PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR TAHU DENGAN MENGGUNAKAN STARTER KOTORAN KUDA.
PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR TAHU DENGAN
MENGGUNAKAN STARTER KOTORAN KUDA
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh
AYU SUCI LESTARI
BP : 0910413105
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
INTISARI
PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR TAHU DENGAN MENGGUNAKAN
STARTER KOTORAN KUDA
Oleh:
Ayu Suci Lestari (0910413105)
Dr.Zulkarnain Chaidir* Olly Norita Tetra, M.Si**
Pembimbing I* Pembimbing II**
Pada penelitian ini, limbah cair pabrik tahu diteliti untuk diolah menjadi biogas
yang dicampur dengan kotoran kuda sebagai starter.Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui pengaruh komposisi kotoran kuda dan limbah cair tahu yang
digunakan untuk produksi biogas. Percobaan dilakukan dengan memvariasikan
campuran KK:LCT 50%:50%, KK:LCT 60%:40%, KK:LCT 70%:30%),KK:LCT
80%:20%, dari variasi komposisi ini diperoleh rasio C/N berturut-turut 19,06;
28,06; 42,46; 73,06. Pengukuran volume biogas dilakukan setiap hari. Produksi
biogas optimum didapatkan pada perbandingan KK:LCT 60%:40% yaitu
19018,4 mL. Pengukuran kandungan metana dilakukan setelah pemurnian
dengan cara absorbsi menggunakan NaOH 0,5 M didapatkan kadar optimum
metana yaitu sebesar 69,17%. Sedangkan % total solid (TS) didapatkan untuk
campuran awal dan slurry berturut-turut sebesar 4,18% dan 12,91% sedangkan
untuk % volatile solid (VS) didapatkan berturut-turut sebesar 57,59% dan
59,30%.
Kata Kunci: Biogas, Limbah cair tahu (LCT), Kotoran kuda (KK), rasio C/N,
pemurnian
vi
ABSTRACT
THE PRODUCTION OF BIOGAS FROM LIQUID WASTE OF TOFU
TO STARTERWITH HORSE FECES
by:
Ayu Suci Lestari (0910413105)
Dr.Zulkarnain Chaidir* Olly Norita Tetra, M.Si**
Pembimbing I* Pembimbing II**
In this research, liquid waste of tofu researched to be processed into biogas
which was mixed with horse feces as a starter. This research was aimed to
determine the effect of the composition of horse feces and liquid waste of tofu
that was used for the production of biogas. The experiments were performed by
variation the mixed KK : LCT 50 % : 50 % , KK : LCT 60 % : 40%, KK:LCT 70
%:30 % , KK : LCT 80 % :20 %, the variation in composition of the obtained
ratio C/N 19,06 ; 28.06 ; 42.46 ; 73.06. The measurement of biogas volumehas
been done everyday. The Optimum of biogas production obtained in
comparison KK : LCT 60 %:40 % is 19018.4 mL. Methane content
measurements performed after purification by absorption using 0.5 M NaOH
obtained optimum levels of methane is 69.17 %. While % total solids (TS)
obtained for the initial mixture and slurry, respectively for 4.18% and
12,91%,while for % volatile solids (VS) obtained respectively 57,59% and
59,30%.
Keywords : Biogas, Waste tofu ( LCT ), horse feces ( KK ), the ratio of C/N ,
purification
vii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Penelitian
Berkurangnya cadangan sumber energi dan kelangkaan bahan bakar minyak
yang terjadi di Indonesia saat ini, maka dibutuhkan suatu sumber energi
alternatif yang murah dan ramah lingkungan. Potensi Biogas sebagai bahan
bakar alternatif sebenarnya sangat banyak diproduksi terutama pada
pengolahan limbah cair industri makanan, peternakan, dan pertanian. Biogas
ini selain murah, juga ramah lingkungan.Biogas dapat dihasilkan dari limbah
organik seperti sampah, sisa-sisa makanan, kotoran hewan dan limbah industri
makanan. Pada umumnya kotoran ternak belum dimanfaatkan sepenuhnya dan
sebagian hanya digunakan menjadi pupuk, padahal alternatif energi bakar dari
kotoran ternak cukuplah besar, dalam hal inicampuran
kotoran kuda dan
limbah industri makanan untuk digunakan sebagai biogas [1].
Salah satu limbah industri makanan yang berpotensi dijadikan
sumber
biogas, yaitu limbah cair tahu. Saat ini pembuatan tahu di Indonesia masih
menggunakan teknologi yang sederhana serta tingkat efisiensi penggunaan
sumber daya (bahan baku dan air) masih sangat rendah dan produksi
limbahnya masih sangat tinggi. Untuk setiap 1 kg bahan kedelai dibutuhkan
rata-rata 45 Liter air dan menghasilkan limbah cair berupa whey tahu rata-rata
43,5 Liter. Limbah cair yang dihasilkan industri tersebut dapat mencemarkan
lingkungan bila dibuang kebadan air tanpa diolah terlebih dahulu [2].
Limbah cair tahu sisa produksi tahu ini masih memiliki kandungan bahan
organik yang dapat dimanfaatkan untuk energi alternatif. Degradasi anaerobik
merupakan proses alami yang dapat menguraikan bahan organik yang
menghasilkan biogas. Proses degradasi anaerobik dilakukan ditempat tertutup
dengan waktu tertentu sesuai dengan sifat biomassa yang diuraikan. Inovasi
terhadap desain digester yang sesuai dengan waktu penguraian diperlukan
untuk mendapatkan hasil biogas yang sesuai harapan [3].
Limbah tersebut dapat segera terurai dilingkungan menjadi senyawasenyawa organik yang dapat mencemari lingkungan. Hal
ini
dilihat
dari
jumlah industri tahu di Indonesia . Jumlah industri tahu pada tahun 2010
1
mencapai 84.000 unit usaha. Dengan kapasitas produksi lebih 2,56 juta ton per
tahun. Sebagian industri tahu di indonesia merupakan industri berskala kecil
dan menengah yang belum mengelola limbahnya dengan baik. Dari data
tersebut dapat diperkirakan betapa banyaknya limbah cair industri tahu yang
dibuang kelingkungan dan berpotensi menimbulkan pencemaran [4].
Limbah yang mengandung bahan organik tinggi bisa diolah secara biologis
dengan mengunakan mikroorganisme. Pengolahan yang tepat untuk limbah
tahu yang diproduksi secara skala kecil dan menengah adalah dengan cara
pengolahan anaerobik. Karena pengolahan dengan anaerobik memerlukan
instalasi pengolahan yang sederhana, biaya operasional yang rendah, ramah
lingkungan dan efisiensi yang tinggi, dalam menurunkan kandungan bahan
organik. Selain itu proses anaerobik juga bisa menghasilkan biogas yang bisa
dimanfaatkan sebagai energi alternatif [5].
Penelitian yang dilakukan
oleh Wagiman (2006),
menunjukkan potensi
produksi biogas dari limbah cair tahu dengan mennggunakan
reaktor
UpflowAnaerobic Sludge Blanket (UASB) biogas yang dihasilkan sebesar 0,13
L/g COD limbah cair tahudengan waktu tinggal 4 hari dan volume reaktor 8,5 L .
Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Imam Sadzali (2010), mengenai
potensi limbah cair tahu sebagai biogas adalah Melalui pengolahan limbah
cairtahu dengan kapasitas 283,8 m3/haridapat diperoleh biogas dengan
442,6m3/hari. Nilai tersebut dihitung dari tiapkg kedelai yang menghasilkan
9,46 literlimbah dan tiap kg kedelai menghasilkan15 liter biogas.Dan juga
penelitian yang dilakukan Trisno Saputra, et.al (2010) pada produki biogas dari
campuran kotoran ternak dan ampas tebu (bagasse) dengan rasio C/N yang
berbeda, menunjukkan kualitas biogasyang dihasilkan dengan rasio C/N yang
berbeda, sehingga diketahui campuran yang paling optimal adalah perlakuan
rasio C/N 30, menghasilkan biogas sebanyak 29,42 liter, 68,51 liter, dan 114,73
liter dengan kadar metan 24,16%, 27,5%, dan 23,38%.
Dari penelitian sebelumnya dapat diketahui bahwa limbah cair tahu dapat
dimanfaatkan sebagai sumber biogas dan kotoran ternak dapat membantu
mempercepat proses penguraian bahan organik seperti kotoran sapi yang
mengandung kadar C/N 18, pada umumnya proses penguraian limbah tahu
2
menjadi biogas berlangsung sangat lambat, hal ini disebabkan karena
karakteristik limbah tahu yang cukup kompleks,
oleh karena itu dalam
penelitian ini akan dicoba menggunakan kotoran kuda yang memiliki kadar C/N
25 yang lebih tinggi daripada kotoran sapi karena kandungan nilai C/N yang
tinggi tersebut dalam bahan organik sangat menentukan kehidupan dan
aktifitas mikroorganisme [5,6].
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan yang dapat dirumuskan
adalah:
1. Bagaimana kombinasi limbah cair tahu dan starter yang digunakan untuk
produksi biogas?
2. Bagaimana kualitas dan kuantitas biogas yang dihasilkan?
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian tentang limbah cair tahu yang akan dilakukan ini adalah:
1. Merancang alat pembuatan biogas dalam skala kecil (Laboratorium).
2. Mengetahui pengaruh komposisi dari campuran kotoran kuda dan limbah
cair tahu yang digunakan untuk produksi biogas optimum
3. Untuk mengetahui kualitas dan kuantitas biogas yang dihasilkan
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk memanfaatkan campuran limbah cair
tahu dan kotoran kudayang diharapkan dapat menghasilkan energi alternatif
dalam bentuk biogas, serta meminimalisasi terjadinya pencemaran lingkungan
akibat pembuangan limbah cair tahu.
3
MENGGUNAKAN STARTER KOTORAN KUDA
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh
AYU SUCI LESTARI
BP : 0910413105
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
INTISARI
PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH CAIR TAHU DENGAN MENGGUNAKAN
STARTER KOTORAN KUDA
Oleh:
Ayu Suci Lestari (0910413105)
Dr.Zulkarnain Chaidir* Olly Norita Tetra, M.Si**
Pembimbing I* Pembimbing II**
Pada penelitian ini, limbah cair pabrik tahu diteliti untuk diolah menjadi biogas
yang dicampur dengan kotoran kuda sebagai starter.Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui pengaruh komposisi kotoran kuda dan limbah cair tahu yang
digunakan untuk produksi biogas. Percobaan dilakukan dengan memvariasikan
campuran KK:LCT 50%:50%, KK:LCT 60%:40%, KK:LCT 70%:30%),KK:LCT
80%:20%, dari variasi komposisi ini diperoleh rasio C/N berturut-turut 19,06;
28,06; 42,46; 73,06. Pengukuran volume biogas dilakukan setiap hari. Produksi
biogas optimum didapatkan pada perbandingan KK:LCT 60%:40% yaitu
19018,4 mL. Pengukuran kandungan metana dilakukan setelah pemurnian
dengan cara absorbsi menggunakan NaOH 0,5 M didapatkan kadar optimum
metana yaitu sebesar 69,17%. Sedangkan % total solid (TS) didapatkan untuk
campuran awal dan slurry berturut-turut sebesar 4,18% dan 12,91% sedangkan
untuk % volatile solid (VS) didapatkan berturut-turut sebesar 57,59% dan
59,30%.
Kata Kunci: Biogas, Limbah cair tahu (LCT), Kotoran kuda (KK), rasio C/N,
pemurnian
vi
ABSTRACT
THE PRODUCTION OF BIOGAS FROM LIQUID WASTE OF TOFU
TO STARTERWITH HORSE FECES
by:
Ayu Suci Lestari (0910413105)
Dr.Zulkarnain Chaidir* Olly Norita Tetra, M.Si**
Pembimbing I* Pembimbing II**
In this research, liquid waste of tofu researched to be processed into biogas
which was mixed with horse feces as a starter. This research was aimed to
determine the effect of the composition of horse feces and liquid waste of tofu
that was used for the production of biogas. The experiments were performed by
variation the mixed KK : LCT 50 % : 50 % , KK : LCT 60 % : 40%, KK:LCT 70
%:30 % , KK : LCT 80 % :20 %, the variation in composition of the obtained
ratio C/N 19,06 ; 28.06 ; 42.46 ; 73.06. The measurement of biogas volumehas
been done everyday. The Optimum of biogas production obtained in
comparison KK : LCT 60 %:40 % is 19018.4 mL. Methane content
measurements performed after purification by absorption using 0.5 M NaOH
obtained optimum levels of methane is 69.17 %. While % total solids (TS)
obtained for the initial mixture and slurry, respectively for 4.18% and
12,91%,while for % volatile solids (VS) obtained respectively 57,59% and
59,30%.
Keywords : Biogas, Waste tofu ( LCT ), horse feces ( KK ), the ratio of C/N ,
purification
vii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Penelitian
Berkurangnya cadangan sumber energi dan kelangkaan bahan bakar minyak
yang terjadi di Indonesia saat ini, maka dibutuhkan suatu sumber energi
alternatif yang murah dan ramah lingkungan. Potensi Biogas sebagai bahan
bakar alternatif sebenarnya sangat banyak diproduksi terutama pada
pengolahan limbah cair industri makanan, peternakan, dan pertanian. Biogas
ini selain murah, juga ramah lingkungan.Biogas dapat dihasilkan dari limbah
organik seperti sampah, sisa-sisa makanan, kotoran hewan dan limbah industri
makanan. Pada umumnya kotoran ternak belum dimanfaatkan sepenuhnya dan
sebagian hanya digunakan menjadi pupuk, padahal alternatif energi bakar dari
kotoran ternak cukuplah besar, dalam hal inicampuran
kotoran kuda dan
limbah industri makanan untuk digunakan sebagai biogas [1].
Salah satu limbah industri makanan yang berpotensi dijadikan
sumber
biogas, yaitu limbah cair tahu. Saat ini pembuatan tahu di Indonesia masih
menggunakan teknologi yang sederhana serta tingkat efisiensi penggunaan
sumber daya (bahan baku dan air) masih sangat rendah dan produksi
limbahnya masih sangat tinggi. Untuk setiap 1 kg bahan kedelai dibutuhkan
rata-rata 45 Liter air dan menghasilkan limbah cair berupa whey tahu rata-rata
43,5 Liter. Limbah cair yang dihasilkan industri tersebut dapat mencemarkan
lingkungan bila dibuang kebadan air tanpa diolah terlebih dahulu [2].
Limbah cair tahu sisa produksi tahu ini masih memiliki kandungan bahan
organik yang dapat dimanfaatkan untuk energi alternatif. Degradasi anaerobik
merupakan proses alami yang dapat menguraikan bahan organik yang
menghasilkan biogas. Proses degradasi anaerobik dilakukan ditempat tertutup
dengan waktu tertentu sesuai dengan sifat biomassa yang diuraikan. Inovasi
terhadap desain digester yang sesuai dengan waktu penguraian diperlukan
untuk mendapatkan hasil biogas yang sesuai harapan [3].
Limbah tersebut dapat segera terurai dilingkungan menjadi senyawasenyawa organik yang dapat mencemari lingkungan. Hal
ini
dilihat
dari
jumlah industri tahu di Indonesia . Jumlah industri tahu pada tahun 2010
1
mencapai 84.000 unit usaha. Dengan kapasitas produksi lebih 2,56 juta ton per
tahun. Sebagian industri tahu di indonesia merupakan industri berskala kecil
dan menengah yang belum mengelola limbahnya dengan baik. Dari data
tersebut dapat diperkirakan betapa banyaknya limbah cair industri tahu yang
dibuang kelingkungan dan berpotensi menimbulkan pencemaran [4].
Limbah yang mengandung bahan organik tinggi bisa diolah secara biologis
dengan mengunakan mikroorganisme. Pengolahan yang tepat untuk limbah
tahu yang diproduksi secara skala kecil dan menengah adalah dengan cara
pengolahan anaerobik. Karena pengolahan dengan anaerobik memerlukan
instalasi pengolahan yang sederhana, biaya operasional yang rendah, ramah
lingkungan dan efisiensi yang tinggi, dalam menurunkan kandungan bahan
organik. Selain itu proses anaerobik juga bisa menghasilkan biogas yang bisa
dimanfaatkan sebagai energi alternatif [5].
Penelitian yang dilakukan
oleh Wagiman (2006),
menunjukkan potensi
produksi biogas dari limbah cair tahu dengan mennggunakan
reaktor
UpflowAnaerobic Sludge Blanket (UASB) biogas yang dihasilkan sebesar 0,13
L/g COD limbah cair tahudengan waktu tinggal 4 hari dan volume reaktor 8,5 L .
Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Imam Sadzali (2010), mengenai
potensi limbah cair tahu sebagai biogas adalah Melalui pengolahan limbah
cairtahu dengan kapasitas 283,8 m3/haridapat diperoleh biogas dengan
442,6m3/hari. Nilai tersebut dihitung dari tiapkg kedelai yang menghasilkan
9,46 literlimbah dan tiap kg kedelai menghasilkan15 liter biogas.Dan juga
penelitian yang dilakukan Trisno Saputra, et.al (2010) pada produki biogas dari
campuran kotoran ternak dan ampas tebu (bagasse) dengan rasio C/N yang
berbeda, menunjukkan kualitas biogasyang dihasilkan dengan rasio C/N yang
berbeda, sehingga diketahui campuran yang paling optimal adalah perlakuan
rasio C/N 30, menghasilkan biogas sebanyak 29,42 liter, 68,51 liter, dan 114,73
liter dengan kadar metan 24,16%, 27,5%, dan 23,38%.
Dari penelitian sebelumnya dapat diketahui bahwa limbah cair tahu dapat
dimanfaatkan sebagai sumber biogas dan kotoran ternak dapat membantu
mempercepat proses penguraian bahan organik seperti kotoran sapi yang
mengandung kadar C/N 18, pada umumnya proses penguraian limbah tahu
2
menjadi biogas berlangsung sangat lambat, hal ini disebabkan karena
karakteristik limbah tahu yang cukup kompleks,
oleh karena itu dalam
penelitian ini akan dicoba menggunakan kotoran kuda yang memiliki kadar C/N
25 yang lebih tinggi daripada kotoran sapi karena kandungan nilai C/N yang
tinggi tersebut dalam bahan organik sangat menentukan kehidupan dan
aktifitas mikroorganisme [5,6].
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan yang dapat dirumuskan
adalah:
1. Bagaimana kombinasi limbah cair tahu dan starter yang digunakan untuk
produksi biogas?
2. Bagaimana kualitas dan kuantitas biogas yang dihasilkan?
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian tentang limbah cair tahu yang akan dilakukan ini adalah:
1. Merancang alat pembuatan biogas dalam skala kecil (Laboratorium).
2. Mengetahui pengaruh komposisi dari campuran kotoran kuda dan limbah
cair tahu yang digunakan untuk produksi biogas optimum
3. Untuk mengetahui kualitas dan kuantitas biogas yang dihasilkan
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk memanfaatkan campuran limbah cair
tahu dan kotoran kudayang diharapkan dapat menghasilkan energi alternatif
dalam bentuk biogas, serta meminimalisasi terjadinya pencemaran lingkungan
akibat pembuangan limbah cair tahu.
3