URL: http://ojs.ummetro.ac.id/index.php/turbo

## PENGARUH TEMPERATUR MESOFILIK TERHADAP LAJU ALIRAN BIOGAS DAN UJI NYALA API MENGGUNAKAN BAHAN BAKU LIMBAH KOLAM IKAN GURAME
Dwi Irawan 1 , Kemas Ridhuan 2
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Metro 1,2 Jl. Ki Hajar Dewantara 15 A Metro, Lampung Email: dwi_irawan12@yahoo.co.id 1 , kmsridhuan@yahoo.co.id 2

## Abstract
The  reserve  lack  of  fossil  fuels  as  a  source  of  energy  in  contrast  to  increasing  the energy demand growth as human populations, especially in indonesia. Biogas as renewable energy  environmentally  friendly  could  be  one  of  solutions  to  current  permasalah  energy. Biogas produced with the help of bacteria metanogen or metanogenik. Biogas produced by take  waste  farm  will  bring  value  more.  Waste  management  done  with  better  than  it  can prevent  the  environmental  pollution  also  provide  added  value  of  business  cattle  or  the cultivation  of  fish.  If dirt shaped mud and it is  not  so levels  soon  cleared ammonia  in  the water would rise and can threaten survival ikan-ikan preserved. The purpose of this study is to  find influence temperature mesofilik against  the rate of  flow of  biogas and hasill flame biogas.  The  method  do  first  is  preparing  equipment  for  making  a  series  of  using  drigen biogas, with varying temperature that 30 0 C mesofilik, 35 0 C, 40 0 C. The result showed, the rate of  flow of  treatment  t1  biogas 736,8 ml/day, as for treatment  t2  the rate of  flow of  biogas 774,8 ml/day, and treatment t3 the rate of flow of biogas 748,75 ml/day and potential biogas 1,8719 ml / liters of raw materials with the same pressure on all the treatment 101.570,25 N/m 2 . The fiery show results flame blue biogas resulting from all treatment.The result showed treatment temperature impact on the rate of flow of biogas and results flame biogas.
Keywords: Temperature, Mesofilik, Biogas

## PENDAHULUAN
Minyak bumi adalah bahan bakar fosil yang tidak dapat diperbaharui, tetapi bahan bakar minyak masih menjadi pilihan utama sehingga  akan  mengakibatkan  menipisnya cadangan  minyak  bumi.  Sementara  gas bumi  dan  energi  alternatif  lainnya  belum dimaksimalkan pemanfaatannya.
Cadangan  minyak  Indonesia  hanya  tersisa sekitar  9  milliar  barel.  Apabila  terus dikonsumsi  tanpa  ditemukannya  cadangan minyak  baru,  diperkirakan cadangan minyak  yang dimiliki oleh  Indonesia  akan habis dalam dua dekade mendatang [1].
Berbagai kasus pencemaran lingkungan dan  memburuknya  kesehatan  masyarakat yang  terjadi  dewasa  ini  diakibatkan  oleh limbah  dari  berbagai  kegiatan  industri,
rumah  sakit,  pasar,  restoran  hingga  rumah tangga. Hal ini disebabkan karena penanganan dan pengolahan limbah tersebut  belum  mendapatkan  perhatian serius.  Kebanyakan  dari  limbah  tersebut biasanya langsung dibuang tanpa pengolahan  terlebih  dahulu.  Limbah  atau kotoran terurai juga dapat menyumbangkan emisi  gas  rumah  kaca  yaitu  gas  metana (CH 4 ).
Pengelolaan  limbah  yang  dilakukan dengan  baik  selain  dapat  mencegah terjadinya  pencemaran  lingkungan  juga memberikan nilai tambah  terhadap  usaha ternak  [2].  Di  Indonesia  banyak  sekali sentral  ikan  air  tawar,  hampir  disetiap daerah  mempunyai  usaha  perikanan  air tawar,  tetapi  limbahnya  masih  belum
dimanfaatkan dengan baik. Pada umumnya pembuangan limbah kolam akan dilakukan dua – tiga minggu sekali dengan membuang air  pada  bagian  dasar  yang  merupakan limbah  yang  berasal  dari  kotoran  ikan ( feses )  dan  sisa  pakan.  Jika  kotoran berbentuk  lumpur  pekat  ini  tidak  segera dibersihkan  maka  kadar  amonia  dalam  air kolam akan meningkat dan dapat mengancam kelangsungan hidup ikan-ikan yang dipelihara [3].
Suhu  merupakan  salah  satu  parameter yang  berpengaruh  pada  proses  dekomposi anaerob  bahan  organik  dan  produksi  gas. Peningkatan  suhu  dimaksudkan  untuk mempercepat  laju  perombakan,  sehingga menghasilkan gas lebih optimal dan proses perombakan lebih efisien [4]. Ada 3 kondisi suhu  pada  proses  pencernaan  anaerobik yaitu,  Kondisi  psikoprilik  bekerja  pada rentan 10-18 0 C, Kondisi mesofilik bekerja pada  rentan  suhu  20-45 0 C,  dan  Kondisi termofilik  bekerja  pada  rentan  suhu  50- 70 0 C [5].

## KAJIAN LITERATUR

## 1. Biogas
Biogas  merupakan  campuran  antara gas-gas  yang  dihasilkan  dari  proses penguraian anaerob (tanpa  udara)  atau fermentasi  dari  material  organik  seperti kotoran  hewan,  lumpur  kotoran,  sampah padat  atau  sampah  terurai.  Biogas  dapat dihasilkan pada hari ke 4-5 sesudah digester terisi penuh dan mencapai puncaknya pada hari ke 20-25 [6]. Dalam proses pembuatan biogas,  sumber  bahan  baku  atau  limbah yang  digunakan  akan  mempengaruhi kualitas  dan  kuantitas  biogas yang dihasilkan [4]. Proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah
mikroorganisme, terutama
bakteri
metanogen.
Terdapat  tiga  kelompok  bakteri  yang berperan  dalam  proses  pembentukan biogas, [6] yaitu:
1. Kelompok bakteri
fermentatif:
Steptococci , Bacteriodes ,  dan  beberapa jenis Enterobactericeae
2. Kelompok bakteri asetogenik:
Methanobacillus, Desulfovibrio dan sebagainya.
3. Kelompok bakteri metana: Mathanobacterium , Mathanobacillus ,
Methanosacaria , dan Methanococcus .
Kandungan  utama  dari  biogas  adalah gas metana (CH 4 ) 54-70%, karbondioksida (CO 2 )  27-35%,  karbon  monoksida  (CO) 0,1%,  oksigen  (O 2 )  0,1%,  nitrogen  (N), hidrogen  (H 2 )  dan  hidrogen  sulfida  (H 2 S) [9].  Sedangkan  dari  sumber  lainnya kandungan  gas  lainnya  yang  terkandung dalam  biogas  dapat  dilihat  pada  tabel dibawah ini.
Tabel 1. Komposisi Senyawa Biogas [7].
Senyawa Rumus Kimia Kadar (%) Metana CH 4 50-70 Karbondioksida CO 2 30-40 Hidrogen H 2 5-10 Nitrogen N 2 1,2 Uap air H 2 O 0,3 Hidrogen Sulfida H 2 S Sisa
Tabel 2. Nilai Kesetaraan Biogas dengan Sumber Energi Lain Tiap 1 m 3
[7]. No Energi Lain Nilai Kesetaraan 1 LPG 0,46 Kg 2 Solar 0,62 Liter 3 Bensin 0,52 Liter 4 Minyak Tanah 0,80 Liter 5 Kayu Bakar 3,5 Kg 6 Gas Kota 1,5 m 3

## 2. Temperatur
Pada  umumnya  terdapat  dua  kondisi suhu  pada  proses  fermentasi  anaerobik, yaitu  pada  kondisi  suhu  mesofilik  dan kondisi suhu termofilik. Pada kondisi suhu mesofilik,  suhu  bekerja  pada  kisaran  28  – 45 0 C  dengan  kondisi  suhu  optimum  35  - 45 0 C  sedangkan  pada  kondisi  termofilik suhu bekerja pada kisaran 50 - 60 0 C. Suhu optimal  untuk  mikroorganisme  mesofilik adalah pada angka 35 0 C, sedangkan untuk mikroorganisme  termofilik  adalah  pada suhu 55 0 C.
Rentan  suhu  optimal  untuk  digester  di Indonesia  adalah  pada  kisaran  35 0 C  [4]. Oleh karena itu perlu pertimbangan dalam pembuatan digester anaerobik karena pada suhu  dingin  biasanya  bakteri  lebih  lambat berproses sehingga biogas yang dihasilkan mungkin lebih lama [8].
Ada  3  kondisi  suhu  pada  proses pencernaan anaerobik [5], yaitu:
1. Kondisi psikoprilik Pada kondisi ini suhu digester bekerja pada  rentan  10  -  18 0 C  dan  limbah/ sampah cair terdigestifikasi selama 30 - 52 hari.
2. Kondisi mesofilik Pada  kondisi  mesofilik  suhu  digester bekerja  pada  rentan  suhu  20  -  45 0 C, dan sampah/ limbah cair terdigestifikasi  selama  18  -  28  hari. Dibandingkan dengan kondisi termofilik,  digester  pada  kondisi mesofilik pengoperasiannya lebih mudah  tetapi  biogas  yang  dihasilkan lebih sedikit dan volume digester lebih besar.
3. Kondisi termofilik Pada kondisi termofilik digester bekerja pada rentan suhu 50 - 70 0 C dan limbah  terdigestifikasi  selama  11  -  17 hari.  Pada  kondisi  ini  biogas  yang dihasilkan lebih banyak, tetapi pengoperasiannya rumit dan mahal

## 3. Persamaan dalam Pembentukan Biogas
Persamaan yang dapat digunakan dalam menentukan  proses  pembentukan  biogas dari proses fermentasi limbah pada digester anerobik adalah sebagai berikut:
1. Persamaan tekanan biogas
Pada  percobaan  skala  laboratorium, tekanan  biogas  yang  dihasilkan  dapat dihitung  dengan  melihat  data  pada manometer  U  dan  menggunakan  data tersebut pada persamaan dibawah ini.
𝑃 𝑔𝑎𝑠 = 𝑃 𝑎𝑡𝑚 + 𝜌𝑔ℎ [9].
Keterangan:
𝑃 𝑔 = Tekanan Biogas (N/m 2 ) 𝑃 𝑎𝑡𝑚 = Tekanan udara luar (101.325N/m 2 )  = Masa Jenis air (1.000 kg/m 3 ) g   = Gravitasi (9,81m/s 2 ) h   = Perbedaan tinggi air ( 𝑚 )
2. Laju aliran produksi biogas perhari Laju  aliran  produksi  perhari  biogas yang dihasilkan dari proses fermentasi anaerob  limbah  kolam  pembesaran ikan gurame merupakan rata-rata hasil biogas  yang  diproduksi  dari  subtrat dalam  digester  selama  25  hari  waktu fermentasi.  Sehingga  untuk  mencari laju  aliran  biogas  harian  dapat diketahui  dengan  persamaan  sebagai berikut.
𝑉 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛 = 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡 Keterangan:
𝑉 𝑟 = Laju aliran biogas perhari (𝑚𝑙 ℎ𝑎𝑟𝑖 ⁄ )
𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = Volume total biogas (𝑚𝑙)
𝑡 = Lama waktu fermentasi (ℎ𝑎𝑟𝑖)
3. Potensi biogas limbah kolam pembesaran ikan gurame
Potensi biogas dapat  dianalisa dengan melakukan  perhitungan  matematis yaitu  dengan  membagi  volume  total akumulasi  biogas  yang  diproduksi dibagi  dengan  jumlah  volume  subtrat dalam  digester.  Persamaan  untuk potensi biogas limbah kolam
pembesaran ikan gurame dapat dituliskan  sebagai berikut.
𝑃 𝑏𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠 = 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑏𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑢𝑏𝑡𝑟𝑎𝑡
Keterangan:
𝑃 𝑏𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠 =Potensi biogas (𝑚𝑙 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟  (𝐵𝐵) ⁄ ) 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑏𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠 = Volume biogas total (𝑚𝑙) 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑢𝑏𝑟𝑎𝑡 = Volume subtrat (𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟)

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di
Laboratorium  Teknik  Mesin  Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Metro.
Kegiatan  penelitian  dilakukan  dengan menggunakan rancangan percobaan dengan distribusi variabel sebagai berikut :
1. T1 : perlakuan dengan suhu 30 0 C
2. T2 : perlakuan dengan suhu 35 0 C 3. T3 : perlakuan dengan suhu 40 0 C

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1. Laju Aliran Biogas
Volume  biogas  tiap  hari  bisa  dilihat pada gambar 2 dibawah ini:
a. Temperature 30 0 C
𝑉 average = 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡
𝑉 average = 18.420 𝑚𝑙
25 ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑉 average =  736.8  𝑚𝑙 ℎ𝑎𝑟𝑖 ⁄ b. Subtrat dengan suhu 35 0 C
𝑉 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛 = 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡
𝑉 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛 = 19.370 𝑚𝑙
25 ℎ𝑎𝑟𝑖
𝑉 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛
=  774,8  𝑚𝑙 ℎ𝑎𝑟𝑖 ⁄
c. Subtrat dengan perlakuan suhu 40 0 C
𝑉 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛 = 𝑉 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡
𝑉 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛 = 14975𝑚𝑙
20 ℎ𝑎𝑟𝑖
𝑉 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛 =  748,75  𝑚𝑙 ℎ𝑎𝑟𝑖 ⁄
Gambar 1. Grafik Laju aliran biogas

## 2. Nyala Api biogas
Gambar 2. Nyala api T1 30 0 C.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 5 10 15 20 25 Vo lu m e ( M l) Waktu Fermentasi (Hari) 30⁰C 35⁰C
40⁰C
Gambar 4. Nyala Api T3 40 0 C.
Dari ketiga nyala api biogas menunjukkan  hasil  nyala  api  biru  biogas yang dihasilkan dari semua perlakuan.

## KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian ini adalah 1. Laju  aliran  T1  30 0 C  sebesar  736,8 ml/hari,  laju  aliran  T2  35 0 C  774,8 ml/hari,  laju  aliran  T3  40 0 C  748,8 ml/perhari  dan  potensi  1871,9  ml/liter pada  tekanan  biogas  yang  sama  pada semua perlakuan yaitu 101.570,25 N/m 2 .
2. Hasil  uji  nyala  menunjukkan  bahwa biogas  hasil  produksi  pada  semua perlakuan  dapat  terbakar  dengan  warna api biru.

## REFERENSI
[1] Contained Energy Indonesia. 2010. Buku Panduan Energi yang Terbarukan .  Kementerian  Dalam Negeri Republik Indonesia.
[2] Kaharudin  dan  Farida  S.  2010. Petunjuk Praktis Manajemen Umum Limbah Ternak untuk
Kompos  dan  Biogas .  Kementerian Pertanian: Balai Pengkajian Teknologi Pertanian NTB. [3] Sani,  Berlin.  2014. Budidaya  Ikan Gurami . Yogyakarta: Dafa Publising. [4] Indarto,  Ex,  Khori.  2010. Produksi Biogas Limbah Cair Industri Tapioka Melalui Peningkatan Suhu dan Penambahan Urea pada Perombakan Anaerob . Skripsi Jurusan Biologi FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta. [5] Waskito,  didit.  2011. Analisa Pembangkit  Listrik  Tenaga  Biogas Dengan Pemanfatkan Kotoran Sapi di  Kawasan  Usaha  Peternakan Sapi . Tesis Fakultas Teknik Program Magister Teknik Manajemen Energi dan Ketenagalistrikan UI Salemba. [6] Irawan,  D.,  &  Khudori,  A.  (2015). Pengaruh Suhu Anaerobik Terhadap Hasil Biogas Menggunakan Bahan Baku Limbah Kolam  Ikan  Gurame. TURBO [Jurnal Teknik Mesin] , 4 (1).
[7] Agustina, Fransiska, 2011. Evaluasi Parameter  Produksi  Biogas  dari Limbah  Cair  Industri  Tapioka dalam  Bioreaktor  Anaerobik  2 Tahap .  Tesis  tidak  diterbitkan.
Semarang:  Program  Pasca  Sarjana Magister Teknik Kimia Universitas Diponegoro Semarang.
[8] Wahyono,  Edi  Hendras  dan  Nano
Sudarmo.  2012. Biogas  Energi
Ramah Lingkungan . Bogor :
Developing Collaborative Manajement  of  Cibodas  Biosphere Reserve West Java.
[9] Costa, Jaquim Da . 2011. Optimasi Produksi  Biogas  pada  Anaerobic Digester  Biogas  Type  Horizontal Berbahan  Baku  Kotoran  Sapi dengan  Pengaturan  Suhu  dan Pengadukan . Tesis Bidang
Keahlian Rekayasa Konversi Energi Program Studi Teknik Mesin fakultas  Teknologi  Industri  Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya.