Pemanfaatan Sampah Organik buah-buahan dan Berbagai Jenis Limbah Pertanian Untuk Menghasilkan Biogas.

PEMANFAATAN SAMPAH ORGANIK BUAHBUAHAN DAN BERBAGAI JENIS LIMBAH
PERTANIAN UNTUK MENGHASILKAN BIOGAS
SKRIPSI

Oleh:

KRISTINA PARDEDE
040308018/TEKNIK PERTANIA

DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2009

Universitas Sumatera Utara

PEMANFAATAN SAMPAH ORGANIK BUAH-BUAHAN DAN
BERBAGAI JENIS LIMBAH PERTANIAN UNTUK
MENGHASILKAN BIOGAS

SKRIPSI

Oleh:

KRISTINA PARDEDE
040308018/TEKNIK PERTANIAN

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh
gelar Sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara

Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing

(Ainun Rohanah, STP, MSi)
Ketua

(Taufik Rizaldi, STP, MP)
Anggota

DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2009

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

KRISTINA PARDEDE, “ The Use of Fruits Garbage and Some
Agricultural Waste in Producing Biogas”, supervised by Ainun Rohanah and
Taufik Rizaldi.
Biogas is a gas that can be produced from anaerobic fermentation of
organic material such as animal and human’s feces, biomass or agricultural
waste. In this research the biogas was produced from mixture of fruits garbage
and some agricultural wastes: i.c corn stalk, rice straw and sawdust. The aim of
this research is to analyze the effect of the mixture using non factorial completely
randomized design with parameters as follow : final C/N ratio, the first time to
produce gas, pressure, colour of flame and duration of flame. The results
indicated that the mixture gave significant effect on the final C/N ratio and not
significant effect on the first time to produce gas, pressure, colour of flame and

duration of flame.
Key word : Biogas, C/N ratio, Waste.

ABSTRAK

KRISTINA PARDEDE, “Pemanfaatan Sampah Organik Buah-buahan
dan Berbagai Jenis Limbah Pertanian Untuk Menghasilkan Biogas”, dibimbing
oleh Ainun Rohanah sebagai ketua komisi pembimbing dan Taufik Rizaldi
sebagai anggota.
Biogas merupakan gas yang bisa dibakar yang dihasilkan dari fermentasi
anaerobik bahan organik seperti kotoran hewan dan manusia, biomassa atau
limbah pertanian. Biogas dalam penelitian ini berasal dari campuran sampah
organik buah-buahan dan berbagai jenis limbah pertanian yaitu batang jagung,
jerami padi dan serbuk gergaji kayu. Penelitian ini bertujuan untuk menguji
campuran sampah organik buah-buahan dan berbagai jenis limbah pertanian
terhadap biogas yang dihasilkan dengan menggunakan rancangan acak lengkap
non faktorial dengan parameter ratio C/N akhir, waktu menghasilkan gas, tekanan,
warna nyala api dan lama nyala api. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
campuran sampah organic buah-buahan dan berbagai jenis limbah pertanian
(batang jagung, jerami padi dan serbuk gergaji) berpengaruh sangat nyata

terhadap ratio C/N akhir dan tidak memberi pengaruh terhadap waktu
menghasilkan gas, tekanan, warna nyala api dan nyala api.
Kata kunci : Biogas, Perbandingan C/N, Limbah.

i
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sipahutar pada tanggal 13 Desembar 1985 dari Ayah
H. Pardede dan Ibu R. Tampubolon. Penulis merupakan putri kelima dari 7
bersaudara.
Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Sipahutar dan

penulis

memilih Program Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara melalui jalur PMP.
Selama perkuliahan penulis mengikuti organisasi Ikatan Mahasiswa
Teknik Pertanian sebagai anggota seksi kerohanian pada periode 2006-2007.

Penulis juga aktif sebagai pengurus di organisasi UKM KMK USU UP FP periode
2006-2009.
Pada tahun 2007 penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di PT.
Citra Agro Lestari di Jalan Marindal- Patumbak.

ii
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa,
karena atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun judul
dari skripsi ini adalah “Pemanfaatan Sampah Organik buah-buahan dan Berbagai
Jenis Limbah Pertanian Untuk Menghasilkan Biogas”.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Ainun Rohanah, STP, MSi
selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Taufik Rizaldi, STP, MP selaku
anggota komisi pembimbing yang telah mendukung dan membimbing penulis
dalam menyelesaikan skripsi ini serta dukungan dari teman-teman stambuk 2004
di Teknik Pertanian terutama buat Dolok Moses, Dian Mustika, Damayanti dan
Krista yang telah banyak membantu penulis menyelesaikan skripsi ini. Terima

kasih kepada Ibunda tercinta untuk doa dan dukunganya serta semua keluarga dan
juga buat teman-teman pelayanan UKM KMK USU UP FP .
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang
telah membantu penyelesaian skripsi ini dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi
yang membutuhkan.

Medan, Agustus 2009

Penulis

iii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal
ABSTRAK ....................................................................................................... i
RIWAYAT HIDUP.......................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ vi

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... vii
PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
Latar Belakang ..................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ................................................................................. 3
Hipotesa Penelitian .............................................................................. 3
Kegunaan Penelitian ............................................................................ 4
TINJAUAN LITERATUR ............................................................................... 5
Biogas................................................................................................... 5
Limbah Pertanian ................................................................................. 7
Sampah Organik Sebagai Pengasil Biogas .......................................... 8
Mekanisme Pembentukan Biogas ........................................................ 9
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Biogas .................. 10
Digester ....................................................................................... 10
Perbandingan C/N Bahan Baku Isian.......................................... 13
Bahan Baku Isian ........................................................................ 14
Starter .......................................................................................... 14
Suhu Pencernaan ......................................................................... 16
Derajat Keasaman (pH) ............................................................... 16
Lama Fermentasi ......................................................................... 17
Pengadukan ................................................................................. 18

METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................... 19
Waktu Dan Tempat Penelitian ............................................................. 19
Bahan dan Alat Penelitian .................................................................... 19
Metoda Penelitian ................................................................................ 20
Parameter yang diamati ........................................................................ 21
Persiapan Penelitian ............................................................................. 21
Pembuatan digester ..................................................................... 21
Penyiapan bahan ......................................................................... 21
Proses Pencampuran dan Pengisian Digester.............................. 22
Prosedur Penelitian .............................................................................. 23
Pengamatan Parameter ......................................................................... 24

iv
Universitas Sumatera Utara

Hal
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 26
Ratio C/N Akhir Campuran Bahan ...................................................... 26
Waktu Mulai Menghasilkan Gas.......................................................... 28
Tekanan Gas ......................................................................................... 29

Warna Nyala Api ................................................................................. 30
Lama Nyala Api ................................................................................... 30
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 31
Kesimpulan .......................................................................................... 31
Saran..................................................................................................... 31
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 32
LAMPIRAN ..................................................................................................... 34

v
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Hal
1. Komponen-komponen gas bio ............................................................. 5
2. Perbandingan C/N dan persentase berat kering
unsur N Limbah pertanian.................................................................... 14
3. Perbandingan campuran sampah dan berbagai jenis
pertanian untuk memperoleh ratio C/N 30 ........................................... 22

vi

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Hal
1. Gambar digester biogas .......................................................................... 33
2. Perhitungan C/N 30 ................................................................................ 34
3. Data pengamatan C/N Akhir .................................................................. 35
4. Hasil analisis C/N awal dan akhir .......................................................... 36

vii
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

KRISTINA PARDEDE, “ The Use of Fruits Garbage and Some
Agricultural Waste in Producing Biogas”, supervised by Ainun Rohanah and
Taufik Rizaldi.
Biogas is a gas that can be produced from anaerobic fermentation of
organic material such as animal and human’s feces, biomass or agricultural
waste. In this research the biogas was produced from mixture of fruits garbage

and some agricultural wastes: i.c corn stalk, rice straw and sawdust. The aim of
this research is to analyze the effect of the mixture using non factorial completely
randomized design with parameters as follow : final C/N ratio, the first time to
produce gas, pressure, colour of flame and duration of flame. The results
indicated that the mixture gave significant effect on the final C/N ratio and not
significant effect on the first time to produce gas, pressure, colour of flame and
duration of flame.
Key word : Biogas, C/N ratio, Waste.

ABSTRAK

KRISTINA PARDEDE, “Pemanfaatan Sampah Organik Buah-buahan
dan Berbagai Jenis Limbah Pertanian Untuk Menghasilkan Biogas”, dibimbing
oleh Ainun Rohanah sebagai ketua komisi pembimbing dan Taufik Rizaldi
sebagai anggota.
Biogas merupakan gas yang bisa dibakar yang dihasilkan dari fermentasi
anaerobik bahan organik seperti kotoran hewan dan manusia, biomassa atau
limbah pertanian. Biogas dalam penelitian ini berasal dari campuran sampah
organik buah-buahan dan berbagai jenis limbah pertanian yaitu batang jagung,
jerami padi dan serbuk gergaji kayu. Penelitian ini bertujuan untuk menguji
campuran sampah organik buah-buahan dan berbagai jenis limbah pertanian
terhadap biogas yang dihasilkan dengan menggunakan rancangan acak lengkap
non faktorial dengan parameter ratio C/N akhir, waktu menghasilkan gas, tekanan,
warna nyala api dan lama nyala api. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
campuran sampah organic buah-buahan dan berbagai jenis limbah pertanian
(batang jagung, jerami padi dan serbuk gergaji) berpengaruh sangat nyata
terhadap ratio C/N akhir dan tidak memberi pengaruh terhadap waktu
menghasilkan gas, tekanan, warna nyala api dan nyala api.
Kata kunci : Biogas, Perbandingan C/N, Limbah.

i
Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN LITERATUR

Biogas

Biogas atau gas bio merupakan campuran gas yang bisa dibakar yang
dihasilkan melalui fermentasi anaerobik bahan organik seperti kotoran hewan dan
manusia, biomassa atau limbah pertanian. Jika bahan isian dimasukkan ke dalam
alat pembuat biogas maka akan terjadi proses yang terdiri dari dua tahap yaitu
proses aerobik dan proses anaerobik. Pada proses yang pertama diperlukan
oksigen dan hasil prosesnya berupa karbon dioksida. Proses ini berakhir setelah
oksigen dalam alat ini habis kemudian dilanjut pada proses yang kedua (proses
anaerobik). Pada proses inilah biogas dihasilkan. Dengan demikian, untuk
menjamin terjadinya biogas, alat ini harus tertutup dengan rapat. Komponen
utama gas bio adalah gas metan disamping gas-gas lain yang komposisinya dapat
dilihat pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Komponen-komponen gas bio
nama gas
rumus kimia

jumlah (%)

Gas metan
CH4
Karbon dioksida
CO2
Nitrogen
N2
Karbon monoksida
CO
Oksigen
O2
Hidrogen sulfida
H2S
_______________________
Sumber: Setiawan (2006).

54-70
27-45
0,5-3
0,1
0,1
Sedikit

5

Universitas Sumatera Utara

6

Energi yang terkandung dalam gas bio tergantung dari konsentrasi metan
(CH4). Semakin tinggi kandungan metan maka semakin besar kandungan energi
(nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metan semakin
kecil nilai kalor (Pambudi, 2008).
Biogas merupakan bahan bakar yang dapat menggantikan minyak diesel,
bensin, kayu bakar, atau arang kayu. Sebagai perbandingan untuk 1 m3 biogas
setara dengan 0,4 kg minyak diesel, 0,6 kg bensin dan 0,8 kg arang kayu. Setiap
kubik biogas dapat digunakan untuk keperluan sebagai berikut :

1. Menghasilkan listrik 1,25 Kwh.
2. Menyalakan kompor gas untuk masak tiga kali sehari bagi satu
keluarga dengan jumlah anggota keluarga 5 orang,.
3. Menyalakan lampu setingkat dengan bola lampu 60 watt selama 6
jam.
4. Menjalankan kulkas berkapasitas satu kubik selama satu jam
(Setiawan, 2006).

Berikut ini adalah sifat-sifat umum dari biogas, yaitu :

1.

Gas yang tidak berwarna.

2.

Gas tidak berbau.

3.

Merupakan komponen hidrokarbon yang pendek.

4.

Jika bereaksi dengan ozon di atmosfir akan membentuk karbon dioksida dan
air.

Universitas Sumatera Utara

7

5.

Memiliki daya nyala yang sangat tinggi.

6.

Tergolong sebagai gas rumah kaca (GRK).

(Wikipedia, 2007).

Pembuatan biogas secara anaerobik sistem selain menghasilkan gas, produk
sampingannya adalah buangan sisa fermentasi (sludge) yang bisa berupa cairan
atau padat. Buangan ini dapat digunakan sebagai pupuk pada tanaman yang
mempunyai manfaat memperbaiki struktur tanah, bahkan buangan mempunyai
kelebihan lain yaitu setelah keluar biasanya telah matang karena telah mengalami
proses penguraian (Setiawan, 2006).

Limbah Pertanian
Limbah pertanian dapat didefenisikan sebagai limbah yang berasal
dari kegiatan pertanian dalam arti luas yang meliputi pertanian, peternakan,
perikanan serta kehutanan. Dengan batasan pengertian tentang limbah maka ruang
lingkup limbah pertanian dimulai dari kegiatan budidaya (produksi), pemanenan,
distribusi, penyimpanan, hingga ke limbah pengolahan hasilnya. Berbagai contoh
limbah padat pertanian antara lain jerami padi dan sekam, sisa batang tanaman
dan tongkol jagung, serbuk gergaji kayu, sisa sortasi pengolahan hasil laut, dan
kotoran kandang beserta sisa pakan unggas (Sabdo, 2006).
Sebagai negara agraris, Indonesia menghasilkan produk pertanian dan
perkebunan beserta limbahnya. Limbah pertanian dan perkebunan tersedia
disepanjang tahun dan pada umumnya berkualitas rendah dari segi kandungan
protein tetapi kandungan serat tinggi. Bila tidak ditangani dengan baik, limbah

Universitas Sumatera Utara

8

pertanian dan perkebunan akan menjadi masalah bagi lingkungan hidup
(Rakhmani, 2005).
Jerami padi merupakan bagian batang dan daun tanpa bulir-bulir padi pada
umumnya. Jerami padi sangat potensial dihasilkan oleh petani, hal ini karena
ketersediaanya melimpah terutama pada saat panen raya padi. Potensi jerami + 1,4
kali dari hasil panen. Rata-rata produktivitas padi nasional adalah 4,95 Kw/Ha
sehingga jumlah jerami yang dihasilkan + 68,53 Kw/Ha. Produksi padi nasional
tahun 2008 sebesar 57,157 juta ton dengan demikian produksi jerami diperkirakan
mencapai 80,02 juta ton. Potensi jerami yang sangat besar ini sebagian besar
masih disia-siakan oleh petani. Sebagian besar jerami hanya dibakar menjadi abu
dan sebagian kecil dimanfaatkan untuk media jamur (Isroi, 2008).
Produksi total kayu Indonesia mencapai 2,6 juta/tahun dengan asumsi
jumlah limbah pertanian yang terbentuk 54,24 % dari produksi total, maka limbah
pertanian sebanyak 1,4 juta m3 /tahun. Angka tersebut cukup besar mencapai
sekitar separuh dari produksi kayu gergajian (Litbang, 2007).
Sampah Organik Sebagai Penghasil Gas Bio
Sampah merupakan semua bahan sisa yang berasal dari kegiatan manusia
dan tidak digunakan lagi oleh manusia. Sampah sering menyebabkan masalah
karena keberadaanya yang melimpah dan tidak segera ditangani (Widayati dan
Widalestari, 1996).
Secara sederhana, jenis sampah dapat dibagi berdasarkan sifatnya yaitu
sampah organik dan sampah anorganik. Sampah organik atau sampah basah
adalah sampah yang berasal dari makhluk hidup, sampah ini sangat mudah untuk

Universitas Sumatera Utara

9

terurai (degradable) secara alami seperti dedaunan dan sampah dapur. Sedangkan
sampah anorganik atau sampah kering adalah sampah yang tidak dapat terurai
(undegradable) seperti plastik, logam, karet, kaleng, dll (Tim Penulis PS, 2008).
Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan
proses fermentasi (pembusukan) dari sampah organik secara anaerobik (tanpa
udara) oleh bakteri metan sehingga dihasilkan gas methan. Gas metan adalah gas
yang mengandung satu atom C dan 4 atom H yang memiliki sifat mudah terbakar.
Umumnya, semua jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan biogas
tetapi hanya bahan organik homogen, baik padat maupun cair yang cocok untuk
sistem biogas sederhana. Bahan organik yang bisa digunakan sebagai bahan baku
misalnya, sampah organik, limbah yang sebagian besar terdiri dari kotoran, dan
potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, serta
air yang cukup banyak (Hermawan dkk, 2007).
Mekanisme Pembentukan Biogas
Proses pembentukan biogas

melalui pencernaan anaerobik merupakan

proses bertahap, dengan tiga tahap utama, yakni hidrolisis, asidogenesis, dan
metanogenesis.
Tahap pertama adalah hidrolisis, dimana pada tahap ini bahan-bahan
organik seperti karbohidrat, lipid, dan protein didegradasi oleh mikroorganisme
hidrolitik menjadi senyawa terlarut seperti asam karboksilat, asam hidroksi, keton,
alkohol, gula sederhana, asam-asam amino, H2 dan CO2.

Universitas Sumatera Utara

10

Pada tahap selanjutnya yaitu tahap asidogenesis senyawa terlarut tersebut
diubah menjadi asam-asam lemak rantai pendek, yang umumnya asam asetat dan
asam format oleh mikroorganisme asidogenik.
Tahap terakhir adalah metanogenesis, dimana pada tahap ini asam asetat
akan mengalami dekarboksilasi dan reduksi CO2, kemudian bersama-sama dengan
H2 dan CO2 menghasilkan produk akhir, yaitu metana (CH4) dan karbondioksida
(CO2) (Hermawan dkk, 2007).
Dalam pembentukan biogas terdapat dua bakteri yang berperan, yaitu
bakteri asam dan bakteri metan. Kedua jenis bakteri ini harus ada dalam jumlah
yang berimbang. Kegagalan pembuatan biogas dapat dikarenakan tidak
seimbangnya populasi bakteri metan terhadap bakteri asam yang menyebabkan
lingkungan menjadisangat asam (pH kurang dari 7) yang selanjutnya dapat
menghambat kelangsungan bakteri metan. Keasaman substrat yang dianjurkan
berada pada rentang pH 6,5-8. bakteri metan ini juga sensitif pada temperatur
(Garcelon and Clark, 2005).
Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pembentukan Biogas
Pembentukan biogas dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :
Digester
Membuat unit gas bio/biogas sebenarnya sama dengan meniru perut ternak
untuk proses pencernaan yaitu memasukkan bahan isian ke dalam ruang tertutup
(digester/tangki pencerna) agar mikroba yang bernafas tanpa oksigen dapat
berkembang dengan cepat dan memanfaatkan bahan-bahan organik yang sudah

Universitas Sumatera Utara

11

ada.. Unit perut ternak tiruan tersebut sering disebut disebut unit gas bio karena di
dalam prosesnya menghasilkan gas bio (Junus, 1995).

Jika dilihat dari aliran bahan baku, digeter biogas dapat dibagi menjadi
dua, yaitu :

1.

Tipe batch feeding (bak atau tetap)

Pada tipe ini bahan baku isian yang dimasukkan hanya dilakukan diawal
proses hingga selesainya proses degradasi. Tipe ini hanya umum digunakan pada
tahap eksperimen yaitu untuk mengetahui potensi gas dari suatu limbah organik.

2. Tipe continous feeding (mengalir)

Pada tipe ini pengisian bahan baku ke dalam digester dilakukan secara
kontinu yakni setiap hari, pengisian dilakukan pada minggu ketiga dan keempat
setelah pengisian awal tanpa mengeluarkan dan membuang bahan isian awal
(Karim dkk, 2005).

Jika dilihat menurut tata letak, lebih lanjut unit gas bio yang diperkenalkan
pada masyarakat mempunyai tiga macam tata letak di dalam menempatkan
digester (tangki pencerna). Ketiga macam tata letak tersebut adalah :

1. Seluruh tangki pencerna berada di permukaan tanah
Model ini kebanyakan dibuat dari tong-tong bekas minyak tanah
atau aspal walaupun ada model lain yang terbuat dari karet ban dalam yang
nampaknya belum diperkenalkan pada masyarakat. Selain itu model ini hanya
bisa mempunyai volume kecil kecuali yang terbuat dari yang karet bisa diatur

Universitas Sumatera Utara

12

sesuai dengan pesanan. Produksi gas bio maksimal dicapai pada waktu siang hari
karena suhu udaranya mencukupi untuk proses pencernaan di dalam tangki
pencerna. Kecilnya volume tangki pencerna tersebut akan menghasilkan gas bio
yang sedikit juga

sehingga tidak mencukupi kebutuhan keluarga. Umumnya

tangki pencerna tersebut hanya digunakan untuk penelitian atau percobaan di
laboratorium. Keuntungan dari sistem ini adalah tangki pencerna mudah
dipindahkan ke tempat lain dan dicontoh oleh peminat lainnya. Hanya apabila
tong-tong tersebut rusak

maka minat untuk memperbaiki kurang sehingga

rangsangan untuk mengembangkan akan terhambat.

2.

Sebagian tangki pencerna berada di bawah permukaan tanah
Unit gas bio sistem ini bentuk dan tata letaknya sudah mengalami

modifikasi. Tangki pencernanya terbuat dari semen, pasir kerikil dan kapur yang
dibentuk seperti sumur dan ditutup dengan kuba yang dibuat dari plat baja.
Volume tangki pencerna dapat diperbesar atau diperkecil sesuai dengan
kebutuhan. Produksi gas bio lebih stabil dibandingkan dengan tangki pencerna
yang seluruhnya berada di permukaan tanah hanya masalahnya sistem ini banyak
mengeluarkan biaya untuk pengadaan tutup tangki yang terbuat dari plat baja.

3. Seluruh tangki pencerna berada di bawah permukaan tanah.
Model yang paling populer dalam masyarakat adalah unit gas bio yang
menggunakan tangki pencerna yang seluruhnya berada di bawah permukaan tanah
yang pertama kali diperkenalkan di Indonesia oleh FAO melalui Departemen
Pertanian. Belakangan ini ternyata yang menggunakan sistem ini sudah hampir di
seluruh dunia karena model tangki pencerna yang berada di bawah permukaan

Universitas Sumatera Utara

13

tanah cukup representatif digunakan mengolah limbah peternakan. Tangki
pencerna model ini bentuknya seperti belahan bola yang ditengkurapkan dan dan
didasari dengan fondasi yang berbentuk irisan bola. Belahan dan irisan bola yang
saling menutup dapat membentuk kekompakan tangki pencerna di dalam tanah.
Tanah yang dipakai untuk membenam akan menekan permukaan dinding tangki
pencerna bagian luar sedangkan bahan isian akan menekan permukaan dalam.
Akhirnya dingding tangki pencerna tidak menanggung beban atau beban yang ada
relatif kecil, sehingga bisa tahan lama. Selain itu suhu di bawah permukaan tanah
relatif tetap dan lebih tinggi akibatnya mikroba yang hidup dan yang mencerna
substrat berkembang dengan cepat, sehingga produksi gas bio menjadi lebih
banyak dan lebih kontiniu (Junus, 1995).

Perbandingan C/N Bahan Baku Isian

Rasio C/N adalah perbandingan kadar karbon (C) dan kadar
nitrogen (N) dalam satu bahan. Semua mahluk hidup terbuat dari sejumlah besar
bahan karbon (C) serta nitrogen (N) dalam jumlah kecil. Unsur karbon dan bahan
organik merupakan makanan pokok bagi bakteri anaerob. Unsur karbon (C)
digunakan untuk energi dan unsur nitrogen (N) untuk membangun struktur sel dan
bakteri. Bakteri memakan unsur C 30 kali lebih cepat daripada memakan unsur N,
oleh karena itu perbandingan C/N yang baik adalah 30. Bahan organik yang
mempunyai kandungan C/N yang terlalu tinggi

akan menyebabkan proses

penguraian yang terlalu lama. Sebaliknya jika C terlalu rendah maka sisa nitrogen
akan berlebih sehingga terbentuk amonia. Kandungan amonia yang berlebihan
dapat meracuni bakteri. Oleh karena itu, jumlah ratio C/N perlu dihitung dan

Universitas Sumatera Utara

14

direncanakan secara tepat karena menentukan kehidupan dan aktifitas
mikrorganisme (Yuwono, 2006).

Pada Tabel 2 di bawah tercantum perbandingan C/N dari berbagai jenis
limbah pertanian.
Tabel 2. Perbandingan C/N dan persentase berat kering unsur N limbah pertanian
jenis bahan
Rumput muda
Sayuran (bukan kacang-kacangan)
Jerami
Serbuk gergaji kayu

perbandingan C/N
12
11-19
150
200-500

N berat kering
4,0
2,5-4,0
0,5
0,1

Sumber : Wulandari (2006).
Nisbah C/N yang cukup besar menunjukkan sebagai bahan yang sulit
terdekomposisi, sedangkan nisbah C/N yang rendah relatif menunjukkan
persentase yang lebih besar bahan yang mudah terdekomposisi (Sutanto,2002).

Bahan Baku Isian

Bahan isian yang paling baik digunakan untuk menghasilkan biogas adalah
yang mengandung 7-9 % bahan kering. Untuk mendapatkan kandungan kering
bahan seperti itu maka bahan isian biasanya dicampur dengan air. Sebagai contoh
pada sapi harus dicampur dengan air dengan perbandingan 1: 1 atau 1:1,5
(Wariyanto, 2006).
Starter
Starter atau ragi dalam memproduksi gas bio memang tidak diharuskan
ada apabila menggunakan kotoran ternak ruminansia. Bahkan tanpa starter pun
bisa terbentuk gas bio kalau bahan isian menggunakan berbagai macam kotoran
ternak yang berasal dari ternak ruminansia. Namun, jika tidak menggunakan

Universitas Sumatera Utara

15

kotoran ternak, mutlak menggunakan starter. Tanpa menggunakan starter akan
timbul gas bio yang tidak mengandung gas metan. Akibatnya gas yang dihasilakn
tidak dapat dibakar (Junus, 1995).
Untuk mempercepat terjadinya proses fermentasi, maka dipermulaan
fermentasi perlu ditambahkan cairan yang telah mengandung bakteri metan
(starter). Starter merupakan mikroorganisme perombak yang dijual komersial
tetapi starter bisa juga menggunakan lumpur aktif organik atau cairan isi rumen.
Starter yang dikenal ada 3 macam, yaitu :
1. Starter alami ; yang sumbernya berasal dari alam yang diketahui
mengandung bakteri metan seperti lumpur aktif, timbunan sampah lama,
timbunan kotoran ruminansia dan sebagainya.
2. Starter semi buatan ; yang sumbernya berasal dari tabung pembuat biogas
yang diharapkan kandungan bakteri metannya dalam stadia aktif.
3. Starter buatan ; yang sumbernya sengaja dibuat baik dari media alami atau
buatan yang bakteri metannya dibiakkan secara laboratoris.
(Kamaruddin, dkk, 1995).
Larutan effective microorganism 4 yang disingkat EM4 adalah starter yang
berisi mikroorganisme yang dijual secara komersil. Jumlah mikroorganisme
dalam EM4 sangat banyak sekitar 80 genus. Mikroorganisme tersebut dapat
bekerja secara efektif dalam memfermentasikan bahan organik (Indriani, 2000).

Universitas Sumatera Utara

16

Suhu Pencernaan
Faktor luar yang mempengaruhi kuantitas biogas adalah suhu. Hal
ini penting untuk diperhatikan karena berkaitan dengan kemampuan hidup bakteri
yang memproses biogas. Organisme akan aktif memproduksi gas bio pada suhu
yang berkisar antara 32-37 o C (Setiawan, 2006).
Hal yang penting dalam pembuatan unit gas bio adalah mengusahakan
bahan isian mempunyai suhu di atas 30 o C- 35 o C. Suhu tersebut memang ideal
bagi perkembangan mikroba pembentuk gas bio. Namun tidak perlu khawatir
walaupun suhu di bawah itu asalkan masih di atas 27 o C karena pembentukan gas
bio masih berlangsung (Junus, 1995).
Derajat Keasaman (Ph)
Supaya proses pencernaan anaerobik dapat berlangsung secara optimal,
derajat keasaman (pH) harus dijaga pada kondisi optimum, hal ini disebabkan
apabila pH turun akan menyebabkan pengubahan substrat menjadi biogas
terhambat sehingga mengakibatkan penurunan kuantitas biogas. Nilai pH yang
terlalu tinggi pun harus dihindari, karena akan menyebabkan produk akhir yang
dihasilkan adalah CO2 sebagai produk utama (Pambudi, 2008).
Dalam proses fermentasi, ada dua jenis bakteri yang berperan aktif, yaitu
acidogenic bacteria yang memerlukan kisaran pH berkisar 4,5-7 dan bekerja
secara optimum pada kisaran pH 6-7. Sementara itu methanogenic bacteria
bekerja pada kisaran pH 6,2-7,8 dan bekerja optimum pada kisaran 7-7,2
(Sudrajat, 2007).

Universitas Sumatera Utara

17

Menurut Mahida (1993), pH yang paling efisien untuk pertumbuhan dan
aktivitas mikroba berkisar antara 6,4-7,8 yang walaupun dalam prakteknya
pembatasan pH ini tidak selalu mungkin, tetapi harus ditekankan pH 6 dan diatas
pH 8 dapat menyebabkan perkembangan mikroorganisme merosot cepat. Untuk
menjaga pH supaya tetap pada kisaran diizinkan, maka perlu ditambahkan larutan
kapur sebagai buffer.
Substrat yang digunakan sebagai bahan baku isian (slurry) pada mulanya
mempunyai pH yang rendah, secara perlahan-lahan akan naik setelah gas bio
terbentuk. Jika pH mendekati atau diatas normal berarati pembentukan gas bio
sudah berjalan normal. (Junus,1995).
Lama Fermentasi
Menurut Hadi (1990), biogas sudah terbentuk sekitar 10 hari setelah
fermentasi yaitu sekitar 0,1-0,2 m3 /kg dari berat bahan kering dan penambahan
waktu fermentasi dari 10 hari hingga 30 hari akan meningkatkan produksi biogas
sebesar 50 %. Komponen hasil fermentasi terbagi atas tiga bagian besar yaitu
biogas, bahan padat, dan bahan cair. Biogas berada pada lapisan teratas, di
bawahnya adalah scum, suatu lapisan kerak yang berasal dari bahan isian yang tak
tercerna umumnya mengandung banyak lignin. Lapisan ketiga merupakan bagian
yang terbesar, berupa cairan dari bahan isian dengan air dan merupakan bagian
yang aktif dicerna mikroba ( Wariyanto, 2006).

Universitas Sumatera Utara

18

Pengadukan
Setelah bahan isian dicampur maka perlu diadakan pengadukan
supaya campuran homogen. Bahan baku yang sukar dicerna akan membentuk
lapisan kerak dipermukaan cairan. Lapisan ini dapat dicegah dengan
menggunakan alat pengaduk (Paimin, 2001).
Kerak (scum) dapat menghalangi terbentuknya gas bio yang terdapat di
bagian permukaan bahan isian tangki pencerna , sedangkan gas bio dibentuk di
bagian slurry (bahan isian yang terdapat di dalam tangki pencerna), sehingga
kalau terbentuk scum produksi gas bio terhambat. Untuk mengatasi pembentukan
kerak di permukaan isian tangki pencerna harus dibuatkan pengaduk yang dapat
memecahkan scum (Junus, 1995)

Universitas Sumatera Utara

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Sampah merupakan semua bahan sisa yang berasal dari kegiatan manusia
dan tidak digunakan lagi oleh manusia. Didalam proses-proses alam tidak dikenal
adanya sampah, yang ada hanyalah produk yang tidak bergerak. Sampah akan
terus diproduksi dan tidak pernah berhenti selama manusia ada yang volumenya
berbanding lurus dengan jumlah manusia (Tim Penulis PS, 2008).
Masalah sampah adalah masalah global yang bisa terjadi dimana saja
terutama di kota-kota besar, keterbatasan lahan, volume sampah yang terus
bertambah, proses pengolahan yang tidak maksimal, manajemen sampah tidak
efektif dan kurangnya dukungan kebijakan dari pemerintah terutama dalam
pemanfaatan

produk

sampingan

dari

sampah

sehingga

menyebabkan

tertumpuknya produk tersebut di TPA merupakan kendala yang sering terjadi
sehingga masalah sampah seakan-akan tidak ada habisnya (Sudrajat, 2007).
Potensi total sampah yang terbuang di Indonesia sudah mencapai 100.000
ton per hari. Jika dihitung secara rinci, diperkirakan bahwa tiap orang
menghasilkan rata-rata 0,5 kg sampah setiap harinya. Sumber sampah terbanyak
berasal dari pasar tradisional dan pemukiman. Sampah pasar tradisional, seperti
pasar lauk-pauk dan sayur-mayur menghasilkan hampir 95 % sampah organik
(Tim Penulis PS, 2008).

1
Universitas Sumatera Utara

2

Selama ini sudah wajar bila orang tidak betah berlama-lama berada di
lingkungan pasar tradisional karena banyaknya sampah bertebaran. Tumpukan
sampah ini salah satunya berasal dari sampah buah-buahan yang tidak laku terjual
yang biasanya terjadi pada saat panen puncak buah-buahan. Sampah buah-buahan
juga banyak ditemukan di tempat penjualan buah berupa sisa pengupasan dan
pemotongan buah-buahan. Sampah tersebut berpotensi mencemari lingkungan
sekitarnya dan sampah-sampah yang lembab, busuk, dan sarang lalat akan turut
berperan menebarkan berbagai penyakit di sekitarnya.
Permasalahan sampah ini harus ditangani, salah satu cara penanganannya
adalah dengan memanfaatkan sampah menjadi sumber energi alternatif yang
ramah lingkungan, murah, dan mudah diperoleh dari lingkungan sekitar.
Biogas atau gas bio merupakan salah satu sumber energi alternatif yang
berkembang pesat dalam dasawarsa terakhir. Teknologi pembuatan biogas
memanfaatkan kotoran organik, baik itu kotoran hewan maupun sampah sayuran
dan tumbuhan dengan memanfaatkan bakteri anaerobik untuk proses fermentasi
yang menghasilkan semacam gas yang terbentuk dalam keadaan tanpa oksigen
atau biasa disebut kondisi anaerobik (Hermawan dkk, 2007).
Dalam pembuatan biogas memerlukan persyaratan tertentu. Salah satu
persyaratannya adalah menyangkut nilai ratio C/N. Ratio C/N yang terlalu tinggi
atau terlalu rendah akan mempengaruhi biogas yang dihasilkan.
Bahan organik yang mempunyai kandungan C/N yang terlalu tinggi akan
menyebabkan proses penguraian yang terlalu lama. Sebaliknya jika C terlalu
rendah maka sisa nitrogen akan berlebih sehingga terbentuk amonia. Kandungan

Universitas Sumatera Utara

3

amonia yang berlebihan dapat meracuni bakteri. Oleh karena itu, jumlah ratio
C/N perlu dihitung dan direncanakan secara tepat (Yuwono, 2006).

Dari hasil analisa Laboratorium Sentral Pertanian, C/N sampah buah-buahan
yang akan digunakan dalam penelitian adalah 22,72. Melihat permasalahan dan
begitu potensialnya sampah organik sebagai sumber energi alternatif dan
pentingnya mendapatkan kisaran C/N yang optimal dalam menghasilkan biogas,
maka perlu diadakan penelitian untuk memanfaatkan sampah buah-buahan
dengan menguji beberapa jenis limbah pertanian untuk menghasilkan biogas.
Beberapa jenis limbah pertanian yang digunakan adalah batang jagung, jerami
dan serbuk gergaji.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menguji campuran sampah organik buahbuahan dan berbagai jenis limbah pertanian terhadap biogas yang dihasilkan.

Hipotesa Penelitian
1. Diduga ada pengaruh campuran berbagai jenis limbah pertanian dengan
sampah terhadap kandungan C/N akhir.
2. Diduga ada pengaruh campuran berbagai jenis limbah pertanian dengan
sampah terhadap waktu menghasilkan gas.
3. Diduga ada pengaruh campuran berbagai jenis limbah pertanian dengan
sampah terhadap tekanan biogas yang dihasilkan.
4. Diduga ada pengaruh campuran berbagai jenis limbah pertanian dengan
sampah terhadap warna nyala api yang dihasilkan.

Universitas Sumatera Utara

4

5. Diduga ada pengaruh campuran berbagai jenis limbah pertanian dengan
sampah terhadap lama nyala api yang dihasilkan.

Kegunaan Penelitian

1. Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program
Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian pada Fakultas
Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
2. Sebagai bahan informasi dalam pemanfaatan sampah organik dan berbagai
jenis

limbah

pertanian

untuk

menghasilkan

biogas

bagi

yang

membutuhkan.

Universitas Sumatera Utara

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni-Juli 2009 di
Laboratorium Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian Fakultas
Pertanian Universitas Sumatera Utara. Sedangkan perhitungan ratio C/N
dilaksanakan di Laboratorium Riset dan Teknologi Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Sampah

organik

(sampah

12. Isolasi pipa.

buah-buahan)
2. Limbah

pertanian

13. Pentil ban.
(batang

14. Balon.

jagung, jerami dan serbuk

15. EM4

gergaji).

16. Gula

3. Air.
4. Buffer (kapur).
5. Galon air.
6. Selang plastik kecil.
7. Lem pipa.
8. Pipa T
9. Pipa.
10. Penutup pipa.
11. Penutup galon air.

19

Universitas Sumatera Utara

20
Sedangkan alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bor untuk melubangi tutup galon air.
2. Gergaji besi untuk memotong pipa.
3. Timbangan untuk menimbang berat bahan.
4. Mesin pencacah sampah organik.
5. Parang untuk mencincang limbah pertanian.
6. Sarung tangan yang dipakai pada saat pencampuran bahan.
7. Kertas lakmus untuk mengetahui pH campuran.
8. Manometer air untuk mengetahui tekanan gas yang dihasilkan.
9. Gas lighter/mancis untuk membakar gas yang dihasilkan.
10. Alat lain seperti spidol, pensil, dan pena.

Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Acak Lengkap (RAL) non faktorial
karena kondisi lingkungan dan media penelitian bersifat homogen dan hanya menguji satu
perlakuan yaitu perlakuan pemberian limbah pertanian.
Perlakuan A = Batang jagung
Perlakuan B = Jerami
Perlakuan C = Serbuk gergaji
Perlakuan diulang sebanyak 3 kali.

Universitas Sumatera Utara

21
Parameter yang diamati
1. Ratio C/N campuran.
2. Waktu mulai menghasilkan gas.
3. Tekanan gas yang dihasilkan.
4. Warna nyala api (detik).
5. Lama nyala api.

Persiapan penelitian

Pembuatan Digester
Pada penelitian ini , tipe digester yang digunakan adalah tipe batch feeding
yaitu bahan baku reaktor ditempatkan dalam wadah (ruang tertentu) dari awal hingga
selesainya proses degradasi dan digester yang digunakan dengan tata letak digester
diletakkan di atas permukaan tanah. Digester terbuat dari galon air dengan volume 19 liter
dan bahan isian maksimum digester adalah 12 liter dari volume total digester karena biogas
yang dihasilkan akan tertampung dalam digester dan dalam balon. Digester ini dilengkapi
dengan saluran pengeluaran berupa pipa T ukuran 10 cm, sambungan pipa plastik dengan
panjang 50 cm dan pentil ban kendaraan bermotor sebagai saluran pengeluaran gas.
Gambar rancangannya dapat dilihat pada Lampiran 1.

Penyiapan bahan
Sampah buah-buahan dikumpulkan dari tempat penjualan buah-buahan yang ada di
pasar 1 padang bulan dan dari lingkungan kampus USU. Sampah buah-buahan dicacah
dengan mesin pencacah sampah organik. Sementara limbah pertanian dicincang dengan

Universitas Sumatera Utara

22
menggunakan parang, kemudian ke duanya dicampur sesuai dengan perlakuan yang
jumlahnya sesuai dengan perhitungan C/N lalu ditambahkan dengan air.
Volume maksimum digester adalah 12 liter sehingga perbandingan

bahan campuran

dengan air adalah 4,8 liter dan 7,2 liter.
Banyaknya sampah dan limbah pertanian yang dicampurkan untuk memperoleh
kandungan C/N 30 (Lampiran 2) adalah pada Tabel 3 dibawah ini.
Tabel 3. Perbandingan Campuran Sampah dengan Berbagai Jenis Limbah
Perlakuan
A

Jenis Campuran
Sampah
Jerami

Berat (kg)
3,96
0,84

B

Sampah
Batang Jagung

3,20
1,60

C

Sampah
Serbuk Gergaji

3,44
1,36

Pertanian.

Proses Pencampuran Bahan
Proses pencampuran sampah dengan limbah pertanian dilakukan dalam
ember sampai diperoleh campuran yang homogen. Setelah campuran benar-benar
homogen, maka campuran dimasukkan ke dalam digester lalu ditambahkan EM4 (effective
mikroorganism) sebanyak 2,8 mL untuk tiap-tiap perlakuan. Bahan isian (campuran) ini
dimasukkan melalui saluran pemasukan digester dan tetap diamati jangan sampai ada
kebocoran yang dapat menyebabkan kegagalan fermentasi. Fermentasi dilakukan selama 60
hari dan selama proses fermentasi ini, dilakukan pengadukan dengan cara penggoncangan
digester setiap 2 hari sekali supaya tidak timbul lapisan kerak pada permukaan cairan.

Universitas Sumatera Utara

23
Prosedur Penelitian

Adapun prosedur penelitian adalah :
1. Dicincang dan ditimbang tiap jenis limbah pertanian untuk tiap perlakuan sesuai
dengan perhitungan ratio C/N .
2. Dicincang dan ditimbang sampah organik untuk tiap perlakuan sesuai dengan
perhitungan ratio C/N.
3. Dicampurkan tiap jenis limbah pertanian dengan sampah organik di dalam ember
kemudian ditambahkan air sesuai dengan kebutuhan.
4. Dilakukan pengadukan agar diperoleh campuran yang homogen.
5. Diukur pH dan Ratio C/N awal campuran bahan.
6. Dimasukkan campuran limbah pertanian dan sampah organik ke dalam digester.
7. Ditambahkan EM4 sebanyak 2,8 mL dalam campuran bahan.
8. Ditutup digester untuk fermentasi anaerobik selama 60 hari.
9. Dilakukan pengamatan setiap hari dan pengadukan setiap dua kali sehari mulai dari
hari ke-8 sampai pada hari ke-60.

Universitas Sumatera Utara

24
Pengamatan Parameter

1.

Ratio C/N bahan campuran.
Perhitungan ratio C/N bahan campuran dilaksanakan di Laboratorium Sentral
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Untuk menghitung ratio C/N ini maka
diambil sampel dari tiap perlakuan.

2.

Waktu mulai menghasilkan gas (hari).
Dilakukan pengamatan pada hari keberapa campuran mulai menghasilkan gas untuk
tiap perlakuan dengan cara membuka keran gas dan membakarnya.

3. Tekanan gas yang dihasilkan (Psi).
Gas yang dihasilkan dikumpulkan dalam balon. Untuk mengetahui nilai tekanan gas
dapat dibaca dari nilai yang ditunjukkan oleh manometer air yang dipasang pada
selang plastik kecil yang dihubungkan pada digester galon.
4.

Warna nyala api.
Sesudah tekanan gas diukur, gas dikeluarkan dari pentil digester dan dibakar dengan
mancis kemudian dilihat secara visual gas yang dihasilkan. Pengelompokan nyala api
adalah sebagai berikut :
a.

Biru
Kategori warna nyala api biru adalah warna nyala api yang

dihasilkan

pertama kali sampai berubah menjadi biru kemerahan.

Universitas Sumatera Utara

25
b. Biru kemerahan/merah kebiruan
Kategori warna nyala api biru kemerahan adalah warna nyala api

yang

dihasilkan pertama kali sampai berubah menjadi merah.
c. Merah
Kategori warna nyala api merah adalah warna nyala api yang dihasilkan
pertama kali adalah merah.

5. Lama nyala api (detik).
Lama nyala api dihitung dari total mulai dari api menyala hingga

api

menjadi padam.

Universitas Sumatera Utara

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil penelitian diperoleh bahwa perlakuan campuran sampah buahbuahan dan beberapa jenis limbah pertanian (batang jagung, jerami dan serbuk gergaji)
memberikan pengaruh terhadap rasio C/N akhir dan tidak memberi pengaruh terhadap
waktu menghasilkan gas (hari), tekanan gas (Psi) dan warna nyala api.

Ratio C/N Akhir Campuran Bahan
Dari analisa sidik ragam pada (Lampiran 3), dapat dilihat bahwa pengaruh
campuran sampah organik buah-buahan terhadap limbah pertanian (batang jagung, jerami
dan serbuk gergaji) memberikan pengaruh yang berbeda sangat nyata terhadap ratio C/N
akhir. Hasil pengujian dengan Least Significant Range (LSR) menunjukkan pengaruh
berbagai jenis limbah pertanian terhadap ratio C/N akhir campuran bahan yang dihasilkan
dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Uji LSR Pengujian jenis limbah pertanian terhadap ratio C/N akhir
JARAK

LSR
0.05

0.01

Perlakuan

Rataan

Notasi
0.05

0.01

B
9,62
a
A
2
0,73
1,22
A
13,86
b
B
3
0,76
1,17
C
19,59
c
C
Keterangan: Notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda
taraf 5 % dan berbeda sangat nyata pada taraf 1 %

nyata pada

Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa semua perlakuan memberikan pengaruh yang
berbeda sangat nyata satu sama lain. Ratio C/N akhir yang paling tertinggi diperoleh pada
perlakuan C yaitu 19,59 dan terendah pada perlakuan B yaitu 9,62.

26

Universitas Sumatera Utara

27
Hubungan jenis limbah pertanian terhadap ratio C/N akhir dapat dilihat pada Gambar 1
berikut ini
25

C/N Akhir

20
15
10
5
0
A

B

C

Perlakuan

Gambar 1. Hubungan jenis limbah pertanian dengan ratio C/N akhir

Gambar 1 menunjukkan bahwa ratio C/N akhir terendah didapat dari perlakuan B
(jerami) dan tertinggi pada perlakuan C (serbuk gergaji).
Menurut Achmad dkk (2007), komponen kimia dari jerami terdiri dari 40-45 %
selulose, 25-35 % lignin dan 20 % hemiselulose sementara komponen kimia dari serbuk
gergaji Albasia terdiri dari 40-44 % selulose, 20-32 % hemiselulose dan 25-35 % lignin.
Meskipun komponen kimia jerami dan serbuk gergaji tidak jauh berbeda, tetapi
pada perlakuan B ratio C/N akhir lebih rendah dibandingkan perlakuan A dan C, hal ini
diduga karena jumlah jerami yang digunakan lebih sedikit (0,84 kg) dibandingkan dengan
serbuk gergaji (1,36 kg) di dalam setiap perlakuan, sementara ratio C/N akhir pada
perlakuan A lebih rendah dari perlakuan C, hal ini diduga karena perombakan serbuk
gergaji yang lebih lambat dimana campuran bahan pada perlakuan C lebih cepat memadat
karena berbentuk serbuk dan bila bahan memadat maka kerja bakteri akan terhambat dan
pemanfaatan unsur C dan N dalam fermentasi juga lambat.

Universitas Sumatera Utara

28
Dari hasil penelitian diperoleh nilai imbangan C/N akhir dari tiap-tiap campuran
sampah dan limbah pertanian (batang jagung, jerami dan serbuk gergaji) nilainya semakin
kecil setelah mengalami proses fermentasi selama 60 hari, hal ini disebabkan oleh unsur
karbon dan bahan lainnya terurai. Menurut Yuwono (2006) Unsur karbon (C) digunakan
untuk energi dan unsur nitrogen (N) untuk membangun struktur sel yaitu dalam
perkembangbiakan bakteri sehingga bakteri bertambah banyak.

Waktu Mulai Menghasilkan Gas (hari)
Untuk mengetahui kapan waktu menghasilkan biogas dilakukan dengan membuka
keran gas dan membakarnya, jika gas terbakar berarti telah terbentuk biogas.
Menurut Junus (1995) dalam pembuatan biogas waktu yang diperlukan untuk
menghasilkan biogas tergantung dari berbagai macam faktor baik alam, kimia, biologis dan
lain-lain. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa gas yang dikeluarkan dari keran gas tidak
dapat dibakar dan kemungkinan besar biogas tidak terbentuk atau terbentuk dalam jumlah
sedikit.
Menurut Nijaguna (2006), biogas yang baik dihasilkan dari penguraian protein,
lemak dan karbohidrat dengan kadar metan masing-masing 70 %, 87 % dan 50 %.
Sementara dalam penelitian ini sampah yang digunakan sangat sedikit mengandung
karbohidrat, protein dan lemak. Sampah yang digunakan untuk menghasilkan biogas
kurang heterogen yang secara umum hanya terdiri dari sampah buah-buahan (semangka,
pepaya dan jambu biji).

Universitas Sumatera Utara

29
Sampah yang digunakan lebih banyak mengandung serat dan air dan limbah
pertanian yang digunakan banyak mengandung lignin, selulose dan hemiselulose yang
sukar dicerna.
Menurut Desrosier (1988), kandungan semangka terdiri dari 6 % karbohidrat, 0,6 %
protein, 0,2 % lemak, 0,2 % abu dan 92,8 % air. Sedangkan menurut Soetanto (1988),
kandungan jambu biji terdiri dari 14,60 % air, 2,8 % lemak dan 55,60 % serat kasar.
Menurut Ditjen BPPHP Departemen Pertanian (2002), komposisi pepaya / 100 gr terdiri
dari 12,10 gr karbohidrat, 0,30 gr lemak, 0,90 gr protein dan 74,00 vitamin.
Jadi sampah buah-buahan (semangka, pepaya dan jambu) yang digunakan dalam
penelitian tidak cocok untuk menghasilkan biogas sedangkan campuran limbah pertanian
yang digunakan (batang jagung, jerami dan serbuk gergaji) sebagian besar terdiri dari
lignin, selulose dan hemi selulose sedikit menghasilkan gas metan. Menurut Nijaguna
(2006) jerami hanya menghasilkan gas metan 22,8%.

Tekanan Gas
Tekanan gas diukur dengan menggunakan manometer U yang telah diisi dengan air
yang dihubungkan pada selang plastik. Besarnya tekanan gas diketahui dengan melihat
besarnya kenaikan air pada manometer. Dari hasil penelitian, air yang ada dalam
manometer U tidak menunjukkan kenaikan sehingga tekanan gas tidak dapat diukur.

Warna Nyala Api
Warna nyala api tidak dapat dilihat karena gas yang dihasilkan tidak dapat terbakar.
Menurut Nijaguna (2006), biogas yang dihasilkan akan terbakar jika kandungan gas metan
> 50 %. Dari hasil penelitian gas yang dihasilkan tidak dapat terbakar yang berarti

Universitas Sumatera Utara

30
campuran sampah dan beberapa jenis limbah pertanian yang digunakan tidak
menghasilkan gas metan > 50 %.

Lama Nyala Api
Lama nyala api tidak dapat dihitung karena gas yang dihasilkan tidak dapat
terbakar.

Universitas Sumatera Utara

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Biogas tidak terbentuk atau terbentuk dalam jumlah sedikit (< 50 %) hal ini karena
sampah organik buah-buahan dan limbah pertanian yang digunakan dalam
penelitian sedikit mengandung karbohidrat, protein dan lemak yang merupakan
sumber utama dari penguraian bahan menjadi metan sehingga waktu menghasilkan
gas, tekanan gas, warna nyala api dan lama nyala api tidak dapat diukur.
2. Pemberian limbah pertanian (batang jagung, jerami dan serbuk gergaji) sebagai
campuran penghasil biogas memberi pengaruh berbeda sangat nyata terhadap ratio
C/N akhir.

Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan sampah organik yang
heterogen, misalnya sampah pasar/ sampah kota.
2. Bahan baku isian untuk penelitian lebih lanjut sebaiknya dibuat berbentuk bubur
untuk mempermudah pencernaan bahan.

31

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, I., Eko, P., Bregas, S., 2007. Makalah Dekomposisi Jerami Secara Termokimia
dalam Air