SKRIPSI

PERFORMANSI TERMOPILIK DIGISTER BIOGAS

BERBAHAN BAKU LIMBAH KELAPA MUDA

Oleh :

Pebi Arya Putra Dewata

0819351038

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

PERNYATAAN

Dengan ini, saya nyatakan bahwa pada skripsi ini, tidak terdapat karya yang pernah

diajukan, untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang

pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis yang telah

diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan

dalam daftar pustaka.

Bukit Jimbaran, 8 Agustus 2015

Pebi Arya Putra Dewata

NIM : 0819351038

PERFORMANSI TERMOPILIK DIGESTER BIOGAS BERBAHAN BAKU LIMBAH

KELAPA MUDA

Oleh : Pebi Arya Putra Dewata

Dosen Pembimbing : Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc, PhD.

: A. A. I. A. Sri Komaladewi, ST., MT.

ABSTRAK

Fenomena krisis energi terjadi di seluruh dunia dan di Indonesia,meliputi krisis energi

minyak bumi, gas alam, bahan bakar fosil serta energi listrik. Sementara produksi minyak

bumi terus berkurang, di tengah krisis energi yang terjadi saat ini di Indonesia,

pengembangan energi terbarukan menjadi solusi alternatif yang dapat dikembangkan adalah

biogas. Pada umumnya, komposisi biogas yang digunakan antara lain kotoran hewan, kotoran

manusia dan sampah organik, namun yang belum kita jumpai adalah pengolahan dengan

menggunakan limbah kelapa muda.

Bahan baku limbah kelapa muda sebelum di pergunakan kita beri perlakuan awal

untuk mencari total solid dan volatil solid. Terdapat 4 variasi pengaturan temperatur

diantaranya : pada digester no I dengan suhu pemanasan 40°C, pada digester no II dengan

suhu pemanasan 45°C, pada digester no III dengan suhu pemanasan 50°C dan untuk digester

no IV tanpa melakukan pemanasan. Dengan melakukan penelitian sampai 40 hari kemudian

mencatat tekanan gas yang dihasilkan pada masing-masing digester.

Hasil yang paling optimal di tunjukkan pada digester no II dengan suhu pemanasan

45°C, dengan volume spesifik akumulasi sebanyak 7,501% ( L/kgTS), persentase kadar CH4 sebesar 56,348%, dan kadar CO2 sebesar 41,652%

Kata Kunci : Biogas, Termopilik, Kelapa Muda, Total Solid.

PERFORMANCE STANDARDS BASED THERMOPHILIC BIOGAS DIGESTER

WASTE OIL YOUNG

By : Pebi Arya Putra Dewata

Supervisor : Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc, PhD.

: A. A. I. A. Sri Komaladewi, ST., MT.

ABSTRACT

The energy crisis phenomena occur worldwide and in Indonesia, including the energy

crisis of petroleum, natural gas, fossil fuels and electric energy. While oil production

continues to decrease, in the midst of the energy crisis that occurred today in Indonesia,

development of renewable energy to alternative solutions that can be developed is biogas. In

general, the composition of the biogas that is used include animal waste, human waste and

organic waste, but we have not encountered is processing by using waste coconut.

Raw material waste in the use of coconut before we give pretreatment to find the total

solid and volatile solid. There are four variations of temperature regulation include: the

digester no. I with the heating temperature of 40° C, the digester no. II with heating

temperature 45° C, the digester no. III with a heating temperature of 50° C and for the

digester no. IV without warming up. By doing research until 40 days later noted that the gas

pressure generated in each digester.

The most optimal results are shown in the digester no. II with heating temperature 45°

C, with a specific volume accumulation as much as 7,501% (L/kgTS), the percentage content

of CH4 amounted to 56,348%, and CO2 levels of 41,652%

Key Words : Biogas, Thermophilic, Young Coconut, Total Solid.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, Karena atas berkat

dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Performansi

Termopilik Digister Biogas Berbahan Baku Limbah Kelapa Muda”.

Dalam penyusunan skripsi ini penuli tidak sedikit memperoleh bantuan dari berbagai

pihak, oleh sebab itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST. MASc. PhD., selaku dosen

pembimbing I, dan Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Non-reguler

Universitas udayana

2. Ibu A.A.I.A. Sri Komala Dewi, ST, MT selaku dosen pembimbing II dalam

penulisan skripsi ini

3. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Udayana

4. Semua pihak, keluarga besar saya, kawan – kawan angkatan 2008 Jurusan Teknik

Mesin, Pemuda BPU D’Ngeroug Family 23 Kepaon, dan pacar saya yang setia

menemani saya dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna mengingat keterbatasan

pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat

kontruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis banyak

mengucapkan terimakasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan

dalam penulisan skripsi ini.

Bukit Jimbaran, Agustus 2015

Penulis

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ i

LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................ ii

ABSTRAK ....................................................................................................... iii

ABSTRACT ..................................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ..................................................................................... v

DAFTAR ISI.................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ........................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah ............................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................ 3

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 4

2.1 Sejarah Biogas ................................................................................... 4

2.2 Proses Pembentukan Biogas .............................................................. 4

2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan Biogas ................. 5

2.4 Habitat Mikroorganisme Termopilik ................................................. 8

2.5 Kandungan Gas ................................................................................. 8

2.6 Reaktor Biogas .................................................................................. 9

2.7 Alat Ukur Tekanan Gas Biogas ........................................................ 11

2.8 Inokulum .......................................................................................... 11

2.9 Karakteristik Limbah Kelapa Muda ................................................. 12

2.10 Volume Gas ....................................................................................... 13

2.11 Total Solid (TS) ................................................................................. 13

2.12 Volatil Solid (VS) .............................................................................. 14

2.13 Volume Spesifik Biogas .................................................................... 14

2.14 Menghitung CH4 dan CO2 ................................................................. 14

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 16

3.1 Tempat Penelitian .............................................................................. 16

Halaman

3.2 Pengambilan Sampel Awal ................................................................ 16

3.2.1 Perlakuan Awal Sampel .......................................................... 16

3.2.2 Pengujian Karakteristik ........................................................... 16

3.3 Rancangan Penelitian ......................................................................... 19

3.3.1 Variabel Uji ............................................................................ 20

3.3.1.1 Variabel bebas ........................................................... 20

3.3.1.2 Variabel Terikat ........................................................ 21

3.4 Alat Dan Bahan Penelitian ................................................................ 24

3.4.1 Alat penelitian ......................................................................... 24

3.4.2 Bahan Penelitian ..................................................................... 27

3.5 Deskripsi Alat Penelitian ................................................................... 28

3.6 Proses Penelitian ................................................................................ 30

3.6.1 Diagram Alir Penelitian ......................................................... 31

3.6.2 Parameter Pengamatan ........................................................... 32

3.7 Metode Pengolahan Data .................................................................... 32

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 33

4.1 Data Awal Penelitian .......................................................................... 33

4.1.1 Data Sampel Kandungan Bahan Kering (TS) ........................ 33

4.1.2 Data Sampel Volatile Solids (VS) .......................................... 33

4.1.3 Data Jumlah Bahan Baku Pervariasi Biogas .......................... 34

4.1.4 Data Hasil Penelitian.............................................................. 34

4.2 Pengolahan Data ............................................................................... 35

4.2.1 Tekanan Akumulasi Biogas ................................................... 36

4.2.2 Volume Akumulasi Biogas .................................................... 36

4.2.3 Volume Spesifik Biogas ........................................................ 38

4.3 Pembahasan........................................................................................ 39

4.3.1 Tekanan Akumulasi Biogas Harian ....................................... 39

4.3.2 Volume Akumulasi Biogas Harian ........................................ 40

4.3.3 Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian .......................... 41

4.3.4 Analisa Kandungan Gas (CH4 dan CO2) ............................... 42

4.3.5 Pengujian Aktivitas Bakteri ................................................... 45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 46

5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 46

5.2 Saran .................................................................................................. 46

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 47

LAMPIRAN..................................................................................................... 49

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kandungan Biogas ......................................................................... 8

Tabel 3.1 Rasio Campuran Pada Setiap Digester .......................................... 21

Tabel 3.2 Alat Penelitian ............................................................................... 24

Tabel 3.3 Bahan Penelitian ............................................................................ 27

Tabel 4.1 Data Total Solid (TS) Dan Volatil Solid (VS)

Dari Sampel Kelapa Muda ............................................................ 33

Tabel 4.2 Data Tekanan Biogas Harian ......................................................... 35

Tabel 4.3 Data Tekanan Rata-Rata Biogas Harian ........................................ 35

Tabel 4.4 Data Tekanan Akumulasi Biogas Harian ....................................... 36

Tabel 4.5 Data Hasil Volume Akumulasi Biogas Harian .............................. 37

Tabel 4.6 Data Hasil Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian ................ 38

Tabel 4.7 Data Hasil Dan Pada Digester Biogas ............................ 43

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Digester Biogas jenis Fixed Dome ................................ 10

Gambar 2.2 Skema Digester Biogas jenis Floating Dome ........................... 11

Gambar 2.3 Pressure Gauge Digital ............................................................. 11

Gambar 3.1 Alat Uji Analisa Ultimat ........................................................... 18

Gambar 3.2 Alat Uji Analisa Proksimat ....................................................... 19

Gambar 3.3 Skema Digester Biogas ............................................................ 20

Gambar 3.4 Rancangan Box Termopilik ...................................................... 29

Gambar 3.5 Diagram Alur Penelitian ........................................................... 31

Gambar 4.1 Grafik Rata-Rata Tekanan Akumulasi Biogas Harian .............. 39

Gambar 4.2 Grafik Rata-Rata Volume Akumulasi Biogas Harian ............... 40

Gambar 4.3 Grafik Rata-Rata Volume Spesifik Akumulasi Biogas Harian 41

Gambar 4.4 Grafik Komposisi Kandungan Gas Pada Digester Biogas ........ 44

Gambar 4.5 Bakteri Biogas ........................................................................... 45

Halaman