Uji potensi pemanfaatan cairan rumen sapi untuk meningkatkan kecepatan produksi biogas dan konsentrasi gas metan dalam biogas

SUSILOWATI, Endang, Wiranti, S,T., M.T., Ph.D

2009 | Tesis | S2 Magister Sistem Teknik

Limbah peternakan dapat menimbulkan masalah lingkungan. Selain feses dan urine, proses pencernaan hewan ruminansia juga menghasilkan gas metan yang bertanggung jawab terhadap pema nasan global. Gas metan dari kotoran ternak dapat dimanfaatkan menjadi energi alternatif. Di sisi lain cairan rumen dari limbah rumah potong hewan dapat dimanfaatkan sebagai biostarter untuk mempercepat proses fermentasi, sehingga diharapkan dapat mempercepat proses produksi serta meningkatkan konsentrasi metan dalam biogas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek penambahan cairan rumen sapi terhadap laju pembentukan biogas, konsentrasi metan, serta kandungan Colliform pada sludge dari proses pembentukan biogas. Metode yang digunakan adalah produksi biogas dari slurry kotoran sapi dengan variasi penambahan cairan rumen sebagai biostarter dengan empat perlakuan, yaitu 0%, 20%, 30% , dan 40%. Rasio antara kotoran sapi dan air 1:2 dengan total volume slurry 450 ml. Biodigester dioperasikan secara batch pada kondisi anaerob dan diamati selama 30 hari. Pengukuran volume gas dilakukan setiap hari, sedangkan pengujian kadar gas metan dilakukan pada hari 14, 20, 25 dan 30 dengan menggunakan Gas Chromatography (GC). Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan cairan rumen dapat mempersingkat jangka waktu yang dibutuhkan pada fase awal penguraian (hidrolisis dan acedogenesis) sebagai persiapan untuk fase pembentukan gas metan. Dengan penambahan cairan rumen, puncak produksi biogas dicapai pada hari ke 20 sedangkan pada kontrol (tanpa penambahan isi rumen), puncak produksi gas dicapai pada hari ke 30. Dengan nilai pada konsentrasi gas metan, penambahan cairan rumen juga sangat disarankan karena dapat membuat konsentrasi maksimal gas metan (38,20% volume) pada hari ke 20, dimana sepuluh hari lebih cepat bila dibandingkan dengan konsentrasi gas metan pada kontrol (22,86% volume).

Cattle manure accumulation causes environment problems. Besides feces and urine, ruminant digestion process also produces methane, which holds responsibility for global warming. Methane produced by cattle manure can be utilized as an alternative energy source. On the other hand, ruminal liquid of cows obtained as the waste of from slaughtere houses can be utilized as bio-starter for enhancing the biogas production process and increasing the methane concentration in biogas. The research aims to know the effect of ruminal liquid addition on methane formation rate, the methane concentration in biogas, and coliform population in the sludge. In this experiment, biogas was produced from the slurry of cow manure with the addition of certain amount of ruminal liquid. The amounts of ruminal liquid addition was varied in four treatments, i.e.: 0%, 20%, 30% , and 40% of the total volume of slurry. The ratio between cattle manure and water was 1 : 2 with total volume of 450 ml of slurry. The bio-digesters were operated on anaerobic condition. Observation was conducted during the time period of 30 days. Daily measurements of gas productions were recorded, whereas the methane concentrations of biogas were measured on day 14th, 20th, 25th, and 30th by using the Gas Chromatography (GC). The results showed that ruminal liquid addition significantly shortened the time period required for initial digestion phase (hydrolysis and acidogenesis) prior to methane formation phase. With ruminal liquid addition, biogas production peak had been achieved on day 20th while on the control sample (without ruminal liquid addition) the peak was achieved later, on day 30th. With respect to methane concentration, ruminal liquid addition was also preferable as it gave maximum methane concentration (38,20% volume) on day 20th, too, which was 10 days earlier compared to the control sample (22,86% volume).

Kata Kunci : Kotoran sapi,Rumen,Biogas,Metan, cattle manure , rumen, biogas, methane