OPTIMASI PRODUKSI BIOGAS DENGAN METODE SOLID STATE ANAEROBIC DIGESTION (SS-AD) DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH SEKAM PADI SEBAGAI SUBSTRAT

Abstract

Secara umum penelitian ini bertujuan untuk memproduksi biogas dari bahan baku limbah sekam padi. Secara khusus, penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mempelajari pengaruh perlakuan pendahuluan terhadap produksi biogas dari limbah sekam padi dengan metode SS-AD; 2. Menentukan kondisi optimum produksi biogas dari limbah sekam padi dengan metode SS-AD; dan 3. Mempelajari laju produksi biogas optimum dari limbah sekam padi dengan metode SS-AD. Sekam padi diperoleh dari penggilingan padi di daerah Rowosari Tembalang Kota Semarang. Cairan rumen sapi sebagai inokulum diambil di Rumah Potong Hewan (RPH) Penggaron Kota Semarang. Perlakuan pendahuluan dilakukan dengan menambahkan NaOH 3%. Optimasi produksi biogas dilakukan dengan cara Response Surface Methodology (RSM). Konsentrasi enzym, rasio C/N, dan TS dipelajari pada masing-masing rentang 3-9%, 20-50, dan 15-40%. Bioreaktor dengan volume 600 ml dioperasikan secara batch. Pengukuran biogas dilakukan tiap selang 2 (dua) hari, selama 90 hari. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pretreatment basa dengan menggunakan NaOH 3% dan perendaman selama 24 jam mengakibatkan peningkatan produksi biogas secara nyata. Produksi biogas dengan pretreatment NaOH 3% mampu memproduksi biogas mencapai 59,2 ml/grTS pada hari ke-90, sedangkan produksi biogas tanpa pretreatment NaOH hanya sebesar 14,7 ml/grTS. Optimasi pengaruh faktor enzym (X1), rasio C/N (X2), dan TS (X3) terhadap produksi biogas dari limbah sekam padi dalam kondisi SS-AD menggunakan Response Surface Methodology (RSM)menghasilkan kondisi optimum pada rentang konsentrasi enzym 4,5%-7%; rasio C/N 32-45; dan konsentrasi TS 27,5%. Sehingga run yang paling mendakati kondisi optimum adalah run ke-9, yaitu dengan enzym 6%, rasio C/N 35, dan TS 27,5%. Menghasilkan nilai konstanta produksi biogas maksimum (A) sebesar 63,9347 ml/grTS; laju produksi biogas (U) sebesar 0,9796 ml/grTS.hari; serta hari pertama terbentuknya biogas (λ) adalah hari ke-8,29. Kata kunci: biogas, sekam padi, solid state anaeobic digestion, response surface methodology In general, this research aims to produce biogas from raw material of rice husk waste. Specifically, this study aims to: 1. Study the effect of pre-treatment on biogas production from rice husk waste by SS-AD method; 2. Determine the optimum condition of biogas production from rice husk waste by SS-AD method; and 3. Learn the optimum biogas production rate from rice husk waste by SS-AD method. Rice husk was obtained from rice mill in Rowosari Tembalang, Semarang City. Cow rumen fluid as inoculum was taken at slaughterhouse (RPH) Penggaron Semarang City. Pre-treatment was done by adding 3% NaOH. Optimization of biogas production was done by Response Surface Methodology (RSM). Enzyme, C/N ratio, and TS concentrations were studied in each range of the 3-9%, 20-50, and 15-40%. Bioreactor with volume of 600 ml was operated in batch. Biogas measurements were performed every 2 (two) days, for 90 days. The results of this study showed that alkaline pretreatment using 3% NaOH and soaking for 24 hours resulted in a significant increase in biogas production. Biogas production with 3% NaOH pretreatment was able to produce biogas reach 59,2 ml/grTS on day 90, while biogas production without pretreatment NaOH only equal to 14,7 ml/grTS. Optimization of enzyme (X1), C/N ratio (X2), and TS (X3) effect on biogas production from rice husk waste under SS-AD conditions using Response Surface Methodology (RSM) yielded optimum conditions in the enzyme concentration range 4.5%-7%; C/N ratio of 32-45; and TS concentration of 27.5%. The most optimum runs are the 9th run, with 6% enzyme, C/N ratio 35 and TS of 27.5%. The constant of biogas production were (A) value of 63.9347 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Artikel Ilmiah 1. Biogas Production from Rice Husk Waste by using Solid State Anaerobic Digestion (SSAD) Method 2. Optimization of Biogas Production From Rice Husk Waste by Solid State Anaerobic Digestion (SSAD) Using Response Surface Methodology 3. The Influence of Microbial Consortium and C/N Ratio to Biogas Production from Rice Husk Waste by Using Solid State Anaerobic Digestion (SS-AD) Lampiran Data Penelitian 1. Analisa Total Solid 2. Perhitungan Kebutuhan Bahan 3. Kebutuhan Bahan Masing-Masing Tempuhan 4. Data Pengamatan Volume Biogas Harian (ml) 5. Data Pengamatan Rata - Rata Produksi Biogas Harian (ml) 6. Data Pengamatan Produksi Biogas Kumulatif (ml) 7. Data Pengamatan Produksi Biogas Kumulatif Per-Satuan TS (ml/grTS) 8. Hasil Laboratorium SEM-DX Sekam Padi ABSTRAK OPTIMASI PRODUKSI BIOGAS DENGAN METODE SOLID STATE ANAEROBIC DIGESTION (SS-AD) DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH SEKAM PADI SEBAGAI SUBSTRAT Hashfi Hawali Abdul Matin1; Hadiyanto2 Secara umum penelitian ini bertujuan untuk memproduksi biogas dari bahan baku limbah sekam padi. Secara khusus, penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mempelajari pengaruh perlakuan pendahuluan terhadap produksi biogas dari limbah sekam padi dengan metode SS-AD; 2. Menentukan kondisi optimum produksi biogas dari limbah sekam padi dengan metode SS-AD; dan 3. Mempelajari laju produksi biogas optimum dari limbah sekam padi dengan metode SS-AD. Sekam padi diperoleh dari penggilingan padi di daerah Rowosari Tembalang Kota Semarang. Cairan rumen sapi sebagai inokulum diambil di Rumah Potong Hewan (RPH) Penggaron Kota Semarang. Perlakuan pendahuluan dilakukan dengan menambahkan NaOH 3%. Optimasi produksi biogas dilakukan dengan cara Response Surface Methodology (RSM). Konsentrasi enzym, rasio C/N, dan TS dipelajari pada masing-masing rentang 3-9%, 20-50, dan 15-40%. Bioreaktor dengan volume 600 ml dioperasikan secara batch. Pengukuran biogas dilakukan tiap selang 2 (dua) hari, selama 90 hari. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pretreatment basa dengan menggunakan NaOH 3% dan perendaman selama 24 jam mengakibatkan peningkatan produksi biogas secara nyata. Produksi biogas dengan pretreatment NaOH 3% mampu memproduksi biogas mencapai 59,2 ml/grTS pada hari ke-90, sedangkan produksi biogas tanpa pretreatment NaOH hanya sebesar 14,7 ml/grTS. Optimasi pengaruh faktor enzym (X1), rasio C/N (X2), dan TS (X3) terhadap produksi biogas dari limbah sekam padi dalam kondisi SS-AD menggunakan Response Surface Methodology (RSM) menghasilkan kondisi optimum pada rentang konsentrasi enzym 4,5%-7%; rasio C/N 32-45; dan konsentrasi TS 27,5%. Sehingga run yang paling mendakati kondisi optimum adalah run ke-9, yaitu dengan enzym 6%, rasio C/N 35, dan TS 27,5%. Menghasilkan nilai konstanta produksi biogas maksimum (A) sebesar 63,9347 ml/grTS; laju produksi biogas (U) sebesar 0,9796 ml/grTS.hari; serta hari pertama terbentuknya biogas (λ) adalah hari ke-8,29. Kata kunci: biogas, sekam padi, solid state anaeobic digestion, response surface methodology ABSTRACT OPTIMIZATION OF BIOGAS PRODUCTION WITH SOLID STATE ANAEROBIC DIGESTION (SS-AD) METHOD USING RICE HUSK WASTE AS SUBSTRATE Hashfi Hawali Abdul Matin1; Hadiyanto2 In general, this research aims to produce biogas from raw material of rice husk waste. Specifically, this study aims to: 1. Study the effect of pre-treatment on biogas production from rice husk waste by SS-AD method; 2. Determine the optimum condition of biogas production from rice husk waste by SS-AD method; and 3. Learn the optimum biogas production rate from rice husk waste by SS-AD method. Rice husk was obtained from rice mill in Rowosari Tembalang, Semarang City. Cow rumen fluid as inoculum was taken at slaughterhouse (RPH) Penggaron Semarang City. Pre-treatment was done by adding 3% NaOH. Optimization of biogas production was done by Response Surface Methodology (RSM). Enzyme, C/N ratio, and TS concentrations were studied in each range of the 3-9%, 20-50, and 15-40%. Bioreactor with volume of 600 ml was operated in batch. Biogas measurements were performed every 2 (two) days, for 90 days. The results of this study showed that alkaline pretreatment using 3% NaOH and soaking for 24 hours resulted in a significant increase in biogas production. Biogas production with 3% NaOH pretreatment was able to produce biogas reach 59,2 ml/grTS on day 90, while biogas production without pretreatment NaOH only equal to 14,7 ml/grTS. Optimization of enzyme (X1), C/N ratio (X2), and TS (X3) effect on biogas production from rice husk waste under SS-AD conditions using Response Surface Methodology (RSM) yielded optimum conditions in the enzyme concentration range 4.5%-7%; C/N ratio of 32-45; and TS concentration of 27.5%. The most optimum runs are the 9th run, with 6% enzyme, C/N ratio 35 and TS of 27.5%. The constant of biogas production were (A) value of 63.9347 ml/grTS; biogas production rate (U) of 0.9796 ml/grTS.day; and the first day of biogas (λ) in day 8.29. Keywords: biogas, rice husk, solid state anaeobic digestion, response surface methodology