Pengaruh Hydraulic Retention Time (HRT) dan Laju Pengadukan pada Proses Asidogenesis Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) pada Temperatur 45oC
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT)
DAN LAJU PENGADUKAN PADA PROSES
ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA
SAWIT (LCPKS) PADA TEMPERATUR 45oC.
SKRIPSI
OLEH :
RIO AGUNG PRAKOSO
110405015
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
i
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT)
DAN LAJU PENGADUKAN PADA PROSES
ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA
SAWIT (LCPKS) PADA TEMPERATUR 45oC
SKRIPSI
OLEH :
RIO AGUNG PRAKOSO
110405015
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
ii
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) DAN LAJU
PENGADUKAN PADA PROSES ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS) PADA TEMPERATUR 45oC
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan,
Juli 2016
Rio Agung Prakoso
NIM 110405015
iii
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) DAN LAJU
PENGADUKAN PADA PROSES ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS) PADA TEMPERATUR 45oC
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 juli 2016 dan dinyatakan memenuhi
syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan,
Koordinator Skripsi
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si
NIP. 19681214 199702 2 002
NIP. 19680820 199501 1 001
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dr. Ir. Fatimah, MT
Ir. Bambang Trisakti, MT
NIP. 19640617 199403 2 001
NIP. 19660925 199103 1 003
2016
iv
Universitas Sumatera Utara
1
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi
dengan judul “Pengaruh Hydraulic Retention Time (HRT) dan Laju Pengadukan
pada Proses Asidogenesis Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) pada
Temperatur 45oC”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan
salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini:
1.
Penelitian ini memberikan informasi mengenai proses loading up (variasi
HRT) dan operasi target (variasi laju pengadukan) dalam proses digestasi
anaerobik tahapan asidogenesis.
2.
Penelitian ini memanfaatkan limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) pada
temperatur 45oC sehingga dapat mengurangi dampak buruk yang dihasilkan
limbah terhadap lingkungan.
3.
Penelitian ini memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai pengolahan
limbah cair pabrik kelapa sawit.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1.
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Pembimbing
2.
Dr. Ir. Fatimah, MT selaku Penguji
3.
Ir. Bambang Trisakti, MT selaku Penguji
4.
Ir. Renita Manurung, MT selaku Koordinator Skripsi
5.
Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik
Kimia yang telah memberikan banyak ilmu yang berharga dan bantuan kepada
penulis selama menjalankan perkuliahan.
1
Universitas Sumatera Utara
2
6.
Keluarga penulis terutama Ayah (Alm. Lukman J.) dan Ibu (Hasni RM) serta
Kakak dan Abang penulis (Ince Safrina, Indah Fajarini, Windy Lukita Sari dan
Yoseph Mailoa) yang menjadi motivasi penulis untuk menyelesaikan studi.
7.
Rekan penelitian Ramlan dan rekan-rekan LPPM yaitu Bg Zuliadi, Bg Dedy
Anwar, Ramlan, Aidil Saputra, M. Darul Nafis, Yola Melida, Intan Afrilia,
Ekuino Simanungkalit, Tri Putra Pasaribu, Khairul Fahmi, Endah Hutabarat,
Christianto Sitio dan Muksalmina.
8.
Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk 2011
terutama Widya Gema Bestari, Azzah Muna Izdiharo, Mutiara Mendopa, Rina
Windayani, Ermi Yusmida Sormin dan Lulu Ika Wirani.
9.
Sahabat-sahabat penulis yaitu Rifka Safira, Wiky Yati Marlinda dan Restu
Permata Sari.
Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Rio Agung Prakoso
2
Universitas Sumatera Utara
3
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk keluarga saya :
Kedua orang tua tercinta :
Bapak (Alm. Lukman J.) dan Ibu (Hasni RM.)
Kakak dan Abang :
Kakak (Ince Safrina, Indah Fajarini dan Windy Lukitas Sari)
Abang (Yoseph Mailoa)
Terimakasih untuk keluarga saya terutama ibu
atas pengorbanan dan kasih sayang yang diberikan selama ini
untuk membesarkan, mendidik, memberi motivasi dan doa serta
materil sehingga penulis mampu mendapatkan gelar sarjana
3
Universitas Sumatera Utara
4
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama
: Rio Agung Prakoso
NIM
: 110405015
Tempat, tanggal lahir : Tapaktuan, 23 Januari 1994
Nama Orang Tua
: Alm. Lukman J. dan Hasni RM.
Alamat Orang Tua:
Kelurahan Lhok Keutapang Kecamatan Tapaktuan,
Kabupaten Aceh Selatan
Asal Sekolah:
• TK Bhayangkari Tapaktuan Tahun 1998–1999
• SD Negeri 10 Tapaktuan Tahun 1999–2005
• SMP Negeri 1 Tapaktuan Tahun 2005–2008
• SMA Negeri 1 Tapaktuan Tahun 2008–2011
Beasiswa yang pernah diperoleh:
1. Beasiswa Belajar Mahasiswa (BBM) Tahun 2011
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode
2014/2015 sebagai anggota Hubungan Masyarakat
2. Covalen Study Group (CSG) periode 2013/2014 sebagai anggota
Hubungan Masyarakat
3. Kerja Praktek di PTPN III (Persero) cabang Pabrik Kelapa Sawit
Rambutan, Tebing Tinggi, Sumatera Utara.
4
Universitas Sumatera Utara
5
ABSTRAK
Asidogenesis merupakan proses penguraian substrat organik kompleks
menggunakan bantuan mikroba menjadi Volatile Fatty Acid (VFA) yang terdiri dari
asam asetat, asam propionat dan asam butirat pada kondisi anaerobik. Penelitian ini
bertujuan untuk mengkaji konversi LCPKS menjadi VFA pada proses asidogenesis
menggunakan variasi Hydraulic Retention Time (HRT) dan variasi laju pengadukan
dengan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) pada temperatur 45oC.
Fermentor yang digunakan yaitu Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) dengan
pH fermentor dijaga konstan 6 ± 0,2 dengan menambahkan natrium bikarbonat
(NaHCO3). Proses loading up dilakukan dengan variasi HRT yang dimulai dari HRT
20, 15, 10 dan 4 dengan dengan laju pengadukan 150 rpm kemudian dilanjutkan
dangan proses operasi target dengan variasi laju pengadukan yaitu 50, 100, 150 dan
200 rpm dengan HRT 4. Analisis yang dilakukan yaitu analisis Alkalinitas, TS, VS,
TSS, VSS, COD, VFA dan pengukuran pH. Kondisi terbaik pada variasi laju
pengadukan dengan HRT 4 dicapai pada rasio laju pengadukan 150 rpm dengan nilai
alkalinitas sebesar 1.300-3.000 mg/L, konsentrasi VSS sebesar 8.907-7.713 mg/L,
konsentrasi VS sebesar 16.180-31.820 mg/L, reduksi COD sebesar 42 % dan total
VFA yang dihasilkan sebesar 4.994,773 mg/L dengan produksi asam asetat, asam
propionat dan asam butirat masing-masing dihasilkan sebasar 2.426,341; 707,470
dan 1.860,962 mg/L.
Kata kunci : Asidogenesis, CSTR, HRT, Laju Pengadukan, LCPKS, VFA
5
Universitas Sumatera Utara
6
ABSTRACT
Asidogenesis merupakan proses penguraian substrat organik kompleks
menggunakan bantuan mikroba menjadi Volatile Fatty Acid (VFA) yang terdiri dari
asam asetat, asam propionat dan asam butirat pada kondisi anaerobik. Penelitian ini
bertujuan untuk mengkaji konversi LCPKS menjadi VFA pada proses asidogenesis
menggunakan variasi Hydraulic Retention Time (HRT) dan variasi laju pengadukan
dengan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) pada temperatur 45oC.
Fermentor yang digunakan yaitu Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) dengan
pH fermentor dijaga konstan 6 ± 0,2 dengan menambahkan natrium bikarbonat
(NaHCO3). Proses loading up dilakukan dengan variasi HRT yang dimulai dari HRT
20, 15, 10 dan 4 dengan dengan laju pengadukan 150 rpm kemudian dilanjutkan
dangan proses operasi target dengan variasi laju pengadukan yaitu 50, 100, 150 dan
200 rpm dengan HRT 4. Analisis yang dilakukan yaitu analisis Alkalinitas, TS, VS,
TSS, VSS, COD, VFA dan pengukuran pH. Kondisi terbaik pada variasi laju
pengadukan dengan HRT 4 dicapai pada rasio laju pengadukan 150 rpm dengan nilai
alkalinitas sebesar 1.300-3.000 mg/L, konsentrasi VSS sebesar 8.907-7.713 mg/L,
konsentrasi VS sebesar 16.180-31.820 mg/L, reduksi COD sebesar 42 % dan total
VFA yang dihasilkan sebesar 4.994,773 mg/L dengan produksi asam asetat, asam
propionat dan asam butirat masing-masing dihasilkan sebasar 2.426,341; 707,470
dan 1.860,962 mg/L.
Kata kunci : Asidogenesis, CSTR, HRT, Laju Pengadukan, LCPKS, VFA
6
Universitas Sumatera Utara
7
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRACT
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
DAFTAR SINGKATAN
xix
DAFTAR SIMBOL
xx
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
4
1.3 TUJUAN PENELITIAN
4
1.4 MANFAAT PENELITIAN
4
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS)
2.2 BIOGAS
6
9
2.3 PROSES DIGESTASI ANAEROBIK
2.3.1 Hidrolisis
13
14
2.3.2 Asidogenesis
15
2.3.3 Asetogenesis
15
2.3.4 Metanogenesis
15
7
Universitas Sumatera Utara
8
2.4 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPERNGARUHI DIGESTASI
ANAEROBIK
16
2.4.1 Temperatur
16
2.4.2 pH
16
2.4.3 Alkalinitas
17
2.4.4 Nutrisi
17
2.4.5 Volatile Fatty Acids (VFA)
18
2.4.6 Pengadukan
18
2.4.7 Zat Racun (Toxic)
19
2.4.8 Organic Loading Rate (OLR)
19
2.4.9 Hydraulic Retention Time (HRT)
19
2.5 ANALISA EKONOMI
20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
22
3.1 LOKASI PENELITIAN
22
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
22
3.2.1
3.2.2
Bahan-Bahan
22
3.2.1.1 Bahan Utama
22
3.2.1.2 Bahan Tambahan
22
3.2.1.3 Bahan Analisa
22
Peralatan
22
3.2.2.1 Peralatan Utama
22
3.2.2.2 Peralatan Analisa
23
3.3 TAHAPAN PENELITIAN
24
3.3.1 Analisa Bahan Baku Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
24
(LCPKS)
24
3.2.2.3 Analisis pH
24
3.2.2.4 Analisi M-Alkalinity
24
3.2.2.5 Analisis Total Solids (TS)
24
3.2.2.6 Analisis Volatile Solids (VS)
25
3.2.2.7 Analisis Total Suspended Solids (TSS)
25
3.2.2.8 Analisis Volatile Suspended Solids (VSS)
26
3.2.2.9 Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
27
8
Universitas Sumatera Utara
9
3.2.3
Loading Up dan Operasi Target
28
3.2.4
Pengujian Sampel (Sampling)
28
3.3 JADWAL PENELITIAN
29
BAB IV PEMBAHASAN
30
4.1 KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
(LCPKS)
30
4.2 HASIL PENELITIAN VARIASI HRT (PROSES LOADING UP)
31
4.2.1 Pengaruh HRT terhadap Profil pH dan Alkalinitas
32
4.2.2 Pengaruh HRT terhadap Volatile Suspended Solids (VSS)
33
4.2.3 Pengaruh HRT terhadap Reduksi Chemical Oxygen
Demand (COD)
35
4.2.4 Pengaruh HRT terhadap Pembentukan Volatile Fatty Acid
(VFA)
36
4.2.5 Pengaruh HRT terhadap Rasio VFA/Alkalinitas
4.3 HASIL
PENELITIAN
VARIASI
LAJU
38
PENGADUKAN
(OPERASI TARGET)
39
4.3.1 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Profil Alkalinitas
39
4.3.2 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Profil Pertumbuhan
Mikroba
42
4.3.3 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Volatile SolidS (VS)
44
4.3.4 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Reduksi Chemical
Oxygen Demand (COD)
4.3.5 Pengaruh
Laju
46
Pengadukan
terhadap
Volatile Fatty Acid (VFA)
Pembentukan
47
4.3.6 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Rasio
VFA/Alkalinitas
49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
50
DAFTAR PUSTAKA
51
9
Universitas Sumatera Utara
10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Diagram Alir Dihasilkannya Minyak Sawit dan LCPKS
Gambar 2.2
Diagram Alir Reaktor Digestasi
Dua Tahap Proses
Kontinu
Gambar 2.3
7
13
Jenis Reaktor yang Paling Banyak digunakan yaitu: (A)
Completely mixed anaerobic digester, (B) UASB
reactor, (C) AFB reactor, (D) Upflow AF reactor
13
Gambar 2.4
Proses Penguraian Bahan Organik Menjadi Gas Metana
14
Gambar 2.5
Reaksi Hidrolisis
14
Gambar 2.6
Reaksi Metanogenesis
15
Gambar 2.7
Laju Peningkatan Metana
16
Gambar 2.8
Konversi Total VFA menjadi Biogas
21
Gambar 3.1
Rangkaian Peralatan
23
Gambar 4.1
Pengaruh HRT terhadap Profil pH dan Alkalinitas
32
Gambar 4.2
Pengaruh HRT terhadap Profil Pertumbuhan Mikroba
33
Gambar 4.3
Pengaruh HRT terhadap Reduksi Chemical Oxygen
35
Demand (COD)
Gamar 4.4
Pengaruh HRT terhadap Pembentukan Volatile Fatty
Acid (VFA)
36
Gambar 4.5
Pengaruh HRT terhadap VFA/Alkalinitas
38
Gambar 4.6
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Profil Alkalinitas
40
Gambar 4.7
Pengaruh
Laju
Pengadukan
terhadap
Rata-rata
Alkalinitas (Error Bar Menyatakan Standar Deviasi)
Gambar 4.8
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Profil Konsentrasi
42
Volatile Suspensed Solid (VSS)
Gambar 4.9
40
Pengaruh
Laju
Pengadukan
terhadap
Rata-rata
Konsentrasi VSS (Error Bar Menyatakan Standar
42
Deviasi)
Gambar 4.10 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Reduksi Volatile
44
Solid (VS)
10
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 4.11 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Rata-rata Reduksi
VS (Error Bar Menyatakan Standar Deviasi)
Gambar 4.12 Pengaruh
Laju
Pengadukan
Terhadap
44
Reduksi
Chemical Oxygen Demand (COD)
46
Gambar 4.13 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pembentukan
Volatile Fatty Acid (VFA)
Gambar 4.14 Pengaruh
Laju
47
Pengadukan
terhadap
Rasio
VFA/Alkalinitas
49
Gambar A.1 Rangkaian Peralatan
58
Gambar A.2 Flowchart Prosedur Analisis pH
59
Gambar A.3 Flowchart Prosedur Analisis M-Alkalinity
60
Gambar A.4 Flowchart Prosedur Analisis Total Solids (TS)
61
Gambar A.5 Flowchart Prosedur Analisis Volatile Solids (VS)
62
Gambar A.6 Flowchart Prosedur Analisis Total Suspended Solids
(TSS)
63
Gambar A.7 Flowchart Prosedur Analisis Volaite Suspended Solids
(VSS)
63
Gambar A.8 Flowchart Prosedur Analisis Chemical Oxygen Demand
(COD)
64
Gambar A.9 Flowchart Prosedur Analisis Loading Up dan Operasi
Target
65
Gambar D.1 Tangki Umpan
73
Gambar D.2 Fermentor
73
Gambar D.3 Botol Keluaran Fermentor (Discharge)
74
Gambar D.4 Botol Penampung Biogas (Gas Collector)
74
Gambar D.5 Gas Meter
74
Gambar D.6 Rangkaian Peralatan
75
Gambar D.7 Peralatan Analisis M-Alkalinity
75
Gambar D.8 Detecting Tube Hasil Analisis Gas H2S dan CO2
75
Gambar D.9 Peralatan Analisis Padatan Tersuspensi
76
Gambar D.10 Peralatan Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
76
Gambar D.11 Timbangan Analitik
76
11
Universitas Sumatera Utara
12
Gambar D.12 Desikator
77
Gambar D.13 Oven
77
Gambar D.14 Furnace
77
12
Universitas Sumatera Utara
13
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Berbagai
Penelitian
yang
Telah
Menghasilkan Volatile Fatty Acid
Dilakukan
untuk
(VFA) dari Proses
Asidogenesis
3
Tabel 2.1 Potensi Biogas yang Dihasilkan oleh Beberapa Substrat
7
Tabel 2.2 Parameter LCPKS
8
Tabel 2.3 Unsur-unsur Kimia yang Terkandung di dalam LCPKS
8
Tabel 2.4 Baku Mutu LCPKS Menurut Keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup
9
Tabel 2.5 Komposisi Biogas
10
Tabel 2.6 Komponen-komponen dalam Biogas dan Pengaruhnya
11
Tabel 2.7 Perbandingan Gas Metana dari Biogas dengan Bahan
12
Bakar Lainnya
Tabel 2.8 Volume Biogas dari Jumlah VFA yang Terbentuk
21
Tabel 3.1 Jadwal Analisis Influent dan Effluent
28
Tabel 3.2 Jenis Kegiatan dan Jadwal Pelaksanaan Penelitian
29
Tabel 4.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN IV PKS
Adolina
30
Tabel B.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN IV PKS
Adolina
66
Tabel B.2 Data Hasil Analisa pH, Alkalinitas, TS, VS, TSS dan VSS
pada Variasi Hydraulic Retention Time (HRT)
66
Tabel B.3 Data Hasil Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
pada Variasi Hydraulic Retention Time (HRT)
68
Tabel B.4 Data Hasil Analisis Pembentukan Volatile Fatty Acid
(VFA) pada Variasi Hydraulic Retention Time (HRT)
Tabel B.5 Data Perhitungan Rasio VFA/Alkalinitas
68
pada Variasi
Hydraulic Retention Time (HRT)
68
Tabel B.6 Data Hasil Analisa pH, Alkalinitas, TS, VS, TSS dan VSS
13
Universitas Sumatera Utara
14
pada Variasi Laju Pengadukan
69
Tabel B.7 Data Hasil Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
pada Variasi Laju Pengadukan
70
Tabel B.8 Data Hasil Analisis Pembentukan Volatile Fatty Acid
(VFA) pada Variasi Laju Pengadukan
Tabel B.9 Data Perhitungan Rasio VFA/Alkalinitas
Laju Pengadukan
70
pada Variasi
71
14
Universitas Sumatera Utara
15
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A METODOLOGI PENELITIAN
56
A.1 LOKASI PENELITIAN
56
A.2 BAHAN DAN PERALATAN
56
A.2.1 Bahan-Bahan
56
A.2.2 Peralatan
56
A.3 FLOWCHART PROSEDUR PENELITIAN
59
A.3.1 Flowchart Prosedur Analisis pH
60
A.3.2 Flowchart Prosedur Analisis M-Alkalinity
61
A.3.3 Flowchart Prosedur Analisis Total Solids (TS)
62
A.3.4 Flowchart Prosedur Analisis Volatile Solids (VS)
62
A.3.5 Flowchart Prosedur Analisis Total Suspended Solids
(TSS)
63
A.3.6 Flowchart Prosedur Analisis Volaite Suspended Solids
(VSS)
63
A.3.7 Flowchart Prosedur Analisis Chemical Oxygen Demand
(COD)
64
A.3.8 Flowchart Prosedur Analisis Loading Up dan Operasi
Target
65
LAMPIRAN B DATA HASIL ANALISIS
B.1 KARAKTERISTIK
LIMBAH
CAIR
66
PABRIK
KELAPA
66
SAWIT
B.2 DATA HASIL PENELITIAN
66
B.2.1 Data Hasil Penelitian pada Variasi Hydraulic Retention
66
Time (HRT)
B.2.2 Data Hasil Penelitian pada Variasi Laju Pengadukan
69
LAMPIRAN C CONTOH PERHITUNGAN
72
C.1 PERHITUNGAN REDUKSI COD
72
C.2 PERHITUNGAN STANDAR DEVIASI
72
15
Universitas Sumatera Utara
16
LAMPIRAN D DOKUMENTASI
73
LAMPIRAN E HASIL UJI LABORATORIUM
78
E.1
HASIL UJI LABORATORIUM UNTUK ANALISIS LEMAK
DALAM LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS)
E.2
HASIL UJI LABORATORIUM UNTUK ANALISIS PROTEIN
DALAM LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS)
E.3
HASIL
UJI
LABORATORIUM
KARBOHIDRAT
DALAM
UNTUK
LIMBAH
HASIL
UJI
79
ANALISIS
CAIR
PABRIK
KELAPA SAWIT (LCPKS)
E.4
78
80
LABORATORIUM
VOLATILE FATTY ACID (VFA)
UNTUK
ANALISIS
83
16
Universitas Sumatera Utara
17
DAFTAR SINGKATAN
AFBR
Anaerobic Flow Blanket Reactor
COD
Chemical Oxygen Demand
CPO
Crude Palm Oil
CSTR
Continous Stirred Tank Reactor
C/N
Carbon/Nitrogen
HRT
Hydraulic Retention Time
LCPKS
Limbah CairPabrik Kelapa Sawit
LPG
Liquefied Petroleum Gas
PKS
Pabrik Kelapa Sawit
POME
Palm Oil Mill Effluent
RPM
Radial Per Menit
TBS
Tandan Buah segar
TS
Total Solids
TSS
Total Suspended Solids
UASB
Upflow Anaerobic Sludge Blanket
VFA
Volatile Fatty Acid
VS
Volatile Solids
VSS
Volatile Suspended Solids
17
Universitas Sumatera Utara
18
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
kg/hari.m3
BR
Beban organik
c
Massa substrat umpan per satuan waktu
m
Konsentrasi bahan organik
HRT
Waktu tinggal
Q
Laju alit influent
L/hari
V(VR)
Volume reaktor
L(m3)
%
kg/hari
hari
18
Universitas Sumatera Utara
DAN LAJU PENGADUKAN PADA PROSES
ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA
SAWIT (LCPKS) PADA TEMPERATUR 45oC.
SKRIPSI
OLEH :
RIO AGUNG PRAKOSO
110405015
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
i
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT)
DAN LAJU PENGADUKAN PADA PROSES
ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA
SAWIT (LCPKS) PADA TEMPERATUR 45oC
SKRIPSI
OLEH :
RIO AGUNG PRAKOSO
110405015
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
ii
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) DAN LAJU
PENGADUKAN PADA PROSES ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS) PADA TEMPERATUR 45oC
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan,
Juli 2016
Rio Agung Prakoso
NIM 110405015
iii
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH HYDRAULIC RETENTION TIME (HRT) DAN LAJU
PENGADUKAN PADA PROSES ASIDOGENESIS LIMBAH CAIR
PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS) PADA TEMPERATUR 45oC
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 juli 2016 dan dinyatakan memenuhi
syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan,
Koordinator Skripsi
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si
NIP. 19681214 199702 2 002
NIP. 19680820 199501 1 001
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dr. Ir. Fatimah, MT
Ir. Bambang Trisakti, MT
NIP. 19640617 199403 2 001
NIP. 19660925 199103 1 003
2016
iv
Universitas Sumatera Utara
1
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi
dengan judul “Pengaruh Hydraulic Retention Time (HRT) dan Laju Pengadukan
pada Proses Asidogenesis Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) pada
Temperatur 45oC”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan
salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini:
1.
Penelitian ini memberikan informasi mengenai proses loading up (variasi
HRT) dan operasi target (variasi laju pengadukan) dalam proses digestasi
anaerobik tahapan asidogenesis.
2.
Penelitian ini memanfaatkan limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) pada
temperatur 45oC sehingga dapat mengurangi dampak buruk yang dihasilkan
limbah terhadap lingkungan.
3.
Penelitian ini memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai pengolahan
limbah cair pabrik kelapa sawit.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1.
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Pembimbing
2.
Dr. Ir. Fatimah, MT selaku Penguji
3.
Ir. Bambang Trisakti, MT selaku Penguji
4.
Ir. Renita Manurung, MT selaku Koordinator Skripsi
5.
Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik
Kimia yang telah memberikan banyak ilmu yang berharga dan bantuan kepada
penulis selama menjalankan perkuliahan.
1
Universitas Sumatera Utara
2
6.
Keluarga penulis terutama Ayah (Alm. Lukman J.) dan Ibu (Hasni RM) serta
Kakak dan Abang penulis (Ince Safrina, Indah Fajarini, Windy Lukita Sari dan
Yoseph Mailoa) yang menjadi motivasi penulis untuk menyelesaikan studi.
7.
Rekan penelitian Ramlan dan rekan-rekan LPPM yaitu Bg Zuliadi, Bg Dedy
Anwar, Ramlan, Aidil Saputra, M. Darul Nafis, Yola Melida, Intan Afrilia,
Ekuino Simanungkalit, Tri Putra Pasaribu, Khairul Fahmi, Endah Hutabarat,
Christianto Sitio dan Muksalmina.
8.
Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk 2011
terutama Widya Gema Bestari, Azzah Muna Izdiharo, Mutiara Mendopa, Rina
Windayani, Ermi Yusmida Sormin dan Lulu Ika Wirani.
9.
Sahabat-sahabat penulis yaitu Rifka Safira, Wiky Yati Marlinda dan Restu
Permata Sari.
Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Rio Agung Prakoso
2
Universitas Sumatera Utara
3
DEDIKASI
Skripsi ini saya persembahkan untuk keluarga saya :
Kedua orang tua tercinta :
Bapak (Alm. Lukman J.) dan Ibu (Hasni RM.)
Kakak dan Abang :
Kakak (Ince Safrina, Indah Fajarini dan Windy Lukitas Sari)
Abang (Yoseph Mailoa)
Terimakasih untuk keluarga saya terutama ibu
atas pengorbanan dan kasih sayang yang diberikan selama ini
untuk membesarkan, mendidik, memberi motivasi dan doa serta
materil sehingga penulis mampu mendapatkan gelar sarjana
3
Universitas Sumatera Utara
4
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama
: Rio Agung Prakoso
NIM
: 110405015
Tempat, tanggal lahir : Tapaktuan, 23 Januari 1994
Nama Orang Tua
: Alm. Lukman J. dan Hasni RM.
Alamat Orang Tua:
Kelurahan Lhok Keutapang Kecamatan Tapaktuan,
Kabupaten Aceh Selatan
Asal Sekolah:
• TK Bhayangkari Tapaktuan Tahun 1998–1999
• SD Negeri 10 Tapaktuan Tahun 1999–2005
• SMP Negeri 1 Tapaktuan Tahun 2005–2008
• SMA Negeri 1 Tapaktuan Tahun 2008–2011
Beasiswa yang pernah diperoleh:
1. Beasiswa Belajar Mahasiswa (BBM) Tahun 2011
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode
2014/2015 sebagai anggota Hubungan Masyarakat
2. Covalen Study Group (CSG) periode 2013/2014 sebagai anggota
Hubungan Masyarakat
3. Kerja Praktek di PTPN III (Persero) cabang Pabrik Kelapa Sawit
Rambutan, Tebing Tinggi, Sumatera Utara.
4
Universitas Sumatera Utara
5
ABSTRAK
Asidogenesis merupakan proses penguraian substrat organik kompleks
menggunakan bantuan mikroba menjadi Volatile Fatty Acid (VFA) yang terdiri dari
asam asetat, asam propionat dan asam butirat pada kondisi anaerobik. Penelitian ini
bertujuan untuk mengkaji konversi LCPKS menjadi VFA pada proses asidogenesis
menggunakan variasi Hydraulic Retention Time (HRT) dan variasi laju pengadukan
dengan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) pada temperatur 45oC.
Fermentor yang digunakan yaitu Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) dengan
pH fermentor dijaga konstan 6 ± 0,2 dengan menambahkan natrium bikarbonat
(NaHCO3). Proses loading up dilakukan dengan variasi HRT yang dimulai dari HRT
20, 15, 10 dan 4 dengan dengan laju pengadukan 150 rpm kemudian dilanjutkan
dangan proses operasi target dengan variasi laju pengadukan yaitu 50, 100, 150 dan
200 rpm dengan HRT 4. Analisis yang dilakukan yaitu analisis Alkalinitas, TS, VS,
TSS, VSS, COD, VFA dan pengukuran pH. Kondisi terbaik pada variasi laju
pengadukan dengan HRT 4 dicapai pada rasio laju pengadukan 150 rpm dengan nilai
alkalinitas sebesar 1.300-3.000 mg/L, konsentrasi VSS sebesar 8.907-7.713 mg/L,
konsentrasi VS sebesar 16.180-31.820 mg/L, reduksi COD sebesar 42 % dan total
VFA yang dihasilkan sebesar 4.994,773 mg/L dengan produksi asam asetat, asam
propionat dan asam butirat masing-masing dihasilkan sebasar 2.426,341; 707,470
dan 1.860,962 mg/L.
Kata kunci : Asidogenesis, CSTR, HRT, Laju Pengadukan, LCPKS, VFA
5
Universitas Sumatera Utara
6
ABSTRACT
Asidogenesis merupakan proses penguraian substrat organik kompleks
menggunakan bantuan mikroba menjadi Volatile Fatty Acid (VFA) yang terdiri dari
asam asetat, asam propionat dan asam butirat pada kondisi anaerobik. Penelitian ini
bertujuan untuk mengkaji konversi LCPKS menjadi VFA pada proses asidogenesis
menggunakan variasi Hydraulic Retention Time (HRT) dan variasi laju pengadukan
dengan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) pada temperatur 45oC.
Fermentor yang digunakan yaitu Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) dengan
pH fermentor dijaga konstan 6 ± 0,2 dengan menambahkan natrium bikarbonat
(NaHCO3). Proses loading up dilakukan dengan variasi HRT yang dimulai dari HRT
20, 15, 10 dan 4 dengan dengan laju pengadukan 150 rpm kemudian dilanjutkan
dangan proses operasi target dengan variasi laju pengadukan yaitu 50, 100, 150 dan
200 rpm dengan HRT 4. Analisis yang dilakukan yaitu analisis Alkalinitas, TS, VS,
TSS, VSS, COD, VFA dan pengukuran pH. Kondisi terbaik pada variasi laju
pengadukan dengan HRT 4 dicapai pada rasio laju pengadukan 150 rpm dengan nilai
alkalinitas sebesar 1.300-3.000 mg/L, konsentrasi VSS sebesar 8.907-7.713 mg/L,
konsentrasi VS sebesar 16.180-31.820 mg/L, reduksi COD sebesar 42 % dan total
VFA yang dihasilkan sebesar 4.994,773 mg/L dengan produksi asam asetat, asam
propionat dan asam butirat masing-masing dihasilkan sebasar 2.426,341; 707,470
dan 1.860,962 mg/L.
Kata kunci : Asidogenesis, CSTR, HRT, Laju Pengadukan, LCPKS, VFA
6
Universitas Sumatera Utara
7
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRACT
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
DAFTAR SINGKATAN
xix
DAFTAR SIMBOL
xx
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
4
1.3 TUJUAN PENELITIAN
4
1.4 MANFAAT PENELITIAN
4
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS)
2.2 BIOGAS
6
9
2.3 PROSES DIGESTASI ANAEROBIK
2.3.1 Hidrolisis
13
14
2.3.2 Asidogenesis
15
2.3.3 Asetogenesis
15
2.3.4 Metanogenesis
15
7
Universitas Sumatera Utara
8
2.4 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPERNGARUHI DIGESTASI
ANAEROBIK
16
2.4.1 Temperatur
16
2.4.2 pH
16
2.4.3 Alkalinitas
17
2.4.4 Nutrisi
17
2.4.5 Volatile Fatty Acids (VFA)
18
2.4.6 Pengadukan
18
2.4.7 Zat Racun (Toxic)
19
2.4.8 Organic Loading Rate (OLR)
19
2.4.9 Hydraulic Retention Time (HRT)
19
2.5 ANALISA EKONOMI
20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
22
3.1 LOKASI PENELITIAN
22
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
22
3.2.1
3.2.2
Bahan-Bahan
22
3.2.1.1 Bahan Utama
22
3.2.1.2 Bahan Tambahan
22
3.2.1.3 Bahan Analisa
22
Peralatan
22
3.2.2.1 Peralatan Utama
22
3.2.2.2 Peralatan Analisa
23
3.3 TAHAPAN PENELITIAN
24
3.3.1 Analisa Bahan Baku Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
24
(LCPKS)
24
3.2.2.3 Analisis pH
24
3.2.2.4 Analisi M-Alkalinity
24
3.2.2.5 Analisis Total Solids (TS)
24
3.2.2.6 Analisis Volatile Solids (VS)
25
3.2.2.7 Analisis Total Suspended Solids (TSS)
25
3.2.2.8 Analisis Volatile Suspended Solids (VSS)
26
3.2.2.9 Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
27
8
Universitas Sumatera Utara
9
3.2.3
Loading Up dan Operasi Target
28
3.2.4
Pengujian Sampel (Sampling)
28
3.3 JADWAL PENELITIAN
29
BAB IV PEMBAHASAN
30
4.1 KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
(LCPKS)
30
4.2 HASIL PENELITIAN VARIASI HRT (PROSES LOADING UP)
31
4.2.1 Pengaruh HRT terhadap Profil pH dan Alkalinitas
32
4.2.2 Pengaruh HRT terhadap Volatile Suspended Solids (VSS)
33
4.2.3 Pengaruh HRT terhadap Reduksi Chemical Oxygen
Demand (COD)
35
4.2.4 Pengaruh HRT terhadap Pembentukan Volatile Fatty Acid
(VFA)
36
4.2.5 Pengaruh HRT terhadap Rasio VFA/Alkalinitas
4.3 HASIL
PENELITIAN
VARIASI
LAJU
38
PENGADUKAN
(OPERASI TARGET)
39
4.3.1 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Profil Alkalinitas
39
4.3.2 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Profil Pertumbuhan
Mikroba
42
4.3.3 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Volatile SolidS (VS)
44
4.3.4 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Reduksi Chemical
Oxygen Demand (COD)
4.3.5 Pengaruh
Laju
46
Pengadukan
terhadap
Volatile Fatty Acid (VFA)
Pembentukan
47
4.3.6 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Rasio
VFA/Alkalinitas
49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
50
DAFTAR PUSTAKA
51
9
Universitas Sumatera Utara
10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Diagram Alir Dihasilkannya Minyak Sawit dan LCPKS
Gambar 2.2
Diagram Alir Reaktor Digestasi
Dua Tahap Proses
Kontinu
Gambar 2.3
7
13
Jenis Reaktor yang Paling Banyak digunakan yaitu: (A)
Completely mixed anaerobic digester, (B) UASB
reactor, (C) AFB reactor, (D) Upflow AF reactor
13
Gambar 2.4
Proses Penguraian Bahan Organik Menjadi Gas Metana
14
Gambar 2.5
Reaksi Hidrolisis
14
Gambar 2.6
Reaksi Metanogenesis
15
Gambar 2.7
Laju Peningkatan Metana
16
Gambar 2.8
Konversi Total VFA menjadi Biogas
21
Gambar 3.1
Rangkaian Peralatan
23
Gambar 4.1
Pengaruh HRT terhadap Profil pH dan Alkalinitas
32
Gambar 4.2
Pengaruh HRT terhadap Profil Pertumbuhan Mikroba
33
Gambar 4.3
Pengaruh HRT terhadap Reduksi Chemical Oxygen
35
Demand (COD)
Gamar 4.4
Pengaruh HRT terhadap Pembentukan Volatile Fatty
Acid (VFA)
36
Gambar 4.5
Pengaruh HRT terhadap VFA/Alkalinitas
38
Gambar 4.6
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Profil Alkalinitas
40
Gambar 4.7
Pengaruh
Laju
Pengadukan
terhadap
Rata-rata
Alkalinitas (Error Bar Menyatakan Standar Deviasi)
Gambar 4.8
Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Profil Konsentrasi
42
Volatile Suspensed Solid (VSS)
Gambar 4.9
40
Pengaruh
Laju
Pengadukan
terhadap
Rata-rata
Konsentrasi VSS (Error Bar Menyatakan Standar
42
Deviasi)
Gambar 4.10 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Reduksi Volatile
44
Solid (VS)
10
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 4.11 Pengaruh Laju Pengadukan terhadap Rata-rata Reduksi
VS (Error Bar Menyatakan Standar Deviasi)
Gambar 4.12 Pengaruh
Laju
Pengadukan
Terhadap
44
Reduksi
Chemical Oxygen Demand (COD)
46
Gambar 4.13 Pengaruh Laju Pengadukan Terhadap Pembentukan
Volatile Fatty Acid (VFA)
Gambar 4.14 Pengaruh
Laju
47
Pengadukan
terhadap
Rasio
VFA/Alkalinitas
49
Gambar A.1 Rangkaian Peralatan
58
Gambar A.2 Flowchart Prosedur Analisis pH
59
Gambar A.3 Flowchart Prosedur Analisis M-Alkalinity
60
Gambar A.4 Flowchart Prosedur Analisis Total Solids (TS)
61
Gambar A.5 Flowchart Prosedur Analisis Volatile Solids (VS)
62
Gambar A.6 Flowchart Prosedur Analisis Total Suspended Solids
(TSS)
63
Gambar A.7 Flowchart Prosedur Analisis Volaite Suspended Solids
(VSS)
63
Gambar A.8 Flowchart Prosedur Analisis Chemical Oxygen Demand
(COD)
64
Gambar A.9 Flowchart Prosedur Analisis Loading Up dan Operasi
Target
65
Gambar D.1 Tangki Umpan
73
Gambar D.2 Fermentor
73
Gambar D.3 Botol Keluaran Fermentor (Discharge)
74
Gambar D.4 Botol Penampung Biogas (Gas Collector)
74
Gambar D.5 Gas Meter
74
Gambar D.6 Rangkaian Peralatan
75
Gambar D.7 Peralatan Analisis M-Alkalinity
75
Gambar D.8 Detecting Tube Hasil Analisis Gas H2S dan CO2
75
Gambar D.9 Peralatan Analisis Padatan Tersuspensi
76
Gambar D.10 Peralatan Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
76
Gambar D.11 Timbangan Analitik
76
11
Universitas Sumatera Utara
12
Gambar D.12 Desikator
77
Gambar D.13 Oven
77
Gambar D.14 Furnace
77
12
Universitas Sumatera Utara
13
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Berbagai
Penelitian
yang
Telah
Menghasilkan Volatile Fatty Acid
Dilakukan
untuk
(VFA) dari Proses
Asidogenesis
3
Tabel 2.1 Potensi Biogas yang Dihasilkan oleh Beberapa Substrat
7
Tabel 2.2 Parameter LCPKS
8
Tabel 2.3 Unsur-unsur Kimia yang Terkandung di dalam LCPKS
8
Tabel 2.4 Baku Mutu LCPKS Menurut Keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup
9
Tabel 2.5 Komposisi Biogas
10
Tabel 2.6 Komponen-komponen dalam Biogas dan Pengaruhnya
11
Tabel 2.7 Perbandingan Gas Metana dari Biogas dengan Bahan
12
Bakar Lainnya
Tabel 2.8 Volume Biogas dari Jumlah VFA yang Terbentuk
21
Tabel 3.1 Jadwal Analisis Influent dan Effluent
28
Tabel 3.2 Jenis Kegiatan dan Jadwal Pelaksanaan Penelitian
29
Tabel 4.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN IV PKS
Adolina
30
Tabel B.1 Hasil Analisis Karakteristik LCPKS dari PTPN IV PKS
Adolina
66
Tabel B.2 Data Hasil Analisa pH, Alkalinitas, TS, VS, TSS dan VSS
pada Variasi Hydraulic Retention Time (HRT)
66
Tabel B.3 Data Hasil Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
pada Variasi Hydraulic Retention Time (HRT)
68
Tabel B.4 Data Hasil Analisis Pembentukan Volatile Fatty Acid
(VFA) pada Variasi Hydraulic Retention Time (HRT)
Tabel B.5 Data Perhitungan Rasio VFA/Alkalinitas
68
pada Variasi
Hydraulic Retention Time (HRT)
68
Tabel B.6 Data Hasil Analisa pH, Alkalinitas, TS, VS, TSS dan VSS
13
Universitas Sumatera Utara
14
pada Variasi Laju Pengadukan
69
Tabel B.7 Data Hasil Analisis Chemical Oxygen Demand (COD)
pada Variasi Laju Pengadukan
70
Tabel B.8 Data Hasil Analisis Pembentukan Volatile Fatty Acid
(VFA) pada Variasi Laju Pengadukan
Tabel B.9 Data Perhitungan Rasio VFA/Alkalinitas
Laju Pengadukan
70
pada Variasi
71
14
Universitas Sumatera Utara
15
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A METODOLOGI PENELITIAN
56
A.1 LOKASI PENELITIAN
56
A.2 BAHAN DAN PERALATAN
56
A.2.1 Bahan-Bahan
56
A.2.2 Peralatan
56
A.3 FLOWCHART PROSEDUR PENELITIAN
59
A.3.1 Flowchart Prosedur Analisis pH
60
A.3.2 Flowchart Prosedur Analisis M-Alkalinity
61
A.3.3 Flowchart Prosedur Analisis Total Solids (TS)
62
A.3.4 Flowchart Prosedur Analisis Volatile Solids (VS)
62
A.3.5 Flowchart Prosedur Analisis Total Suspended Solids
(TSS)
63
A.3.6 Flowchart Prosedur Analisis Volaite Suspended Solids
(VSS)
63
A.3.7 Flowchart Prosedur Analisis Chemical Oxygen Demand
(COD)
64
A.3.8 Flowchart Prosedur Analisis Loading Up dan Operasi
Target
65
LAMPIRAN B DATA HASIL ANALISIS
B.1 KARAKTERISTIK
LIMBAH
CAIR
66
PABRIK
KELAPA
66
SAWIT
B.2 DATA HASIL PENELITIAN
66
B.2.1 Data Hasil Penelitian pada Variasi Hydraulic Retention
66
Time (HRT)
B.2.2 Data Hasil Penelitian pada Variasi Laju Pengadukan
69
LAMPIRAN C CONTOH PERHITUNGAN
72
C.1 PERHITUNGAN REDUKSI COD
72
C.2 PERHITUNGAN STANDAR DEVIASI
72
15
Universitas Sumatera Utara
16
LAMPIRAN D DOKUMENTASI
73
LAMPIRAN E HASIL UJI LABORATORIUM
78
E.1
HASIL UJI LABORATORIUM UNTUK ANALISIS LEMAK
DALAM LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS)
E.2
HASIL UJI LABORATORIUM UNTUK ANALISIS PROTEIN
DALAM LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT (LCPKS)
E.3
HASIL
UJI
LABORATORIUM
KARBOHIDRAT
DALAM
UNTUK
LIMBAH
HASIL
UJI
79
ANALISIS
CAIR
PABRIK
KELAPA SAWIT (LCPKS)
E.4
78
80
LABORATORIUM
VOLATILE FATTY ACID (VFA)
UNTUK
ANALISIS
83
16
Universitas Sumatera Utara
17
DAFTAR SINGKATAN
AFBR
Anaerobic Flow Blanket Reactor
COD
Chemical Oxygen Demand
CPO
Crude Palm Oil
CSTR
Continous Stirred Tank Reactor
C/N
Carbon/Nitrogen
HRT
Hydraulic Retention Time
LCPKS
Limbah CairPabrik Kelapa Sawit
LPG
Liquefied Petroleum Gas
PKS
Pabrik Kelapa Sawit
POME
Palm Oil Mill Effluent
RPM
Radial Per Menit
TBS
Tandan Buah segar
TS
Total Solids
TSS
Total Suspended Solids
UASB
Upflow Anaerobic Sludge Blanket
VFA
Volatile Fatty Acid
VS
Volatile Solids
VSS
Volatile Suspended Solids
17
Universitas Sumatera Utara
18
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
kg/hari.m3
BR
Beban organik
c
Massa substrat umpan per satuan waktu
m
Konsentrasi bahan organik
HRT
Waktu tinggal
Q
Laju alit influent
L/hari
V(VR)
Volume reaktor
L(m3)
%
kg/hari
hari
18
Universitas Sumatera Utara