Asidogenesis Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Pada Kondisi Ambient : Pengaruh Variasi Laju Pengadukan Terhadap Pembentukan Volatile Fatty Acid (VFA) Menggunakan Reaktor Semi Batch
ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
PADA KONDISI AMBIENT : PENGARUH VARIASI LAJU
PENGADUKAN TERHADAP PEMBENTUKAN VOLATILE
FATTY ACID (VFA) MENGGUNAKAN
REAKTOR SEMI BATCH
SKRIPSI
Oleh
SAPRIN
120405004
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DESEMBER 2016
Universitas Sumatera Utara
ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
PADA KONDISI AMBIENT : PENGARUH VARIASI LAJU
PENGADUKAN TERHADAP PEMBENTUKAN VOLATILE
FATTY ACID (VFA) MENGGUNAKAN
REAKTOR SEMI BATCH
SKRIPSI
Oleh
SAPRIN
120405004
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DESEMBER 2016
Universitas Sumatera Utara
i
Universitas Sumatera Utara
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1.
Orang tua penulis, Ayahanda Michwar Zaini Lubis, Ibunda Asnia Lintang,
Kak Yanni Esmita, Kak Herawati, Kak Efri Hawani, Bang Khoiruddin
Lubis, Bang Fakhrurrozi, Bang Munirzan Lubis, Zul Fadly Lubis dan Ilman
Mursid yang sangat banyak memberikan dukungan moril maupun materil
bagi penulis dalam segala hal.
2.
Rekan penelitian Yudi Riswanto dan rekan-rekan LPPM yaitu Bg Zoeliadi,
Bg Dedy Anwar, M Reza Rahmadhan, Aulia Fitri, Jonathan D manurung,
Oby Vijay Sitorus, Yosua Agust, Reguel Nababan dan Ricky Kristian
Purba.
3.
Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk
2012 yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa,
pembelajaran hidup dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.
4.
Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik
Kimia yang telah memberikan banyak ilmu yang berharga dan bantuan
kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama
: Saprin
NIM
: 120405004
Tempat, tanggal lahir : Pakantan Dolok/ 14 Januari 1993
Nama Orang Tua
: Michwar Zaini Lubis dan Asnia Lintang
Alamat Orang Tua:
Huta Gambir, Kecamatan Pakantan, Mandailing Natal, Sumatera
Utara
Asal Sekolah:
SD Negeri 142652 tahun 2000–2006
SMP Negeri 1 Pakantan tahun 2006–2009
SMA Negeri 1 Kotanopan tahun 2009–2012
Beasiswa yang pernah diperoleh:
1. Beasiswa Bidik Misi tahun 2014–2016
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2015/2016
sebagai anggota Hubungan Masyarakat
2. Covalen Study Group (CSG) periode 2014/2015 sebagai anggota Peningkatan
Akademik dan Literatur
3. Ikatan Alumni SMA N 1 Kotanopan
4. Kerja Praktek di PTPN III PKS Aek Nabara Selatan pada tanggal 03-28 agustus
2015
v
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Proses asidognesis merupakan tahap pertama dalam proses digestasi
anaerobik. Proses asidognesis menghasilkan volatile fatty acid (VFA)
yang menjadi substrat untuk tahap metanognesis dalam memproduksi
biogas. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pengaruh variasi
laju pengadukan serta mendapatkan kondisi laju pengadukan terbaik
dengan menggunakan reaktor semi batch dalam proses asidogenesis
menggunakan Limbah Cair Pabrik Kelapa sawit (LCPKS) pada
keadaan ambient. Proses dilakukan dengan memvariasikan laju
pengadukan fermentor Reaktor Semi Batch, yaitu 200 rpm, 250 rpm
dan 300 rpm dengan kondisi pH 5,5 ± 0,2. Analisa padatan (TS, VS,
TSS, dan VSS), COD dan VFA dilakukan untuk mengkaji perubahan
senyawa organik yang berubah menjadi VFA pada asidogenesis.
Pembentukkan VFA total tertinggi dicapai pada variasi laju
pengadukan 200 rpm yakni 6.721,685 mg/L dengan konsentrasi asam
asetat, asam propionat dan asam butirat masing-masing sebesar
3.192,605 mg/L, 1.309,477 mg/L, dan 2.219,604 mg/L, dengan
degradasi VS dan COD masing-masing sebesar 29,5960 % dan 3,5714
% dan rasio VFA/Alkalinitas 2,4006.
Kata kunci :
asidogenesis, reaktor semi batch, digestasi anaerobik,
LCPKS, VFA, laju pengadukan
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Acidogenesis process is first step in anaerobic digestion process.
Acidogenesis process produce volatile fatty acid (VFA) as a substrat
in methanogenesis process to produce biogas. This research aimed to
obtain effect of agitation also obtain the best agitation of the semi
batch reactor in asidognesis process of palm oil mill effluent (POME)
at ambient condition. Operation was done of the semi batch reactor by
varying the agitation 200 rpm, 250 rpm and 300 rpm with pH 5,5.
Analysis for solids (TS, VS, TSS, and VSS), COD, and VFA are being
done to study the conversion of organic compounds to VFA during
acidogenesis. The highest VFA of 6.721,685 mg/L are formed at 200
rpm with the concentrations of acetic acid, propionic acid, and
butyric acid are 3.192,605 mg/L, 1.309,477 mg/L, and 2.219,604
mg/L, respectively through the VS and COD degradation of 29,5960
% and 3,5714 %, respectively and VFA/Alkalinity ratio is 2,4006.
Keywords: Acidogenesis, semi bacth reactor, anaerobic digestion,
POME, VFA, agitation
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .................................................................. i
PENGESAHAN ..................................................................................................... ii
PRAKATA ............................................................................................................. iii
DEDIKASI ............................................................................................................. iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS ................................................................................v
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
ABSTRACT .......................................................................................................... vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR TABEL
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1
1.1
Latar Belakang
1
1.2
Perumusan Masalah
2
1.3
Tujuan Penelitian
2
1.4
Manfaat Penelitian
3
1.5
Ruang Lingkup Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (Lcpks)
5
2.2
Potensi Produksi Biogas Dari LCPKS
7
2.3
Proses Digestasi Anaerobik
7
2.3.1 Hidrolisis
8
2.3.2 Asidogenesis
8
2.3.3 Asetogenesis
9
2.3.4 Metanogenesis
2.4
10
Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Performa Digestasi
Anaerob
10
2.4.1 Temperatur Operasi
10
2.4.2 pH
11
viii
Universitas Sumatera Utara
2.5
BAB III
2.4.3 Ukuran Partikel
11
2.4.4 Laju Pengadukan
12
2.4.5 Organic Loading Rate (OLR)
12
2.4.6 Retention Time
13
Analisa Ekonomi
13
METODOLOGI PENELITIAN
16
3.1
Lokasi Penelitian
16
3.2
Bahan Dan Peralatan
16
3.2.1 Bahan-Bahan
16
3.2.2 Peralatan
16
Tahapan Penelitian
17
3.3.1 Analisis Bahan Baku
17
3.3.2 Variasi Laju Pengadukan
17
Analisis Data
18
3.4.1 Analisis pH
18
3.4.2 Analisis M-Alkalinity
18
3.4.3 Analisis Total Solids (TS)
18
3.4.4 Analisis Volatile Solids (VS)
19
3.4.5 Analisis Total Suspended Solids (TSS)
19
3.4.6 Analisis Volatie Suspended Solids (VSS)
20
3.4.7 Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
21
3.4.8 Analisis Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD)
21
Analisis Gas
22
3.3
3.4
3.5
3.6 Flowchart Penelitian
23
3.6.1 Flowchart Prosedur Analisis Data
23
3.6.1.1 Flowchart Prosedur Analisis pH
23
3.6.1.2 Flowchart Prosedur Analisis M-Alkalinity
24
3.6.1.3 Flowchart Prosedur Analisis Total Solids
(TS)
25
3.6.1.4 Flowchart Prosedur Analisis Volatile Solids
(VS)
26
ix
Universitas Sumatera Utara
3.6.1.5 Flowchart
Prosedur
Analisis
Total
Suspended Solids (TSS)
3.6.1.6 Flowchart
Prosedur
26
Analisis
Volatile
Suspended Solids (VSS)
BAB IV
27
HASIL DAN PEMBAHASAN
28
4.1
Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS)
28
4.2
Pengaruh Laju Pengadukan pada Proses Asidogenesis
29
4.2.1 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Alkalinitas
Profil Pertumbuhan Mikroba, dan Volatile Solid
(VS)
29
4.2.2 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Reduksi
Chemical Oxygen Demand (COD)
36
4.2.3 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pembentukkan
Volatile Fatty Acid (VFA)
4.2.4 Pengaruh
Laju
Pengadukan
VFA/Alkalinitas
BAB V
39
Terhadap
Rasio
42
KESIMPULAN DAN SARAN
44
5.1
Kesimpulan
44
5.2
Saran
44
DAFTAR PUSTAKA
45
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Empat Fase Pembuatan Biogas Secara Garis Besar
7
Gambar 2.2
Konversi Total VFA menjadi Biogas
14
Gambar 3.1
Rangkaian Peralatan
17
Gambar 3.2
Flowchart Prosedur Analisis pH
23
Gambar 3.3
Flowchart Prosedur Analisis M-Alkalinity
24
Gambar 3.4
Flowchart Prosedur Analisis Total Solids (TS)
25
Gambar 3.5
Flowchart Prosedur Analisis Volatile Solids (VS)
26
Gambar 3.6
Flowchart Prosedur Analisis Total Suspended Solids (TSS)
26
Gambar 3.7
Flowchart Prosedur Analisis Volatile Suspended Solids
(VSS)
27
Gambar 4.1
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Alkalinitas
30
Gambar 4.2
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Rata-Rata Alkalinitas
(Error Bar Menyatakan Standar Deviasi)
Gambar 4.3
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Profil Pertumbuhan
Mikroba
Gambar 4.4
30
31
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pertumbuhan Mikroba
Terbaik
31
Gambar 4.5
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Volatile Solid (VS)
32
Gambar 4.6
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Volatile Solid (VS)
Terbaik
Gambar 4.7
32
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Reduksi Volatile Solid
(VS)
Gambar 4.8
33
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Degradasi Chemical
Oxygen Demand (COD) dan Soluble Chemical Oxygen
Demand (SCOD)
Gambar 4.9
37
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Reduksi Chemical
Oxygen Demand (COD)
38
Gambar 4.10 Pengaruh Waktu Terhadap Pembentukan VFA pada Laju
Pengadukan 200 rpm
39
xi
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.11 Pengaruh Waktu Terhadap Pembentukan VFA pada Laju
Pengadukan 250 rpm
40
Gambar 4.12 Pengaruh Waktu Terhadap Pembentukan VFA pada Laju
Pengadukan 300 rpm
40
Gambar 4.13 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pembentukan VFA
41
Gambar 4.14 Pengaruh laju Pengadukan Terhadap Rasio VFA/Alkalinitas
42
Gambar C.1
Tangki Penyimpanan LCPKS
55
Gambar C.2
Fermentor
55
Gambra C.3
Alat Pengukur Volume Gas
56
Gambar C.4
Peralatan Analisis M-Alkalinity
56
Gambar C.5
Cawan untuk Analisis Total Solid (TS)
57
Gambar C.6
Cawan untuk Analisis Total Suspended Solid (TSS)
57
Gambar C.7 Cawan untuk Analisis Volatile Solid (VS) dan Volatile
Suspended Solid (VSS)
57
Gambar C.8
Timbangan Analitik
58
Gambar C.9
Peralatan Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
58
Gambar C.10 Desikator
59
Gambar C.11 Oven
59
Gambar C.12 Furnace
59
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Karakteristik LCPKS sebelum dilakukan pengolahan
6
Tabel 2.2 Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Menurut
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup
Tabel 2.3 Volume Pembentukan Biogas dari Jumlah VFA yang Terbentuk
6
14
Tabel 4.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN III PKS
Rambutan
28
Tabel A.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN III PKS
Rambutan
49
Tabel A.2 Data Hasil Analisis pH, Alkalinitas, TS, VS, TSS dan VSS
pada Variasi Laju Pengadukan
50
Tabel A.3 Data Hasil Analisis Chemical Oxygen Demand (COD) pada
Variasi Laju Pengadukan
52
Tabel A.4 Data Hasil Analisis Pembentukan Volatile Fatty Acid (VFA)
pada Variasi Laju Pengadukan Hari ke-4
52
Tabel A.5 Data Perhitungan Rasio VFA/Alkalinitas pada Variasi Laju
Pengadukan Hari ke-4
52
Tabel B.1 Data VS untuk variasi laju pengadukan 200 rpm
53
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A DATA HASIL ANALISA
49
A.1 Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
49
A.2 Data Hasil Penelitian Variasi Laju Pengadukan
50
LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN
53
B.1 Perhitungan Reduksi COD
53
B.2 Perhitungan Standar Deviasi
53
LAMPIRAN C DOKUMENTASI
55
LAMPIRAN D HASIL UJI LABORATORIUM
60
D.1 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Lemak Dalam Limbah Cair
Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS)
60
D.2 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisisis Protein Dalam Limbah Cair
Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS)
61
D.3 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Karbohidrat Dalam Limbah
Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS)
61
xiv
Universitas Sumatera Utara
PADA KONDISI AMBIENT : PENGARUH VARIASI LAJU
PENGADUKAN TERHADAP PEMBENTUKAN VOLATILE
FATTY ACID (VFA) MENGGUNAKAN
REAKTOR SEMI BATCH
SKRIPSI
Oleh
SAPRIN
120405004
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DESEMBER 2016
Universitas Sumatera Utara
ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
PADA KONDISI AMBIENT : PENGARUH VARIASI LAJU
PENGADUKAN TERHADAP PEMBENTUKAN VOLATILE
FATTY ACID (VFA) MENGGUNAKAN
REAKTOR SEMI BATCH
SKRIPSI
Oleh
SAPRIN
120405004
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DESEMBER 2016
Universitas Sumatera Utara
i
Universitas Sumatera Utara
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1.
Orang tua penulis, Ayahanda Michwar Zaini Lubis, Ibunda Asnia Lintang,
Kak Yanni Esmita, Kak Herawati, Kak Efri Hawani, Bang Khoiruddin
Lubis, Bang Fakhrurrozi, Bang Munirzan Lubis, Zul Fadly Lubis dan Ilman
Mursid yang sangat banyak memberikan dukungan moril maupun materil
bagi penulis dalam segala hal.
2.
Rekan penelitian Yudi Riswanto dan rekan-rekan LPPM yaitu Bg Zoeliadi,
Bg Dedy Anwar, M Reza Rahmadhan, Aulia Fitri, Jonathan D manurung,
Oby Vijay Sitorus, Yosua Agust, Reguel Nababan dan Ricky Kristian
Purba.
3.
Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk
2012 yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa,
pembelajaran hidup dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.
4.
Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik
Kimia yang telah memberikan banyak ilmu yang berharga dan bantuan
kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama
: Saprin
NIM
: 120405004
Tempat, tanggal lahir : Pakantan Dolok/ 14 Januari 1993
Nama Orang Tua
: Michwar Zaini Lubis dan Asnia Lintang
Alamat Orang Tua:
Huta Gambir, Kecamatan Pakantan, Mandailing Natal, Sumatera
Utara
Asal Sekolah:
SD Negeri 142652 tahun 2000–2006
SMP Negeri 1 Pakantan tahun 2006–2009
SMA Negeri 1 Kotanopan tahun 2009–2012
Beasiswa yang pernah diperoleh:
1. Beasiswa Bidik Misi tahun 2014–2016
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2015/2016
sebagai anggota Hubungan Masyarakat
2. Covalen Study Group (CSG) periode 2014/2015 sebagai anggota Peningkatan
Akademik dan Literatur
3. Ikatan Alumni SMA N 1 Kotanopan
4. Kerja Praktek di PTPN III PKS Aek Nabara Selatan pada tanggal 03-28 agustus
2015
v
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Proses asidognesis merupakan tahap pertama dalam proses digestasi
anaerobik. Proses asidognesis menghasilkan volatile fatty acid (VFA)
yang menjadi substrat untuk tahap metanognesis dalam memproduksi
biogas. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pengaruh variasi
laju pengadukan serta mendapatkan kondisi laju pengadukan terbaik
dengan menggunakan reaktor semi batch dalam proses asidogenesis
menggunakan Limbah Cair Pabrik Kelapa sawit (LCPKS) pada
keadaan ambient. Proses dilakukan dengan memvariasikan laju
pengadukan fermentor Reaktor Semi Batch, yaitu 200 rpm, 250 rpm
dan 300 rpm dengan kondisi pH 5,5 ± 0,2. Analisa padatan (TS, VS,
TSS, dan VSS), COD dan VFA dilakukan untuk mengkaji perubahan
senyawa organik yang berubah menjadi VFA pada asidogenesis.
Pembentukkan VFA total tertinggi dicapai pada variasi laju
pengadukan 200 rpm yakni 6.721,685 mg/L dengan konsentrasi asam
asetat, asam propionat dan asam butirat masing-masing sebesar
3.192,605 mg/L, 1.309,477 mg/L, dan 2.219,604 mg/L, dengan
degradasi VS dan COD masing-masing sebesar 29,5960 % dan 3,5714
% dan rasio VFA/Alkalinitas 2,4006.
Kata kunci :
asidogenesis, reaktor semi batch, digestasi anaerobik,
LCPKS, VFA, laju pengadukan
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Acidogenesis process is first step in anaerobic digestion process.
Acidogenesis process produce volatile fatty acid (VFA) as a substrat
in methanogenesis process to produce biogas. This research aimed to
obtain effect of agitation also obtain the best agitation of the semi
batch reactor in asidognesis process of palm oil mill effluent (POME)
at ambient condition. Operation was done of the semi batch reactor by
varying the agitation 200 rpm, 250 rpm and 300 rpm with pH 5,5.
Analysis for solids (TS, VS, TSS, and VSS), COD, and VFA are being
done to study the conversion of organic compounds to VFA during
acidogenesis. The highest VFA of 6.721,685 mg/L are formed at 200
rpm with the concentrations of acetic acid, propionic acid, and
butyric acid are 3.192,605 mg/L, 1.309,477 mg/L, and 2.219,604
mg/L, respectively through the VS and COD degradation of 29,5960
% and 3,5714 %, respectively and VFA/Alkalinity ratio is 2,4006.
Keywords: Acidogenesis, semi bacth reactor, anaerobic digestion,
POME, VFA, agitation
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .................................................................. i
PENGESAHAN ..................................................................................................... ii
PRAKATA ............................................................................................................. iii
DEDIKASI ............................................................................................................. iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS ................................................................................v
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
ABSTRACT .......................................................................................................... vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR TABEL
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1
1.1
Latar Belakang
1
1.2
Perumusan Masalah
2
1.3
Tujuan Penelitian
2
1.4
Manfaat Penelitian
3
1.5
Ruang Lingkup Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (Lcpks)
5
2.2
Potensi Produksi Biogas Dari LCPKS
7
2.3
Proses Digestasi Anaerobik
7
2.3.1 Hidrolisis
8
2.3.2 Asidogenesis
8
2.3.3 Asetogenesis
9
2.3.4 Metanogenesis
2.4
10
Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Performa Digestasi
Anaerob
10
2.4.1 Temperatur Operasi
10
2.4.2 pH
11
viii
Universitas Sumatera Utara
2.5
BAB III
2.4.3 Ukuran Partikel
11
2.4.4 Laju Pengadukan
12
2.4.5 Organic Loading Rate (OLR)
12
2.4.6 Retention Time
13
Analisa Ekonomi
13
METODOLOGI PENELITIAN
16
3.1
Lokasi Penelitian
16
3.2
Bahan Dan Peralatan
16
3.2.1 Bahan-Bahan
16
3.2.2 Peralatan
16
Tahapan Penelitian
17
3.3.1 Analisis Bahan Baku
17
3.3.2 Variasi Laju Pengadukan
17
Analisis Data
18
3.4.1 Analisis pH
18
3.4.2 Analisis M-Alkalinity
18
3.4.3 Analisis Total Solids (TS)
18
3.4.4 Analisis Volatile Solids (VS)
19
3.4.5 Analisis Total Suspended Solids (TSS)
19
3.4.6 Analisis Volatie Suspended Solids (VSS)
20
3.4.7 Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
21
3.4.8 Analisis Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD)
21
Analisis Gas
22
3.3
3.4
3.5
3.6 Flowchart Penelitian
23
3.6.1 Flowchart Prosedur Analisis Data
23
3.6.1.1 Flowchart Prosedur Analisis pH
23
3.6.1.2 Flowchart Prosedur Analisis M-Alkalinity
24
3.6.1.3 Flowchart Prosedur Analisis Total Solids
(TS)
25
3.6.1.4 Flowchart Prosedur Analisis Volatile Solids
(VS)
26
ix
Universitas Sumatera Utara
3.6.1.5 Flowchart
Prosedur
Analisis
Total
Suspended Solids (TSS)
3.6.1.6 Flowchart
Prosedur
26
Analisis
Volatile
Suspended Solids (VSS)
BAB IV
27
HASIL DAN PEMBAHASAN
28
4.1
Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS)
28
4.2
Pengaruh Laju Pengadukan pada Proses Asidogenesis
29
4.2.1 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Alkalinitas
Profil Pertumbuhan Mikroba, dan Volatile Solid
(VS)
29
4.2.2 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Reduksi
Chemical Oxygen Demand (COD)
36
4.2.3 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pembentukkan
Volatile Fatty Acid (VFA)
4.2.4 Pengaruh
Laju
Pengadukan
VFA/Alkalinitas
BAB V
39
Terhadap
Rasio
42
KESIMPULAN DAN SARAN
44
5.1
Kesimpulan
44
5.2
Saran
44
DAFTAR PUSTAKA
45
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Empat Fase Pembuatan Biogas Secara Garis Besar
7
Gambar 2.2
Konversi Total VFA menjadi Biogas
14
Gambar 3.1
Rangkaian Peralatan
17
Gambar 3.2
Flowchart Prosedur Analisis pH
23
Gambar 3.3
Flowchart Prosedur Analisis M-Alkalinity
24
Gambar 3.4
Flowchart Prosedur Analisis Total Solids (TS)
25
Gambar 3.5
Flowchart Prosedur Analisis Volatile Solids (VS)
26
Gambar 3.6
Flowchart Prosedur Analisis Total Suspended Solids (TSS)
26
Gambar 3.7
Flowchart Prosedur Analisis Volatile Suspended Solids
(VSS)
27
Gambar 4.1
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Alkalinitas
30
Gambar 4.2
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Rata-Rata Alkalinitas
(Error Bar Menyatakan Standar Deviasi)
Gambar 4.3
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Profil Pertumbuhan
Mikroba
Gambar 4.4
30
31
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pertumbuhan Mikroba
Terbaik
31
Gambar 4.5
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Volatile Solid (VS)
32
Gambar 4.6
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Volatile Solid (VS)
Terbaik
Gambar 4.7
32
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Reduksi Volatile Solid
(VS)
Gambar 4.8
33
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Degradasi Chemical
Oxygen Demand (COD) dan Soluble Chemical Oxygen
Demand (SCOD)
Gambar 4.9
37
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Reduksi Chemical
Oxygen Demand (COD)
38
Gambar 4.10 Pengaruh Waktu Terhadap Pembentukan VFA pada Laju
Pengadukan 200 rpm
39
xi
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.11 Pengaruh Waktu Terhadap Pembentukan VFA pada Laju
Pengadukan 250 rpm
40
Gambar 4.12 Pengaruh Waktu Terhadap Pembentukan VFA pada Laju
Pengadukan 300 rpm
40
Gambar 4.13 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pembentukan VFA
41
Gambar 4.14 Pengaruh laju Pengadukan Terhadap Rasio VFA/Alkalinitas
42
Gambar C.1
Tangki Penyimpanan LCPKS
55
Gambar C.2
Fermentor
55
Gambra C.3
Alat Pengukur Volume Gas
56
Gambar C.4
Peralatan Analisis M-Alkalinity
56
Gambar C.5
Cawan untuk Analisis Total Solid (TS)
57
Gambar C.6
Cawan untuk Analisis Total Suspended Solid (TSS)
57
Gambar C.7 Cawan untuk Analisis Volatile Solid (VS) dan Volatile
Suspended Solid (VSS)
57
Gambar C.8
Timbangan Analitik
58
Gambar C.9
Peralatan Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
58
Gambar C.10 Desikator
59
Gambar C.11 Oven
59
Gambar C.12 Furnace
59
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Karakteristik LCPKS sebelum dilakukan pengolahan
6
Tabel 2.2 Baku Mutu Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit Menurut
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup
Tabel 2.3 Volume Pembentukan Biogas dari Jumlah VFA yang Terbentuk
6
14
Tabel 4.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN III PKS
Rambutan
28
Tabel A.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN III PKS
Rambutan
49
Tabel A.2 Data Hasil Analisis pH, Alkalinitas, TS, VS, TSS dan VSS
pada Variasi Laju Pengadukan
50
Tabel A.3 Data Hasil Analisis Chemical Oxygen Demand (COD) pada
Variasi Laju Pengadukan
52
Tabel A.4 Data Hasil Analisis Pembentukan Volatile Fatty Acid (VFA)
pada Variasi Laju Pengadukan Hari ke-4
52
Tabel A.5 Data Perhitungan Rasio VFA/Alkalinitas pada Variasi Laju
Pengadukan Hari ke-4
52
Tabel B.1 Data VS untuk variasi laju pengadukan 200 rpm
53
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A DATA HASIL ANALISA
49
A.1 Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
49
A.2 Data Hasil Penelitian Variasi Laju Pengadukan
50
LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN
53
B.1 Perhitungan Reduksi COD
53
B.2 Perhitungan Standar Deviasi
53
LAMPIRAN C DOKUMENTASI
55
LAMPIRAN D HASIL UJI LABORATORIUM
60
D.1 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Lemak Dalam Limbah Cair
Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS)
60
D.2 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisisis Protein Dalam Limbah Cair
Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS)
61
D.3 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Karbohidrat Dalam Limbah
Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS)
61
xiv
Universitas Sumatera Utara