Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Metode

III. METODOLOGI

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Maret 2007 sampai dengan bulan Juli 2007. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kebumian dan Lingkungan, Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi PATIR, Badan Tenaga Nuklir Nasional BATAN Ps. Jumat - Jakarta Selatan.

B. Bahan dan Alat

1. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampah organik, berupa sampah organik pasar yang diambil dari pasar Ciputat. Sampah yang digunakan merupakan campuran dari beberapa jenis sampah buah dan sayur. Selain sampah organik, pendegradasian bahan-bahan organik tersebut juga dibutuhkan mikroorganisme yang mampu mempercepat proses degradasi. Mikroorganisme yang digunakan dalam penelitian ini adalah EM effective microorganism . Bahan kimia yang digunakan meliputi K 2 Cr 2 O 7 0,025 N, FeNH 4 2 SO 4 0,025 N, HCl 0,01 N, H 2 SO 4 pekat, H 2 SO 4 15 , NaOH 0,1 N, NaOH 40 , H 3 BO 3 4 , selen, BCG-MR, indikator ferroin, dan indikator phenolphthalein. Bahan-bahan tersebut digunakan dalam berbagai analisis yang dilakukan baik pada fermentasi aerobik maupun fermentasi anaerobik. 2. Alat Peralatan yang dibutuhkan dalam proses pembuatan biogas terdiri atas bejana, aerator, digester, dan water bath incubator. Rangkaian alat proses produksi biogas dengan melakukan dua tahapan, yaitu fermentasi aerobik dan fermentasi anaerobik dapat dilihat pada Gambar 2. Sedangkan dalam pengukuran parameter baik pada fermentasi aerobik maupun fermentasi anaerobik diperlukan beberapa peralatan laboratorium, seperti gelas ukur, gelas piala, erlenmeyer, labu ukur, pipet, tabung reaksi, buret, alat destilasi, 14 tanur, oven, desikator, gegep alat penjepit, timbangan digital, timbangan kasar, cawan petri, dan indikator pH. a : Bejana proses aerobik b : Digester proses anaerobik c : Gasbag penampung gas Gambar 2. Rangkaian Alat Proses Produksi Biogas

C. Metode

1. Penelitian Pendahuluan Penelitian pendahuluan merupakan proses pendegradasian bahan baku berupa sampah organik pasar yang dilakukan dengan fermentasi aerobik pada suhu sebesar 30 o C. Tujuan dari penelitian pendahuluan adalah menganalisis kadar air dan CN sampah organik pasar dan mendegradasi bahan tersebut untuk dijadikan umpan pada penelitian utama. Dalam persiapan proses ini, bahan baku diperkecil ukurannya antara 1-2 cm. Seberat 500 g bahan yang telah diperkecil ukurannya dimasukkan ke dalam bejana dan ditambahkan air aquades sebanyak 500 ml 1:1 wv, kemudian dialirkan udara melalui aerator . Untuk mempercepat pendegradasian bahan, maka ditambahkan mikroorganisme yaitu EM 4 sebanyak 0,5 ml ke dalam bejana tersebut. sampah organik slurry gas metan Aerobic Anaerobic a b c 15 Sebelum digunakan, mikroorganisme EM 4 harus diaktifkan dahulu dari masa dormansi. Air destilasi sebanyak 100 ml dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer 250 ml dan ditambahkan molase sebanyak 0,5 ml sebagai media hidup EM 4 , kemudian disterilkan dengan cara memasukkannya ke dalam autoklaf selama ±1 jam dengan menutup gelas erlenmeyer dengan kapas dan kertas aluminium. Setelah media ini dingin, maka EM 4 sebanyak 0,5 ml diinokulasikan ke dalam larutan tersebut. Mikroorganisme ini didiamkan semalam agar EM 4 aktif dari masa dormansi. Analisis yang dilakukan selama fermentasi aerobik ini meliputi Total Solid TS, Volatile Solid VS, Chemical Oxygen Demand COD, Volatile Fatty Acid VFA, dan pH. Analisis-analisis tersebut dilakukan setiap hari hingga degradasi tercapai. Degradasi dihentikan saat asam asetat yang terbentuk mencapai maksimum. Selain parameter di atas, juga dilakukan pengukuran kadar air dan CN pada bahan baku yang digunakan. 2. Penelitian Utama Hasil dari fermentasi aerobik pada penelitian pendahuluan digunakan sebagai substrat pada penelitian utama. CN terakhir substrat tersebut ditambahkan feses sapi sehingga mencapai CN yang diinginkan, yaitu 20, 25, dan 30. Tahap ini dilakukan tanpa menggunakan oksigen atau yang dikenal sebagai fermentasi anaerobik. Feses sapi yang digunakan ditambahkan dengan bahan-bahan kimia lain, seperti rezazury, mikromineral, larutan pereduksi, dan natrium karbonat. Penambahan karbonat pada setiap perlakuan dimaksudkan untuk mempertahankan kondisi anaerobik dalam kisaran pH 7. Masing-masing substrat dengan CN yang telah ditentukan sebanyak 20 ml dimasukkan ke dalam digeter dengan mengkondisikan nilai temperatur pada water bath incubator sebesar 30, 35, dan 40 o C. Penelitian utama ini bertujuan untuk mengetahui produksi biogas pada masing-masing perlakuan. Analisis yang dilakukan pada fermentasi anaerobik meliputi Chemical Oxygen Demand COD, Volatile Fatty Acid VFA, dan pH. Analisis-analisis tersebut dilakukan pada awal dan akhir fermentasi anaerobik dikarenakan sistem digester yang digunakan fixed dome. Volume gas terakumulasi diukur 16 setiap hari. Metode analisis lebih lengkap dapat dilihat pada Lampiran 1. Secara garis besar, proses pembuatan biogas dapat dilihat pada Gambar 3. Gambar 3. Diagram Alir Proses Produksi Biogas Sampah Organik Pasar Biogas Pengecilan Ukuran Bahan Baku 500 g Substrat Fermentasi Anaerobik Slurry Substrat EM 4 Udara O 2 Fermentasi Aerobik Aerobic Anaerobic Rumen Sapi Air 500 ml Pengaturan Perlakuan CN 20, 25, dan 30 dengan Temperatur 30, 35, dan 40 o C 17 3. Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Analisis Regresi Linear digunakan untuk fermentasi aerobik dan Analisis Keragaman digunakan untuk fermentasi anaerobik. Analisis Regresi Linear bertujuan untuk mengetahui hubungan fungsional atau kausal antara satu variabel bebas dan satu variabel tak bebas. Persamaan umum dari regresi linear sederhana adalah: Y = + X Keterangan : Y = variabel tak bebas yang diprediksikan nilai TS, VS, COD, VFA, dan pH = konstanta = koefisien regresi X terhadap Y X = variabel bebas yang mempunyai nilai tertentu hari ke- Dimana nilai dan dapat dihitung dengan persamaan berikut : = Y i X i 2 - X i X i Y i n X i 2 - X i 2 dan = n X i Y i - X i Y i n X i 2 - X i 2 Analisis Regresi Linear memiliki nilai R yang menunjukkan besar nilai hubungan linear antara variabel bebas dan variabel tak bebas. Persamaan rumus nilai R adalah R = n X i Y i – X i Y i [n X i 2 - X i 2 ] [n Y i 2 - Y i 2 ] Analisis Keragaman bertujuan untuk mengetahui apakah suatu nilai tengah dari suatu populasi sama atau tidak. Model linear dari rancangan percobaan proses anaerobik sebagai berikut : Y ijk = + A i + B j + AB ij + E k ij 18 Keterangan : Y ijk = nilai pengamatan pada temperatur ke-i dan CN ke-j pada perlakuan ke-k = nilai tengah populasi A i = pengaruh temperatur ke-i i=1,2,3 B j = pengaruh CN ke-j j=1,2,3 AB ij = pengaruh dari interaksi antara temperatur ke-i dengan CN ke-j E ijk = pengaruh galat pada temperatur ke-i dan CN ke-j untuk perlakuan ke-k Dimana : R1T1 : CN 20 dengan temperatur 30 o C R1T2 : CN 20 dengan temperatur 35 o C R1T3 : CN 20 dengan temperatur 40 o C R2T1 : CN 25 dengan temperatur 30 o C R2T2 : CN 25 dengan temperatur 35 o C R2T3 : CN 25 dengan temperatur 40 o C R3T1 : CN 30 dengan temperatur 30 o C R3T2 : CN 30 dengan temperatur 35 o C R3T3 : CN 30 dengan temperatur 40 o C Setiap percobaan dilakukan ulangan sebanyak dua kali.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN