23
50 feed baru bobot:bobot, yaitu sebanyak 1.25 kg digestat hasil fermentasi pertama dijadikan starter
dengan penambahan 1.25 kg bahan baru. Batch ketiga adalah perlakuan penambahan 75 feed
baru, yaitu sebanyak 625 g digestat ditambahkan 1.875 kg bahan baru. Hasil analisis bahan awal menunjukkan bahwa campuran antara sampah pasar dengan
kotoran sapi segar w.b memiliki kadar air 87.51, kadar abu 0.87, total solid 12.49, padatan organik 11.62 atau 92.97 d.b, pH 5.10, CN 48.50. Kemudian jika dibandingkan dengan
beberapa kondisi optimum untuk kondisi fermentasi anaerobik produksi biogas seperti, bahan kering sekitar 7-9, CN 25-30 Wahyuni, 2008, dan pH 6.8-7.4 Romli, 2010. Untuk lebih
memperjelas perbandingan antara karakteristik bahan awal umpan dan kondisi optimum fermentasi disajikan pada Tabel 10.
Tabel 10. Perbandingan karakteristik bahan awal umpan dengan kondisi optimum fermentasi
Parameter Nilai
Bahan Awal Kondisi Optimum
Kadar air Kadar abu
Total Solid Padatan Organik
pH CN
87.51 0.87
12.49 11.62
5.10 48.50
- -
7-9
a
- 6.8-7.4
b
25-30
a
Sumber :
a
Wahyuni 2008,
b
Romli 2010.
Berdasarkan penjelasan Tabel 10 di atas dapat diketahui bahwa: 1.
Total Solid atau padatan kering bahan awal lebih tinggi dari kondisi optimum fermentasi.
2. Nilai pH bahan awal yaitu 5.10 lebih asam dari kondisi optimum fermentasi yang
lebih cenderung dalam range pH netral. 3.
Nilai CN bahan awal di atas nilai CN optimum pembentukkan biogas antara 25-30.
4.4.1 Produksi Biogas
Biogas merupakan gas yang dihasilkan dari penguraian bahan organik dalam keadaan tanpa udara anaerob. Menurut Wahyuni 2009 biogas merupakan salah satu sumber energi
terbarukan yang dapat menjawab kebutuhan energi alterrnatif. Dalam proses pembentukannya terdapat 4 proses yang harus dilalui sehingga menghasilkan biogas. Proses tersebut adalah
hidrolisa, asidifikasi, asetofikasi, dan metanisasi. Penting untuk diperhatikan bahwa proses hidrolisis umumnya menjadi tahap pembatas laju pada degradasi anaerobik bahan-bahan organik
kompleks Romli, 2010. Pengamatan produksi biogas dilakukan selama 90 hari atau 3 kali batch fermentasi
anaerobik selama 30 hari. Pengamatan 30 hari pertama batch ke-1 merupakan produksi biogas dari komposisi bahan awal yaitu 2.5 kg bahan sampah yang ditambahkan dengan 277 g kotoran
sapi segar. Pengamatan 30 hari ke-2 batch ke-2 adalah pengamatan produksi biogas dari campuran bahan 50 digestat dan 50 bahan baru bobot:bobot, dan 30 hari ke-3 batch ke-3
24
adalah pengamatan produksi biogas dari bahan 25 digestat dan 75 bahan baru bobot:bobot. Volume akumulasi biogas sampah pada uji coba skala 10 l disajikan pada Gambar 10.
Gambar 10. Volume akumulasi biogas sampah skala 10 l Dari hasil pengamatan akumulasi produksi biogas dari setiap batch sebagaimana
ditunjukkan pada Gambar 10 memperlihatkan bahwa batch pertama 100 bahan awal menghasilkan 16707 ml, batch kedua feed 50 menghasilkan 10908 ml, dan batch ketiga feed
75 menghasilkan 12378 ml biogas. Atau jika dirata-ratakan terhadap lamanya proses fermentasi maka produksi biogas batch ke-1 menghasilkan 557 ml biogashari, batch ke-2 menghasilkan 364
ml biogashari, dan batch ke-3 sebanyak 413 ml biogashari. Alvarez dan Liden 2007 dalam percobaannya menggunakan sampah sayur dan buah-buahan, fermentasi selama 30 hari, suhu
operasi konstan pada 35
o
C, dan volume digester 2 liter menghasilkan 316 ml biogashari. Produksi biogas akan lebih optimum jika fermentasi anaerobik yang dilakukan benar-
benar pada kondisi tanpa O
2
. Beberapa kondisi yang memungkinkan masuknya O
2
pada reaktor adalah ketika dilakukan pengambilan sampel bahan padat dari dalam reaktor. Sampel bahan padat
diambil dari lubang sampel yang terdapat pada reaktor. Pada proses resirkulasi lindi juga memungkinkan O
2
masuk ke dalam reaktor. Lindi yang tertampung dalam tabung penampungan lindi dikeluarkan dari tabung dan dimasukkan kembali ke dalam reaktor melalui lubang
penyaluran lindi. Proses lainnya yang berpotensi masuknya O
2
ke dalam sistem fermentasi adalah ketika pemanenan digestat diakhir fermentasi. Solusi yang mungkin bisa dilakukan adalah
memperbaiki sistem reaktor yang memungkinkan untuk tidak masuknya O
2
ketika pengambilan sampel padat, yaitu dengan sistem buka-tutup otomatis pada lubang sampel. Pada proses
resirkulasi lindi sebaiknya digunakan pompa peristaltik untuk menghindari masuknya O
2
ke dalam reaktor. Untuk menghindari masuknya O
2
pada bahan saat pemanenan digestat, sebaiknya dilakukan penyemprotan gas nitrogen pada reaktor sebelum reaktor dibuka.
Korelasi antara produksi biogas dengan banyaknya bahan baru feed yang dimasukkan maka adanya hubungan yang linear dimana semakin banyak bahan baru feed yang
dimasukkan semakin banyak pula biogas yang dihasilkan. Grafik hubungan antara keduannya disajikan pada Gambar 11.
25
Gambar 11. Grafik hubungan antara produksi biogas dengan penambahan feed baru Volume biogas harian sampah awal 30 hari pertama, feed 50 30 hari ke-2, dan
feed 75 30 hari ke-3 disajikan pada Gambar 12. Volume biogas tertinggi pada batch pertama
diperoleh pada hari ke-2 dan hari ke-7 yaitu sebesar 1413 ml. Volume biogas tertinggi pada batch kedua diperoleh pada hari ke-19 sebesar 1074, dan batch ketiga diperoleh pada hari ke-12 sebesar
1221 ml biogas.
Gambar 12. Volume biogas harian dari masing-masing perlakuan
26
Alvarez dan Liden 2007 pada percobaan fermentasi dengan menggunakan sampah sayuran dan buah-buahan menunjukkan volume biogas tertinggi diperoleh pada hari ke-3 dengan
volume sekitar 1900 ml. Produksi biogas terus menurun pada 10 hari pertama fermentasi seiring dengan menurunnya nilai pH dan kandungan metan. Selain itu, Sahidu 1983 pada percoban
fermentasi biogasnya pada volume 62.8 liter dengan menggunakan tinja sapi kelompok I dan tinja sapi dengan penambahan jerami 5 dari beratnya kelompok II menunjukkan volume biogas
tertinggi untuk kelompok I diperoleh pada hari ke-21 dengan volume 12 liter biogas, dan kelompok II diperoleh pada hari ke-21 dengan volume sekitar 16 liter biogas.
Perbedaan produksi biogas harian ini dipengaruhi beberapa faktor kondisi fermentasi anaerobik, diantaranya adalah jumlah mikroorganisme pengurai di dalam digester, baik itu bakteri
asidogen maupun bakteri metanogen, pH subtrat, ketersediaan nutrisi untuk perkembangan mikroba, dan kondisi lainnya yang berpengaruh terhadap keberlangsungan hidup mikroba
pengurai.
4.4.2 Penurunan Total Volatile Solid TVS
