yakni ukuran tak langsung dari jumlah senyawa organik,
baik yang dapat terbiodegradasi maupun yang tidak dapat terbiodegradasi. Pengujian
COD biasanya dilakukan dengan mengukur kemampuan kalium dikromat untuk
mengoksidasi senyawa organik.
Dari penelitian yang pernah dilakukan diperoleh data bahwa :
1. Produksi gas pada fermentasi dengan recycle sludge ataupun non recycle
memberikan tren yang hampir sama namun pada fermentasi dengan recycle
sludge produksi gas lebih tidak stabil dibanding fermentasi non recycle
sludge dikarenakan adanya penumpukan amonium yang berlebihan. Dari
hasil yang diperoleh di dalam penelitian yang telah dilakukan dapat dilihat
bahwa mikroba di dalam fermentor untuk fermentasi dengan recycle sludge
terus berproduksi dan berkembang, namun pada akhir masa fermentasi
mengalami keracunan karena nutrisi yang diberi tidak dapat diserap secara
keseluruhan. Sehingga hendaknya dilakukan pengurangan pemberian
amonium bikarbonat.
2. semakin lama waktu tinggal sludge dalam reaktor akan meningkatkan laju
dekomposisinya pada HRT yang sama dengan cara mengembalikan lumpur ke dalam
reaktor (recycle sludge).

Universitas Sumatera Utara

3. disimpulkan bahwa fementasi dengan recycle sludge memiliki performa lebih
baik dibandingkan fermentasi non recycle sludge.
4. disimpukan bahwa fermentasi anaerobik dengan recycle sludge lebih
meningkatkan laju dekomposisi COD yang berarti limbah buangan yang
dihasilkan lebih rendah konsentrasinya dan memenuhi standar baku mutu
limbah buangan. Laju dekomposisi COD yang diperoleh dari penelitian ini
telah memenuhi persyaratan CDM yaitu laju dekomposisi COD > 80%.
(Senafati&Amalia, 2009)

2.7 Kegunaan Biogas
Biogas memiliki kandungan energi tinggi yang tidak kalah dari kandungan
energi dalam bahan bakar fosil. Nilai kalori dari 1 m3 biogas sekitar 6000 watt jam,
setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu biogas sangat cocok
menggantikan minyak tanah, LPG, butana, batu bara, dan bahan bakar fosil lainnya.
Biogas mengandung 75% metana. Semakin tinggi kandungan metana dalam bahan
bakar, semakin besar kalor yang dihasilkan. Oleh karena itu, biogas juga memiliki
karakteristik yang sama dengan gas alam. Sehingga jika biogas diolah dengan benar,
biogas bisa digunakan untuk menggantikan gas alam. Dengan demikian jumlah gas
alam bisa dihemat. Limbah biogas dapat digunakan sebagai pupuk. Limbah biogas,
kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang
sangat kaya akan unsure-unsur yang sangat dibutuhkan tanaman. Bahkan, unsurunsur tertentu seperti protein, selulosa, dan lignin tidak bisa digantikan oleh pupuk
kimia. Dengan demikian kita juga bisa mengurangi anggaran untuk membeli pupuk
(Can, 2008).

2.8 Deskripsi Proses dan Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk
Berdasarkan kajian literatura yang telah dipaparkan pada sub-sub bab
sebelumnya, berikut ini disajikan deskripsi proses dan sifat-sifat dari bahan baku dan
produk.
2.8.1 Deskripsi Proses Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil
Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit Sistem Recycle

Universitas Sumatera Utara

Sistematik proses Pembuatan biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle disajikan dalam Gambar 2.2. Palm
Oil Mill Effl

Dokumen yang terkait

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biohidrogen Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dengan Fermentasi Anaerobik Pada Kondisi Termofilik Untuk Kapasitas Produksi 371,3771 Ton/Tahun

10 136 450

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas dan Pupuk Cair dari Pengolahan Limbah Cair Kelapa Menggunakan Konsep Zero Emisi dengan Kapasitas 60 ton TBS/jam

19 99 220

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi Listrik Untuk Kapasitas 45 Ton TBS/Jam

5 45 186

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi Listrik Untuk Kapasitas 60 Ton TBS/Jam

19 125 186

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Compressed Natural Gas (CNG) Dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit Dengan Kapasitas 45 Ton Tbs /Jam

9 42 371

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Compressed Natural Gas (CNG) Dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit Dengan Kapasitas 60 Ton TBS /Jam

5 64 371

Pembuatan Biogas Dari Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Sumber Energi Listrik Dengan Kapasitas 237.600 Mwh/Tahun

5 46 149

Pembuatan Biogas Dari Berbagai Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit

2 4 5

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biohidrogen Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dengan Fermentasi Anaerobik Pada Kondisi Termofilik Untuk Kapasitas Produksi 371,3771 Ton/Tahun

0 0 12

BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biohidrogen Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dengan Fermentasi Anaerobik Pada Kondisi Termofilik Untuk Kapasitas Produksi 371,3771 Ton/Tahun

0 2 29