PENGARUH WAKTU FERMENTASI TERHADAP VOLUME GAS BIO

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 PENGARUH WAKTU FERMENTASI TERHADAP VOLUME GAS BIO

YANG DIHASILKAN PADA BEBERAPA KOMPOSISI SAMPEL Adapun grafik di bawah ini menunjukkan hubungan antara waktu fermentasi terhadap volume gas bio pada setiap sampel campuran limbah cair tapioaka dengan air pada beberapa komposisi dari hari ke-0 sampai hari ke-24. Gambar 4.1 Grafik Hubungan Waktu Fermentasi terhadap Volume Gas Bio Pada Beberapa Komposisi Sampel Dari Gambar 4.1 diatas dapat dilihat hasil analisa volume gas bio diperoleh peningkatan bahwa semakin lama fermentasi maka hasil analisa volume gas bio semakin meningkat dan semakin kecil perbandingan limbah yang digunakan maka semakin kecil juga gas bio yang dihasilkan. Limbah cair tapioka yang dipergunakan dalam penelitian ini menghasilkan gas bio yang cukup tinggi. Untuk perbandingan volume antara limbah cair industri tapioka dan air 100:0 menghasilkan volume gas bio paling besar. Pada penelitian ini, untuk perbandingan volume antara limbah cair industri tapioka dan air 100:0, gas bio mulai dihasilkan pada hari ke-3 dan menghasilkan Universitas Sumatera Utara produksi gas bio optimal pada hari ke-24 dengan total perolehan gas bio sebesar 205,617 L. Untuk perbandingan volume antara antara limbah cair industri tapioka dan air 85:15, gas bio mulai dihasilkan pada hari ke-3, konstan pada hari ke-24 dengan total perolehan gas bio sebesar 131,023 L, pada perbandingan volume antara limbah cair industri tapioka dan air 65:35, gas bio mulai dihasilkan pada hari ke-6, konstan pada hari ke-24 dengan total gas bio sebesar 102,943 L, pada perbandingan volume antara limbah cair industri tapioka dan air 50:50, gas bio mulai dihasilkan pada hari ke-6, konstan pada hari ke-24 dengan total gas bio sebesar 96,256 L, pada perbandingan volume antara limbah cair industri tapioka dan air 35:65, gas bio mulai dihasilkan pada hari ke-3, konstan pada hari ke-24 dengan total gas bio sebesar 95,50 L dan pada perbandingan volume antara limbah cair industri tapioka dan air 15:85, gas bio mulai dihasilkan pada hari ke-6, konstan pada hari ke-24 dengan total gas bio sebesar 91,72 L. Dalam hal ini, gas bio optimal menghasilkan produksi pada hari ke- 24 dan limbah cair industri tapioka dan air dengan perbandingan 100:0 menghasilkan gas bio paling banyak yaitu 205,617 L. Limbah cair tapioka dapat dikelola secara anaerobik untuk dimanfaatkan sebagai sumber gas bio. Pada dasarnya pengolahan limbah cair secara anaerobik merupakan penguraian senyawa organik oleh mikroorganisme dalam kondisi tanpa oksigen dan menghasilkan gas bio sebagai produk akhir. Gas bio yang dihasilkan mengandung 50-80 metana, 20-50 karbondioksida, beberapa gas dalam jumlah kecil, cairan dan residu padat [38]. Fermentasi anaerob adalah proses perombakan bahan organik secara mikrobiologis dalam keadaaan anaerob, dimana dihasilkan gas bio berupa campuran gas dimana CH 4 dan CO 2 merupakan gas yang dominan. Secara sederhana reaksi keseluruhan pembuatan biogas dari bahan-bahan organik adalah sebagai berikut: Bahan-bahan organik CH 4 + CO 2 + CO + N 2 + H 2 + H 2 S + O 2 [32] mikroorganismeanaerobik Berdasarkan teori, setelah fase adaptasi terlewati mikroba mulai bekerja mengurai limbah yang ada menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana seperti gula, alkohol dan hidrogen. Monomer-monemer hasil hidrolisis dikonversi menjadi senyawa organik seperti asam lemak volatil, alkohol dan asam laktat. Asam asetat dikonversi oleh bakteri metanogenik menjadi gas metan [39]. Universitas Sumatera Utara Adapun hasil yang berfluktuasi dapat disebabkan oleh beberapa faktor lingkungan proses juga harus direkayasa dan dikendalikan. Faktor-faktor lingkungan utama yang mempengaruhi proses metanogenesis adalah komposisi air limbah, suhu, pH, waktu tinggal hidrolik dan konsentrasi asam-asam volatil. Produksi gas metana selama proses degradasi bahan organik dipengaruhi oleh jumlah dan komposisi air limbah yang digunakan sebagai substrat [40]. Gas bio tidak berbau dan berwarna yang apabila dibakar akan menghasilkan 20 lebih nyala api biru cerah seperti gas LPG. Gas bio kira-kira memilliki berat ringan dibandingkan dengan udara dan memiliki suhu pembakaran antara 650 o C- 750 o C. Metana mudah dihasilkan oleh bahan yang mengandung rasio CN kurang dari 30 dengan syarat bahan baku tersebut mengandung bakteri pengurai sehingga terjadi fermentasi [41]. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan nyala api membuktikan berwarna biru. Apabila gas yang dihasilkan adalah CO 2 , api yang dinyalakan akan tidak nyala. Metan CH 4 adalah komponen penting dan utama dari biogas karena memiliki kadar kalor yang cukup tinggi dan jika gas yang dihasilkan dari proses fermentasi anaerob ini dapat terbakar, berarti sedikitnya mengandung 45 metan. Oleh karena itu, dapat dianggap bahwa biogas hasil penelitian ini layak untuk digunakan dan teknologi produksinya dapat dikembangkan lebih lanjut [19]. Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Waktu fermentasi terhadap Produksi Gas Bio Harian Pada Beberapa Komposisi Sampel Universitas Sumatera Utara Gambar 4.2 menunjukkan hubungan antara waktu fermentasi terhadap produksi gas bio. Semakin lama waktu fermentasi maka produksi gas bio akan meningkat lalu menurun walaupun cenderung berfluktuasi. Pada perbandingan rasio antara limbah cair industri tapioka dan air 100:0, produksi gas bio optimum pada hari ke-18, yaitu sebesar 0,999 Lgr COD terkonversi. Untuk perbandingan rasio antara limbah cair industri tapioka dan air 85:15, produksi gas bio optimum pada hari ke-9, yaitu sebesar 0,397 Lgr COD terkonversi, perbandingan rasio antara limbah cair industri tapioka dan air 65:35, produksi gas bio optimum pada hari ke-9, yaitu sebesar 0,923 Lgr COD terkonversi. Untuk perbandingan rasio antara limbah cair industri tapioka dan air 50:50, produksi gas bio optimum pada hari ke-15, yaitu sebesar 0,689 Lgr COD terkonversi, perbandingan rasio antara limbah cair industri tapioka dan air 35:65, produksi gas bio optimum pada hari ke-12, yaitu sebesar 0,871 Lgr COD terkonversi. Pada perbandingan rasio antara limbah cair industri tapioka dan air 15:85, produksi gas bio optimum pada hari ke-12, yaitu sebesar 0,794 Lgr COD terkonversi. Dalam hal ini, produksi gas bio diperoleh pada perbandingan campuran limbah industi cair tapioka dan air 100:0, yaitu sebesar 0,999 Lgr COD terkonversi. Ada beberapa tahapan dalam pembentukan gas bio, yaitu tahap hidrolisis, tahap asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis. Pada tahap hidrolisis, material organik seperti protein, selulosa, lemak, dan pati mengalami proses degradasi oleh bakteri anaerob menjadi molekul yang mempunyai berat molekul lebih kecil. Tahap kedua yaitu asidogenesis pengasaman [42]. Pada tahap ini, bakteri asetogenik dapat melakukan reaksi pembentukan asam asetat dari propionat dan butirat. Selanjutnya, bakteri mengkonversi asam asetat menjadi metan dan CO 2 . Bakteri acetoclastic methane bacteria ini, merupakan jenis utama penghasil metan dalam proses anaerob. Bakteri hydrogen utilizing methane bacteria ini, mengkonsumsi hidrogen dan menghasilkan metan [43]. Adapun dari hasil penelitian ini berfluktuasi, disebabkan Fermentasi asam cenderung menyebabkan penurunan pH [44] karena adanya produksi asam lemak volatil dan intermediet-intermediet lain yang memisahkan dan memproduksi proton [39], dan juga zat- zat penghambat lain terhadap aktivitas mikoorganisme pada proses anaerob diantaranya kandungan logam berat sianida [27]. Faktor lain yang Universitas Sumatera Utara mempengaruhi proses antara lain waktu tinggal atau lamanya substrat berada dalam suatu reaktor sebelum dikeluarkan sebagai sebagai supernatan atau digested sludge efluen. Minimum waktu tinggal harus lebih besar dari waktu generasi metan sendiri, agar mikroorganisme didalam reaktor tidak keluar dari reaktor [39].

4.2 PENGARUH WAKTU FERMENTASI TERHADAP PENYISIHAN TSS PADA BEBERAPA KOMPOSISI SAMPEL