17
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 KARAKTERISTIK BAHAN BAKU
4.1.1 Limbah Cair Kelapa Sawit
Hasil analisis karakteristik kimia limbah cair pabrik minyak kelapa sawit PTPN VIII Kertajaya seperti yang dipaparkan pada Tabel 3 menunjukkan bahwa limbah mempunyai pH 5,12; BOD 20.816
mgl; karbon 21.335 mgl; nitrogen 489 mgl; dan TVS 4250 mgL.  Keseluruhan parameter berada di atas ambang baku mutu nilai yang telah ditetapkan oleh MenKLH 1995, sehingga limbah cair pabrik
minyak kelapa sawit  yang  mempunyai kandungan bahan organik tinggi  berpotensi dijadikan sebagai substrat dalam proses fermentasi anaerobik.
Tabel 3. Karakteristik limbah cair minyak kelapa sawit PTPN VIII Kertajaya Parameter
Nilai Apriani 2009
Limbah cair PTPN VIII Kertajaya
Baku Mutu Limbah
pH 5,12
4,4 6-9
BOD mgl -
20.816 110
Karbon mgl 21.335
- 100
Kandungan nitrogen total mgL
489 -
20 CN rasio
43,63 -
- Total volatile solid TVS
mgL 42.500
- -
MenKLH 1995
Menurut Zhang et al. 2008, pengolahan fermentasi anaerobik lebih potensial dilakukan untuk penanganan  limbah  cair  pabrik  minyak  kelapa  sawit  karena  tingginya  karakteristik  bahan  organik
sebagaimana  yang  dinyatakan  oleh  Apriani  2009,  bahwa  nilai  BOD  limbah  cair  pabrik  minyak kelapa  sawit  PTPN  VIII  Kertajaya,  Banten    mencapai  20.816,67  mgL.    Bahan-bahan  organik  ini
adalah  senyawa  yang  difermentasikan  pada  proses  anaerobik  menjadi  gas  metana  dan  karbon dioksida.
Nilai  CN  pada  bahan  baku  limbah  cair  pabrik  minyak  kelapa  sawit  sebesar  43,63.    Nilai  ini terlalu  tinggi  dari  nilai  optimum  sebagaimana  yang  dinyatakan  oleh  Simamora  et  al.  2006,  bahwa
imbangan  CN  yang  optimum  bagi  mikroorganisme  perombak  adalah  20-25.    Upaya  penurunan imbangan  CN  dilakukan  dengan  menambahkan  feses  sapi  segar  yang  mempunyai  kandungan  CN
sebesar 18.  Cairan dari rumen  yang diambil dari kompartemen perut sapi dipilih  sebagai campuran substrat  dalam  fermentasi  anaerobik  limbah  cair  kelapa  sawit,  karena  ekosistem  rumen  terdiri  dari
mikroorganisme  obligat  anaerobik  termasuk  bakteri  anaerobik,  fungi,  protozoa,  Archaea  metanogen dan bakteri pembentuk metana dari genus Methanobrevibacter Alrawi, 2011.
4.1.2 Starter Lumpur Aktif
Lumpur adalah campuran zat padat solid dengan cairan air dengan kadar solid yang rendah antara 0,25-6.  Pada penelitian ini, lumpur aktif diperoleh dengan mencampurkan 80 feses sapi
segar  dan  20  lumpur  digester  yang  telah  aktif  menghasilkan  biogas  pada  suhu  ruang.    Lumpur
18
digester aktif ini tersedia setiap saat di Laboratorium Pengelolaan Limbah, Departemen Ilmu Produksi dan  Teknologi  Peternakan,  karena  selalu  dimasukkan  sejumlah  feses  sapi  segar  ke  dalam  digester
setiap  harinya.    Pembuatan  lumpur  aktif  dilakukan  setiap  hari  sebelum  dicampurkan  dengan  limbah cair dan dimasukkan ke dalam digester.
Lumpur  aktif  berfungsi  sebagai  starter,  yaitu  media  yang  telah  diinokulasikan  sejumlah mikroorganisme  agar  mampu  beradaptasi  terhadap  media  fermentasi,  sehingga  lag  phase  sebagai
tahap  awal  fermentasi  dilewati.    Feses  sapi  segar  dipilih  karena  mempunyai  imbangan  CN  lebih rendah,  sebesar  18  yang  dapat  menurunkan  imbangan  CN  limbah  cair  menjadi  berada  di  antara
rentang  CN  optimum  yaitu  20-25  dan  mengandung  sejumlah  mikroorganisme  fakultatif  anaerobik maupun  obligat  anaerobik.    Selain  itu,  lumpur  dari  digester  yang  telah  aktif  menghasilkan  biogas
dipilih  sebagai  campuran  karena  telah  beradaptasi  dengan  kondisi  lingkungan  fermentasi  sehingga dapat mempersingkat waktu adaptasi bakteri Gerardi, 2003.
4.1.3 Substrat Limbah Cair dan Lumpur Aktif
Substrat  yang  digunakan  dalam  fermentasi  anaerobik  berasal  dari  campuran  limbah  pabrik minyak kelapa sawit dan  lumpur aktif dari feses sapi segar.  Sebelum dimasukkan ke dalam digester
tahap  I  untuk  dilakukan  proses  fermentasi,  substrat  terlebih  dahulu  dianalisis  kandungan  karbon, nitrogen,  pH  dan  TVS  untuk  mengetahui  potensi  substrat  dalam  menghasilkan  biogas.    Pada  hari
berikutnya, substrat dimasukkan dengan laju alir 0,35 lhari selama 40 hari waktu fermentasi melalui lubang  pemasukan  digester  tahap  I,  hingga  digester  tahap  II  penuh.    Hasil  analisis  substrat  dapat
dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Karakteristik substrat campuran limbah cair dan lumpur aktif
Parameter Komposisi Limbah Cair Kelapa Sawit dan Lumpur Aktif
90
LC
: 10
LA
80
LC
: 20
LA
70
LC
: 30
LA
Karbon mgl 14.400
20.500 19.600
Nitrogen mgl 646,80
672,41 660,60
pH 5
6 5,67
CN 22,26
30,48 29,67
TVS 2,56
3,77 3,62
Berdasarkan  hasil  analisis,  nilai  CN  optimum  terdapat  pada  substrat  90
LC
:10
LA
sebagaimana yang  dinyatakan  oleh  Simamora  et  al.  2006,  bahwa  imbangan  CN  yang  optimum  bagi
mikroorganisme perombak adalah 20-25.  Nilai CN terlalu tinggi mengindikasikan kurangnya unsur nitrogen  yang  akan  berakibat  buruk  pada  pertumbuhan  mikroorganisme  dan  sintesis  sel  baru  bagi
mikroorganisme  karena  sebanyak  18  sel  bakteri  terdiri  dari  unsur  N,  sedangkan  nilai  CN  terlalu rendah  akan  meningkatkan  produksi  ammonia  dan  menghambat  pembentukan  biogas  Deublein,
2008.    Oleh  karena  itu,  substrat  dengan  kombinasi  90
LC
:10LA  mempunyai  potensi  terbesar  dalam menghasilkan biogas.
Total  volatile  solid  merupakan  jumlah  padatan  organik  pada  substrat.    Nilai  TVS  tertinggi adalah kombinasi  80
LC
:20
LA
sebesar 3,77, diikuti oleh kombinasi 70
LC
:30
LA
dan 90
LC
:10
LA
sebesar 3,62 dan 2,56.  Menurut Gerardi 2003, semakin tinggi TVS yang diumpankan ke dalam digester,
semakin  tinggi  pula  jumlah  volatile  fatty  acid  VFA  yang  terbentuk  dalam  digester.    Jumlah  VFA yang  tinggi  akan  berpengaruh  terhadap  alkalinitas  dan  pH  dari  digester,  sehingga  substrat  yang
mempunyai  jumlah  TVS  yang  tinggi  sebaiknya  diumpankan  secara  perlahan  ke  dalam  digester anaerobik.  Apabila pH di dalam digester terlalu tinggi dapat menghambat aktivitas bakteri pembentuk
19
metana.    Pada  hasil  analisis,  kombinasi  80
LC
:20
LA
memiliki  TVS  tertinggi  sehingga  mempunyai potensi terjadinya gangguan terhadap  nilai pH dan produksi biogas dengan  laju pengumpanan setara
dengan lainnya.
4.2 PRODUKSI GAS