STRATEGI START-UP PRODUKSI BIOGAS DARI CAMPURAN SAMPAH BUAH : TRANSISI OPERASI DARI KOTORAN SAPI KE LIMBAH BUAH

Anugrah Perdana Rahmanta, ST, Ir. Agus Prasetya, M.Eng.Sc., Ph.D.

2014 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Kecukupan minyak bumi sebagi sumber energi sudah hampir tiba pada akhir masanya. Pencarian energi baru dan terbarukan semakin digalakkan saat ini. Biogas merupakan salah satu sumber energi baru terbarukan yang bisa dimanfaatkan untuk mencukupi sebagian kebutuhan energi di dunia. Sampah buah memiliki potensi yang bagus sebagai substrat karena kandungan bahan organiknya yang tinggi, tetapi beberapa jenis buah mengandung senyawa inhibitor. Buah jeruk, selain bersifat asam, juga mengandung senyawa limonen. Pada proses anaerobik, mikroorganisme penghasil metana (metanogen) adalah yang paling sensitif terhadap adanya inhibitor-inhibitor tersebut. Langkah start-up pada pengoperasian biodigester memegang kunci sukses lancarnya sebuah biodigester dapat berfungsi dengan optimal. Pada Proses start-up ini pula, dikembangkan keseimbangan populasi mikrobia metanogen dan non-metanogen sehingga seluruh rangkaian reaksi yang terjadi yaitu hidrolisis, acidogenesis dan metanogenesis dapat berjalan baik. Proses start-up dapat pula digunakan sebagai proses adaptasi mikroorganisme terhadap inhibitor, selama waktu yang diberikan cukup. Penelitian ini bertujuan untuk mencoba strategi start-up biodigester dengan substrat campuran sampah buah dengan proses semi kontinyu. Biodigester dirancang menggunakan loading rate 40 kg/(m3.hari) dengan volume efektif slurry 16 liter. Umpan diberikan pada %TS 6%. Biodigester dilengkapi saluran masuk umpan, saluran pengeluaran efluen, manometer, pengaduk magnetik dan gas holder bervolume 12 liter. Komposisi umpan terdiri dari campuran buah (CB) melon, jeruk dan apel, dicampur dengan perbandingan tertentu dengan kotoran sapi (KS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan peningkatan komposisi CB pada umpan secara bertahap maka biodigester dapat menghasilkan biogas 9,158 mL/g.d. Hingga sampai komposisi umpan CB 35% atau equivalen 44,44 ppm limonen pada umpan biodigester masih dapat beroperasi optimal walaupun pH terendah tercatat hingga 6,6. Kadar metana tertinggi sebesar 75,63% dicapai pada komposisi umpan S1. Kadar metana rata-rata yang didapat adalah 62,15%. Waktu aklimatisasi yang diperlukan biodigester untuk komposisi umpan S0, S1, S2, S3, S4 dan S5 berturut-turut 21, 14, 18, 24, 28 dan 65 hari.

Adequacy of petroleum as a source of energy has almost arrived at the end of his time. Biogas is a renewable energy source that can be used to meet most of the world's energy needs. Fruit waste has good potential as a substrate because of the high content of organic matter, but some fruits contain inhibitors compounds. Citrus fruits, besides acidic, also contain limonene. In the process of anaerobic, methane-producing microorganisms (methanogens) are the most sensitive to the presence of these inhibitors. Start-up is key to the success of biodigesters in order to operate optimally. Balanced growth of methanogenic and non methanogenic microbial is developed on the start-up process so that the whole series of reactions that occur are hydrolysis, acidogenesis and methanogenesis can perform well. Start-up process can also be used as a process of adaptation of microorganisms to the inhibitor, during a given enough time. This study aims to try the start-up strategy to run semi-continuous biodigesters use fruit waste in a proportion with cow dung as substrate. Biodigester designed using a loading rate of 40 kg/(m3.day) with an effective volume of 16 liters of slurry. Feed was given at 6% TS%. Biodigester equipped with inlet feed, effluent channel expenditure, manometers, magnetic stirrer and a 12 liters gas holder. The feed composition comprises a mixture of fruit of melon, citrus and apples, mixed with a certain ratio with cow dung. The results showed that with gradual increase of fruit waste ratio on the feed composition, the biodigester can produce biogas 9.158 mL/g.d. Biodigester can handle fruit waste composition up to 35% or equivalent to 44.44 ppm limonene concentration on daily feed. Biodigesters can still operate optimally even with the lowest pH to 6.6. Highest methane content is 75.63% at the feed composition S1. The average methane concentration obtained was 62.15%. Acclimatization time required biodigesters for feed composition S0, S1, S2, S3, S4 and S5 respectively 21, 14, 18, 24, 28 and 65 days.

Kata Kunci : aklimatisasi, biogas, limonen, metanogen, strategi start-up