Tugas Tki

Oleh Almira Lisantika

715,5 KB 7 tayangan 0 unduhan
 
Bagikan artikel

Transkrip Tugas Tki

KU4002 TEKNIK KOMUNIKASI ILMIAH SEMESTER I – 2015/2016 Produksi Biogas dari Limbah Kapas (Gossypium sp.) dengan Proses Penguraian Anaerobik Almira Lisantika 11213017 Program Studi Rekayasa Hayati, Sekolah Ilmu Teknologi Hayati Rekayasa Institut Teknologi Bandung Jl. Winaya Mukti No. 1, Desa Cikeruh, Jatinangor, Sumedang, Jawa Barat 45363 (022) 7798600, E-mail: almira.lisantika@students.itb.ac.id Abstrak Produk tekstil merupakan produk utama yang digunakan semua orang. Dua puluh ton per hari limbah tekstil dihasilkan di Bandung di tahun 2012. Limbah kapas yang tidak terkelola dengan baik akhirnya hanya akan dibakar sehingga menyebabkan lebih banyak polusi di udara. Padahal, limbah kapas mengandung 54% selulosa yang dapat digunakan sebagai bahan baku biogas. Potensi sebagai bahan baku biogas diujicobakan dengan metode BMP (Biochemical Methane Potential) ke tiga jenis limbah kapas, yakni tangkai kapas, kulit biji kapas, dan oil-cake limbah kapas. Di antara ketiga jenis limbah didapatkan oil-cake limbah kapas sebagai limbah kapas yang paling banyak menghasilkan gas metana. Pemanfaatan limbah kapas sebagai bahan bakar biogas yang ramah lingkungan dan mempunyai nilai ekonomi tinggi dilakukan melalui proses penguraian anaerobik. Proses penguraian anaerobik menghasilkan yield biogas yang lebih banyak dengan campuran kotoran sapi pada suhu 30 o35o C. Kata Kunci: tekstil, BMP, kotoran sapi Pendahuluan Salah satu teknologi penanggulangan sampah dan sumber energi alternatif yang besar peluangnya untuk adalah energi biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam sampah organik yang dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi tanpa udara). Pembuatan biogas dari limbah kapas dari tekstil berpotensi sebagai energi alternatif yang ramah lingkungan karena selain dapat memanfaatkan limbah kapas, sisa dari pembuatan biogas yang berupa bubur dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik yang kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman (Sufyandi, 2001). Biogas adalah gas yang dihasilkan secara mikrobiologi anaerobik dari limbah organik yang mengandung selulosa (Khorshidi dan Arikan, 2008). Biogas terdiri dari campuran metana CH4 (55-70%), CO2 (25-50%), H2O (1-5%), H2S (0-0,5%), N2 (0-5%), dan NH3(00,05%) (Deublein dan Steinhauser, 2008). Biogas 20% lebih ringan dari udara di atmosfer dan mempuyai suhu pembakaran antara 650oC – 750oC dan memiliki sifat tidak berbau dan tidak berwarna. Pembakaran biogas akan menghasilkan nyala api berwarna biru terang mirip Liquid Petroleum Gas (LPG) dan memiliki efisiensi pembakaran 60% pada kompor biogas tradisional (Raj, dkk., 2009). Pemanfaatan sampah dan bahan organik lain sebagai penghasil biogas dapat mengurangi jumlah sampah organik dan dapat mengurangi emisi gas metana sekaligus mengurangi risiko pemanasan global. Selain itu, residu dari proses pembuatan biogas merupakan bahan yang ramah lingkungan dan dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik (Deublein & Steinhauser, 2008). Bandung memiliki banyak pabrik tekstil, tetapi limbah kapas yang dihasilkan tidak terkelola dengan baik. Limbah yang tidak teruraikan secara alami akan terakumulasi menghabiskan tempat dan mengakibatkan penyakit infeksi, menyebabkan penyakit menular, dan menyebarkan bau tak sedap. Seringkali, limbah ini diolah menjadi pupuk kompos untuk tanaman pertanian. Namun, tak jarang pula, pembakaran limbah dilakukan untuk mengurangi jumlahnya yang meningkat setiap tahun. Pembakaran akan meningkatkan CO2 di atmosfer dan polusi di sekitarnya. Abu hasil pembakaran dapat menumbuhkan bakteri berbahaya yang mengakibatkan reaksi alergi pada manusia. Limbah kapas mengandung selulosa yang tinggi yang dapat dimanfaatkan sebagai biogas. Kandungan dalam limbah kapas dibuktikan oleh SITRA (South India Textile Research Association) seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Kandungan pada Limbah Kapas Contents Percentage (%) Moisture 8.80 Ash (%weight) 7.20 Ether extractive 12.00 Non-cellulose 16.00 Cellulose 54.00 Nitrogen 0.80 Metals and other 3.20 Penguraian anaerobik (anaerobic digestion) adalah proses memecah senyawa organik menjadi biogas. Biogas ini terdiri dari unsur-unsur seperti metana dan karbon dioksida. Penguraian anaerobik harus bebas oksigen dan harus berada pada kondisi tertentu seperti tingkat suhu, kelembaban, dan pH yang sesuai. Suhu yang cocok untuk proses ini adalah antara 30-40o C. Kumpulan mikroorganisme, umumnya bakteri, terlibat dalam transformasi senyawa komplek organik menjadi metan. Lebih jauh lagi, terdapat interaksi sinergis antara bermacam-macam kelompok bakteri yang berperan dalam penguraian limbah. Keseluruhan reaksi dapat digambarkan sebagai berikut (Polprasert, 1989): Senyawa Organik  CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S Meskipun beberapa jamur dan protozoa dapat ditemukan dalam penguraian anaerobik, bakteri tetap merupakan mikroorganisme yang paling dominan bekerja di dalam proses penguraian anaerobik. Sejumlah besar bakteri anaerobik dan fakultatif, seperti Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Lactobacillus, Streptococcus terlibat dalam proses hidrolisis dan fermentasi senyawa organik. Proses penguraian senyawa organik secara anaerobik secara garis besar ditunjukkan seperti pada Gambar 1. Gambar 1. Proses penguraian senyawa organik secara anaerobik Proses penguraian senyawa organik secara anaerobik melalui beberapa tahapan. Pemecahan molekul melalui beberapa tahapan. Pemecahan molekul zat kompleks menjadi monomer terlarut dilakukan oleh bakteri hidrolitik. Selanjutnya, monomer diubah oleh bakteri asidogenik fermentatif menjadi asam organik, alkohol, dan keton. Bakteri asetogenik merubah asam lemak dan alkohol menjadi asetat, hidrogen, dan karbon dioksida, yang digunakan oleh bakteri pembentuk metan. Kelompok ini membutuhkan ikatan hidrogen rendah untuk merubah asam lemak sehingga diperlukan monitoring hidrogen yang ketat. Di bawah kondisi tekanan H2 parsial yang relatif tinggi, pembentukan asetat berkurang dan substrat dirubah menjadi asam propionat, asam butirat, dan etanol dari pada metan. Ada hubungan simbiotik antara bakteri asetonik dan metanogen. Metanogen membantu menghasilkan ikatan hidrogen rendah yang dibutuhkan oleh bakteri asetogenik (Said, 1995). Pembahasan Metode BMP (Biochemical Methane Potential) digunakan guna menentukan biodegrabilitas penguraian anaerobik dan produksi biogas dari limbah kapas. Percobaan dilakukan dengan beberapa variasi jenis limbah kapas, berat limbah kapas, dan nutrisi untuk bakteri anaerob seperti pada Tabel 2.1. Gas yang terbentuk dalam bioreaktor dihitung dengan alat setiap hari selama 23 hari. Tabel 2. Susunan eksperimental BMP (Biochemical Methane Potential) dari percobaan Persentasi metana dari biogas yang dihasilkan limbah kapas dihitung dengan menggunakan larutan KOH 20g/L pada tekanan atmosfer. Sepuluh milliliter biogas yang dihasilkan dikocok selama 3-4 menit. Dalam proses ini, CO2 akan berikatan dengan KOH sehingga gas yang tersisa di dalam botol adalah gas metana, gas yang dihasilkan dari proses penguraian anaerobik. Persentasi gas metana yang dihasilkan rata-rata 60% dari keseluruhan gas yang dihasilkan (Iscia dan Demirerb, 2007). Pembahasan Metode BMP dilkukan untuk menentukan produksivitas gas metana pada limbah kapas dengan jenis dan perlakuan yang berbeda. Secara keseluruhan, Jumlah gas metana yang dihasilkan dari limbah tangkai kapas dengan berat 3 g lebih sedikit dari limbah tangkai kapas dengan berat 6 g seperti pada Gambar 3. Jumlah gas metana yang dihasilkan dari limbah kulit biji kapas dengan berat 3 g lebih sedikit dari limbah tangkai kapas dengan berat 6 g seperti pada Gambar 4. Jumlah gas metana yang dihasilkan dari limbah oil-cake kapas dengan berat 3 g lebih sedikit dari limbah tangkai kapas dengan berat 6 g seperti pada Gambar 5. Gambar 3. Produksi Gas Metana secara Kumulatif Gambar 4. Produksi Gas Metana secara Kumulatif dari Limbah Tangkai Kapas dari Limbah Kulit Biji Kapas Gambar 5. Produksi Gas Metana secara Kumulatif dari Limbah oil-cake Limbah Kapas Penutup Kesimpulan Dari ketiga jenis limbah kapas, oil-cake limbah kapas menghasilkan paling banyak gas metana, yakni 78 mL. Sedangkan dari tangkai kapas dan kulit biji kapas masing-masing menghasilan 65, 86, dan 78 mL gas metana. Terima Kasih Saya mengucapkan terima kasih kepada Dr. Taufikhurrahman atas motivasi dan bimbingannya dalam pembuatan resensi ini. Referensi Ariani, E. , 1981. Uji banding bungkil biji kapuk (Ceiba petandra, Gaertn) terhadap dedak, bungkil kelapa dan bungkil kedelai sebagai sumber protein lemak ruminansia. Karya Ilmiah. Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Deublein, D. dan Steinhauser, A, 2008. Biogas from Waste and Renewable Resource. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Iscia, A. dan G.N. Demirerb. 2007. “Biogas production potential from cotton wastes”. Renewable Energy. 32 (7): 750–757. Khorshidi, N. dan Arikan, B. 2008. Experimental Practice in order to Increasing Efficiency of Biogas Production by Treating Digestate of Sludge. (Tesis). Boras: University College of Boras School of Engineering. Polprasert, C. 1989. Organic Waste Recycling. Chichester: John Wiley & Son. Raj, C. S., S. Arul, S. Sendilvelan, dan C.G. Saravanan. 2009. “Bio Gas from Textile Cotton Waste - An Alternate Fuel for Diesel Engines”. The Open Waste Management Journal. 2: 1-5. Sufyandi, A. 2001. Informasi Teknologi Tepat Guna Untuk Pedesaan Biogas. Bandung: Universitas Padjajaran.

Judul: Tugas Tki

Oleh: Almira Lisantika


Ikuti kami