## PENGARUH PERBANDINGAN ECENG GONDOK DAN KOTORAN SAPI TERHADAP PROSES FERMENTASI UNTUK MENDAPATKAN ENERGI BIOGAS
Kms. Ridhuan 1 , Hindi Norvedo 2
1 Dosen Teknik Mesin Universitas muhammadiyah Metro
2 Mahasiswa Teknik Mesin Universitas muhammadiyah Metro kmsridhuan@yahoo.co.id

## Abstract
Hyacinth  biomass  (Eicchornia  crassipes)  containing  cellulose  and  hemicellulose  at  high levels and low lignin content of potential to be used as raw material for production of  biogas. As well  biodegradatif  Cow  manure  contains  bacteria  that  can  initiate  and  sustain  the  production  of biogas and water can accelerate the growth of microorganisms and methane-producing organisms are more optimum.
This  study  aims  to  examine  the  ratio  of  water  hyacinth,  cow  dung  and  water  to  biogas production better. Water hyacinth and leaves cut approximately 2 to 3 cm, cow dung and water and put into a plastic into Kriya reactor with a capacity of 120 liters and with airtight closed anaerobic process with two different ratio 10:9:48 (kg) and 11:14 : 42 (kg) with a time of 70 days. Parameters measured pressure, volume and temperature of biogas.
The results of the study showed that the optimum ratio between the water hyacinth, cow dung and water is 11:14:42 (kg) with the highest volume of 12 492 liters and the highest pressure 109.3 kN/m 2 , as well as high-pressure hourly te 4100 N/m 2 . The difference is clearly visible, especially in the pressure measurement, the ratio of 11:14:42 (kg) is even better. The ideal fermentation time in both comparisons are even up to 60 days to 70 days biogas production but there is still very little or small. With time optimum biogas production is starting on day 7 to day 20.
Keywords: Biogas, water hyacinth, cow manure

## 1. PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  bahan  bakar  yang merupakan  sumber  energi  setiap  harinya  terus meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk. Konsumsi bahan bakar yang terus  meningkat  ini  tidak  dapat  di  imbangi dengan  ketersediaanya  yang  kian  hari  terus menipis  terutama  untuk  bahan  bakar  fosil. Pengembangan teknologi untuk energi alternatif  terus  digalakkan  salah  salah  satunya yang giat digalakkan yaitu energi biogas.
Biogas merupakan salah satu energi yang dapat  diperbarui  diproduksi  dengan  cara fermentasi  dari  berbagai  jenis  bahan  buangan dan  bahan  sisa  diantaranya  kotoran  sapi  dan eceng  gondok.    Biomassa  eceng  gondok ( Eicchornia  crassipes )  merupakan  tanaman
gulma di wilayah perairan yang hidup terapung pada  air.  Tanaman  ini  mengandung  selulosa dan  hemiselulosa  pada  kadar  tinggi  serta kandungan lignin yang rendah sangat potensial untuk  digunakan  sebagai  bahan  baku  produksi biogas (Winarni, Panggih, 2010). Dan selulosa inilah  yang  bisa  digunakan  sebagai  bahan bakar alternativ biogas. Kotoran sapi merupakan  limbah  buangan  yang  dapat menimbulkan pencemaran lingkungan
terutama  baunya  yang  sangat  menyengat.
Kotoran sapi mengandung
bakteri biodegradatif yang dapat memulai dan menyokong  produksi  biogas (M.  Sayago, 2008).
Campuran  eceng  gondok,  kotoran  sapi dan air yang difermentasi dalam suatu ruangan yang  hampa  udara  dengan  perbandingan
campuarn  yang  sesuai  dari  ketiga  unsur tersebut akan menghasilkan  gas methan biogas yang  maksimum.  Aktivitas  mikroorganisme yang  berperan  dalam  proses  fermentasi pembentukan  biogas  sangat  tergantung  dari imbangan
C/N (Carbon/Nitrogen). Mikroorganisme  perombak  dapat  beraktivitas secara  optimum  jika  imbangan  C//N  tingggi pada  bahan  organik  akan  menyebabkaan produksi  metan  yang  rendah.  Pasalnya,  bahan dengan imbangan C/N tinggi hanya mengandung  nitrogen  dengan  kadar  rendah
(Agus  Krisno,2011) .  Padahal,  nitrogen  sangat dibutuhkan  sebagai  sumber  energi  untuk perkembangbiakan  mikroorganisme  pengurai Karena  itu,  perbandingan  campuran  yang sesuai eceng gondok, kotoran sapi dan air yang sesuai  akan  sangat  mempengaruhi  tingkat pertumbuhan  gas  methan  (biogas)  yang optimum.
Untuk    menghasilkan  biogas,  eceng gondok  difermentasikan  terlebih  dahulu  agar terbentuk  gas  methan.  Eceng  gondok  yang digunakan  harus  dirajang  atau  dihaluskan sebelumnya  agar  gas  metan  yang  dihasilkan optimum. Sebelum dimasukan kedalam digester,  eceng  gondok  yang  telah  dirajang atau  dihaluskan  dicampur  dengan  air  dengan ukuran  tertentu.  Air  berperan  penting  dalam proses  biologis  pembuatan  biogas.  Artinya jangan terlalu banyak (berlebihan) juga jangan terlalu sedikit . ( Randy Alfatih :2011_ Online ) Biogas  merupakan  campuran  gas  yang dihasilkan  oleh  bakteri  metanogenik  yang terjadi  pada  matrial  –  matrial  yang  dapat terurai secara alamiah dalam kondisi anaerobik dalam  proses  pembentukannya  biogas  harus melalui  tiga    tahapaan  yaitu  hidrolisasi, pengasaman dan metanogenesis (Indri Vaselina H.,2007).  Biogas  ini  terdiri  dari  gas  metan  ( )  dan  karbondioksida  ( )  pada umumnya proses produksi biogas
menggunakan  alat  yang  disebut  reactor  biogas (digester) yang dirancang kedap udara
sehingga proses
penguraian
oleh
mikroorganisme dapat berjalan optimal.
Proses  pembentukan  biogas  dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
1. Temperatur yang  tinggi  akan  akan memberikan hasil biogas yang baik namun suhu  tersebut  sebaiknya  tidak  boleh
melebihi  suhu  kamar  yaitu  berkisar  20  – 40 ºC.
2. Jenis  bahan  organik  (Campuran  Substrat ) yang digunakan dapat berpengaruh terhadap  lama  waktu  fermentasi  oleh bakteri.
3. Bakteri  anaerobik  membutuhkan  nutrisi (unsur  hara)  sebagai  sumber  energi  yang mengandung nitrogen, fosfor,  magnesium, sodium, mangan, kalsium dan kobalt.
4. Pada  dekomposisi  anaerob  faktor  pH (tingkat keasaman) sangat berperan, karena  pada  rentang  pH  yang  sesuai  yaitu antara 6,2 sampai 7,6.
5. Cairan  pemula  (starter)  diperlukan  untuk mempercepat  proses  perombakan  bahan organik  hingga  menjadi  biogas.  starter  ini harus  mengandung  bakteri  metan  yang disebut starter.
6. Rasio  C/N  adalah  perbandingan  kadar
Karbon  dan  kadar  Nitrogen  dalam  suatu bahan sekitar 25 – 30 maka mikrooganismen perombak dapat
beraktivitas secara optimum.
7. Proses  fermentasi  limbah  didalam  tangki pencerna  dapat  berlangsung  60  –  90  hari, tetapi  menurut  Sahidu  (1983)  hanya berlangsung 60 hari saja dengan terbenuknya biogas pada hari ke 5 dengan suhu pencerna 28
. Namun menurut (M. Sayago,  2008). biogas  terbentuk  sekitar  10 – 20 hari.
Reaktor  biogas  (Digester)  merupakan suatu  instalasi  kedap  udara  dimana  proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme dalam  keadaan anaerob untuk menghasilkan biogas. Didalam digester (reaktor)  juga  tempat terjadinya  proses dikomposisi  bahan-bahan  organik.  Disamping itu  digester  biogas  dapat  mengurai  emisi  gas metana  yang  salah  satunya  menimbulkan  efek gas rumah kaca.
Sistem  produksi  biogas  dibedakan  menurut cara pengisian bahan  bakunya :
a. Pengisian curah ( Bacth feeding) merupakan  jenis  digester  yang  sistem pengisian bahan baku organiknya
dilakukan  hanya  sekali  sampai  penuh, kemudian ditunggu sampai biogas dihasilkan. ( Wahyuni Sri : 2009 )
b. Continuous  feeding adalah  jenis  digester yang  sistem  pengisian  bahan  bakunya dilakukan  secara  kontinyu  (setiap  hari) tiga hingga empat  minggu sejak pengisian awal,  tanpa  harus  mengelurkan  bahan yang sudah dicerna. ( Ana Nurhasanah, dkk : 2012_Online )

## Bagian Bagian Utama Digester Biogas
1. Reaktor  merupakan  tempat  tampungan, pencampuran  dan  fermentasi  bahan  baku eceng gondok, kotoran sapi dan air.
2. Slurry Masuk dan keluar berfungsi sebagai saluran  masuk  bahan  baku  pembuatan biogas  (slurry).  Dan  residu  keluar  adalah saluran  keluar  slurry  yang  sudah    tidak terpakai  lagi  atau  saluran  pengeluran limbah hasil fermentasi didalam reaktor.
3. saluran  gas  yaitu  saluran  pengeluran  gas yang  telah  dihasilkan  didalam  reaktor biogas  lalu  dihubungkan  melalui  selang kemudian disalurkan ke penampung biogas.
4. Saluran  pembuangan  gas  atau  udara  yang ada di dalam reaktor yang tidak berguna.
5. Biogas storage yaitu tempat penampungan biogas  yang  dihasilkan  setelah  proses fermentasi dari rektor (digester).
6. Kompor  gas  untuk  menguji  biogas  yang telah  dihasilkan  dari  proses  fermentasi. (Yusuf  Zailana, dkk. 2011)

## Gambar 1.  Rangkaian reaktor biogas

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  bahan  baku eceng  gondok,  kotoran  sapi  dan  air  dengan perbandingan  10:9:48(kg)  dan  11:14:42kg). Menggunakan  drum  sebagai  reactor  dengan kapasitas 120 liter yang dilengkapi sisi saluran masuk  dan  sisi  saluran  keluar  bahan  baku untuk fermentasi dengan diameter pipa 2 inch. Ada saluran keluar biogas ke tempat penampungan.  Dan  saluran  buang  gas  sisa. Terdapat  juga  alat  ukur  tekanan  presser  gauge dan  manometer  U,  dan  termometer  untuk mengukur temperature. Juga dilengkapi dengan katup untuk mengatur buka tutup saluran.

## Pembuatan Digester
a) Siapkan  drum  plastik  dengan  kapasitas 120 liter sebagai reactor untuk fermentasi
b) Buat  bagian  saluran  masuk  dari  reactor sebagai  tempat  memasukan  bahan  eceng gondok dan kotoran sapi pipa 2 inch.
c) dan  satu  saluran  keluar  untuk  membuang sisa/ampas eceng gondok dan kotoran sapi yang  sudah  difermentasi  dengan  pipa  2 inch.
d) Buat  satu  saluran  keluar  biogas  untuk mengalirkan  biogas  yang  dihasilkan  ke penampungan
e) Dan  satu  bagian  lagi  untuk  saluran  gas buang  atau  udara  masing-masing  dengan pipa ¾ inch.
1 3 4 2 6
f) Buat satu bagian tempat pressergauge atau manometer  untuk  mengukur  tekanan  yang terjadi di dalam reactor.
g) Dan  buat  satu  bagian  tempat/lobang termometer  untuk  mengukur  temperatur udara yang terjadi di dalam reaktor
h) Siapkan  tempat  tampungan  biogas  yang telah  di  fermentasi  dari  plastik  yang terhubung dengan reaktor.

## Pengujian Alat Degister
a) Siapkan  bahan  baku  eceng  gondok, kotoran sapi dan air
b) Cacah/potong-potong eceng gondok dengan panjang 2-3 cm
c) Kemudian  masukkan  bahan  baku  tersebut ke dalam reaktor pencampur/ penampungan.  Masukkan  juga  air  dan kotoran sapi dengan masing-masing persentse perbandingan yang telah ditentukan,    pada  reaktor  pertama  dengan perbandingan  yaitu  10:9:48(kg)  Eceng gondok  cacah,  kotoran  sapi  dan  air    dan pada  reaktor  ke  dua  yaitu  dengan perbandingan 11:14:42(kg).
d) Amati  dan  catat  setiap  perubahan  data yang ada seperti tekanan,  temperature dan volume  biogas  yang  dihasilkan  untuk setiap harinya.

## Pengujian Biogas
a) Buka kran utama dari  reactor/digester
b) Kemudian  biogas  akan  mengalir  melalui selang ke penampungan biogas
c) Dari  penampungan  biogas  kemudian dialirkan  melalui  selang  menuju  kompor pengujian.
d) Buka  kran  dan  hidupkan  apinya  dengan korek api.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil penelitian  terlihat  pada table 1 dan  2  bahwa  perbandingan  campuran  antara eceng  gondok,  kotoran  sapi  dan  air  yaitu pertama  10:9:48(kg)  dan  kedua  11:14:42(kg) memberikan pengaruh mulainya pada hari ke-5 menghasilkan volume dan tekanan biogas yang masing-masing perbandingan bahan baku pada reactor  hingga  hari  ke-20.  Hal  ini  dapat  lihat
pada  Tabel  dan  Grafik  ke  dua  bentuk perbandingan bahan baku pada reactor fermentasi.
Tabel  1.  Volume  biogas  pada  perbandingan pertama 10:9:48(kg) Waktu (hari) Temperatur ( ) Volume (Liter) 10 30 52,3 20 30 122,1 30 30 93,5 40 29 74,4 50 29 98,2 60 30 97,6 70 29 58,1 Tabel  2.  Volume  biogas  pada  perbandingan kedua 11:14:42(kg) Waktu (hari) Temperatur ( ) Volume (Liter) 10 30 113,3 20 30 124,9 30 29 82,7 40 30 97,9 50 31 89,6 60 30 85,4 70 30 52,3
Dari  gambar  2.  terlihat  bahwa  puncak produksi biogas  hanya  sampai pada hari ke-20 saja  sebesar  120  liter,  selanjutnya  cenderung menurun.  Pada  perbandingan  pertama  yaitu 10:9:48  (kg)  volume  biogas  pada  10  pertama baru  mencapai  52,3  Liter  namun  untuk perbandingan  kedua  11:14:42(kg)  volumenya sudah cukup besar yaitu 113,3 liter. Untuk hari ke-20  volume  kedua  perbandingan  terlihat
hampir  sama,  namun  perbandingan  pertama terlihat  meningkat  sangat  besar,  berbeda dengan  perbandingan  kedua  yang  tidak  begitu besar kenaikan.
Gambar 2. grafik perbandingan volume biogas terhadap  hari  untuk  masing-masing perbandingan.
Memasuki hari ke-30
kedua perbandingan  terlihat  turun  cukup  derastis sekitar  90  an  liter.  Hal  sebaliknya  terjadi  pada hari  ke-40  dimana  perbandingan  pertama terlihat  tetap  turun,  namun  berbeda  untuk perbandingan  yang  kedua  terjadi  kenaikan. Pada  hari  ke-50  terjadi  hal  yang  berbeda dengan hari  ke-40  yaitu perbandingan pertama yang  meningkat,  tetapi  perbandingan  kedua turun.  Dan  untuk  hari  ke-40  terlihat  kedua perbandingan cendrung konstan namun perbandingan pertama sedikit turun. Dan untuk 10 hari terakhir  yaitu hari  ke-70 terlihat kedua perbandingan  sama  sama  turun  cukup  drastis, ini  berarti  produktifitas  biogas  sudah  mulai habis.
Bedarsarkan  hasil  penelitian  terlihat bahwa  perbandingan  yang  kedua  terlihat  lebih baik  dan  lebih  stabil  dibanding  dengan perbandingan pertama. Untuk waktu permentasi  terlihat  masa  produktif  hingga sampai  hari  ke  63  saja,  walaupun  pertubuhan biogas masih ada namun sangat sedikit sekali.
Tabel  3.  Tekanan  biogas  yang  dihasilkan terhadap  hari  pada  masing-masing perbandingan No. Hari ke 10:9:48 (kg) 11:14:42 (kg) 1. 0 101.37 101.37 2. 4 102.79 105.40 3. 8 103.57 108.58 4. 12 105.34 109.34 5. 16 105.38 108.58 6. 20 107.18 109.31 7. 24 108.16 109.31 8. 28 108.47 109.02 9. 32 108.57 109.11 10. 36 108.52 109.20 11. 40 108.67 109.31 12. 44 108.82 109.25 13. 48 108.85 109.31 14. 52 108.98 108.90 15. 56 108.94 108.87 16. 60 108.72 108.77 17. 64 108.01 108.26 18. 68 107.39 107.81 19. 70 106.87 107.32
Gambar 3. Grafik Pertumbuhan tekanan biogas terhadap  hari  untuk  masing-masing perbandingan.
Pada  gambar  3  terlihat  kenaikan  tekanan yang  cukup  besar  pada  perbandingan  kedua 11:14:42(kg)  yaitu  pada  hari  ke-5  hingga-15
Volume - Hari 0 30 60 90 120 150 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Hari Vo lu m e (L ite r ) 10:9:48 (kg) 11:14:42 (kg)
Tekanan - Hari 100 102 104 106 108 110 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Hari V ol um e ( Li t e r ) 10:9:48 (kg) 11:14:42 (kg)
sebesar  109,3  kN/m 2 .  Memasuki  hari  ke-20 sedikit  menurun,  kemudian  naik  lagi  lalu cenderung konstan hingga hari ke-45. memasuki  hari  ke-50  tekanan  sedikit  menurun lalu  cenderung  naik  hingga  hari  ke-63  dan kemudian  tekanan  menurun  seterusnya  hingga hari ke-70.
Untuk  pebandingan  pertama  10:9:48(kg) terlihat  tekanan  mulai  naik  pada  hari  ke-8  dan terus  naik  hingga  hari  ke-30  sebesar  108,6 kN/m 2 lalu  cendrung  konstan  dan  sedikit  naik terus hingga hari ke-53 sebesar 109 kN/m 2 , lalu tekanan turun sedikit saat memasuki ke-57 dan sedikit  naik  hingga  hari  ke-62  kemudian seterusnya tekanan turun hingga hari ke-70.
Hasil  volume  biogas  keseluruhan  yang didapat  dari  pengujian  untuk  masing-masing perbandingan  yaitu  Perbandingan  pertama 10:9:48  (kg)  sebanyak  596,2  liter  dan  untuk perbandingan  kedua  11:14:42  (kg)  sebanyak 646,2  liter.  Dengan  demikian  perbandingan yang kedua menghasilkan volume biogas yang lebih banyak.
Untuk  kondisi  temperatur  terlihat  dari pengukuran  bahwa  perubahan  yang  terjadi pada  masing-masing  perbandingan  baik  yang pertama  maupun  kedua  tidak  jauh  berbeda. Untuk perbandingan pertama perubahan temperature  yang  terjadi  berkisar  29ºC  sampai 30ºC.  Namun  untuk  perbandingan  kedua terlihat  sedikit  berbeda  yaitu  29ºC  sampai 31ºC.
Gambar 5. Reaktor biogas

## 4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Perbandingan  yang  lebih  baik  yaitu 11:14:42  (kg),  dengan  volume  tertinggi 124,9  liter  dan  tekanan  tertinggi  109,3 kN/m 2 .  Dengan  total  volume  biogas sebanyak 646,2 liter.
2. Waktu fermentasi yang ideal atau produktif  pada  kedua  perbandingan    yaitu hingga  hari  ke  60,  walaupun  total  hari hingga  ke  70  namun  produksi  biogas sudah  sangat  menurun  atau  sedikit  sekali. Produksi  biogas  yang  sangat  baik  terjadi pada hingga hari ke 22.
3. Pertumbuhan tekanan biogas yang dihasilkan pada kedua perbandingan, pada perbandingan  11:14:42(kg)  yaitu  jumlah eceng gondok dan kotoran sapi yang lebih banyak menunjukkan hasil yang lebih baik dimana tekanan dan volumenya mengalami  kenaikan  secara  signifikan sampai  hari  ke  lima  belas,  terutama  pada perbandingan tekanan perjamnya. Selanjutnya pertumbuhan biogas cendrung stabil hingga hari ke enam puluh. Berbeda dengan  perbandingan  10:9:48(kg)  dimana terdapat hasil yang kurang baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ana  Nurhasanah,  dkk.  2009.  “ Perkembangan Digester Biogas DiIndonesia “ Litbang Deptan. Online_ http://ntb.litbang.deptan. go.id/2006/NP/perkembangandigester.d oc [2] Agus  Krisno.  2011.  “ Pemanfaatan Fermentasi pada Bakteri Limbah Kotoran Organisme untuk Menghasilkan  Alternatif  Bahan  Bakar Masa Depan “. Online _ http://aguskrisnoblog.wordpress.
com/2011/11/18/pemanfaatan- fermentasi-pada-bakteri-menggunakan- limbah-kotoran-organisme-untuk- menghasilkan-alternatif-bahan-bakar- masa-depan/
[3] Indri  Vaselina  Harahap.  2007.  “ Uji Beda  Komposisi  Campuran  Kotoran
Sapi  Dengan  Beberapa  Hasil  Limbah Pertanian Terhadap Biogas yang Dihasilkan  “. Fakultas Pertanian Universitas Sumatra Utara. Online_ repository.usu.ac.id/bitstream/12 3456789/7524/1/09E00510.pdf_1
[4] M.  Sayago.  2008. “  Ketika  Minyak Tanah  Menjadi  Barang  Langka  Bagi
Masyarakat.  Biogas  yang  Dihasilkan dari  Eceng  Gondok  Bisa  Menjadi Solusinya“.Online_ http://lingkunganhija u-noor.blogspot.com/2008/03/biogas- eceng-gondok.html [5] Randy    Alfatih.  2011. “  Pemanfaatan
Gulma Eceng Gondok Sebagai Biogas“. Online _http://randyalfatih.blogspot.com /2011/06/pemanfaatan-gulma-eceng- gondok-sebagai-biogas.html
[6] Wahyuni  Sri.  2011. “  Menghasilakn Biogas  Dari  Aneka  Limbah  “. Bogor  :
Agro Media.
[7] Winarni, Panggih dkk . “Produksi
Biogas  Dari  Eceng  Gondok” Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP ITS
[8] Yusuf    Zailana,  dkk.  2011  . “ Pembuatan  Biogas  Kimia  Terapan  “. Politeknik Negri Bandung. Online_http://yusufzae.blogspot.com/20 12/02/makalah-pembuatan biogas.html