## PENGARUH WAKTU FERMENTASI TERHADAP PERSENTASE
PENYISIHAN CHEMICAL OXYGEN DEMAND (COD) CAMPURAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAPIOKA DAN AIR
Umayi Belladiana, Wan Rizki Ansari, Setiaty Pandia Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater Kampus USU Medan 20155, Indonesia
Email : ubelladiana@yahoo.com

## Abstrak
Penelitian  pengaruh  waktu  fermentasi  terhadap  persentase  penyisihan  chemical  oxygen  demand  (COD)  campuran limbah  cair  industri  tapioka  dan  air  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  kualitas  dan  kuantitas  gas  bio  yang dihasilkan  dari  limbah  cair  industri  tapioka  yang  dikombinasikan  dengan  air.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan mengkombinasikan  limbah  cair  industri  tapioka  dengan  air  pada  beberapa  komposisi  yaitu  100:0;  85:15  ;  65:35  ; 50:50  ;  35:65  ;  15:85  (v/v  )  dengan  starter  kotoran  sapi  di  dalam  digester  anaerobik  sistem  batch  selama  24  hari dengan  pH  netral.  Persentase  penyisihan  COD  optimum  yaitu  pada  rasio  limbah  cair  industri  tapioka  dan  air  15:85 dengan nilai 42,14% dimana nilai COD pada hari ke-0 adalah 1723 mg/L setelah hari ke-24 adalah 997 mg/L.
Kata kunci: limbah cair industri tapioka, air, digester anaerob,  COD

## Abstract
Study about the effect of fermentation time on the percentage removal of chemical oxygen demand (COD) a mixture of tapioca liquid industrial waste and water that aims to determine the effect of water quality and quantity of bio-gas generated  from  tapioca  industrial  wastewater  combined  with  water.  The  research  was  conducted  by  combining tapioca industrial wastewater with water on several compositions, namely 100: 0; 85:15; 65:35; 50:50; 35:65; 15:85 (v  /  v)  with  cow  dung  starter  in  the  batch  anaerobic  digester  systems  for  24  days  with  a  neutral  pH.  The  optimum percentage of allowance for COD at the ratio of tapioca  liquid industrial waste and water at  15:85 with a value of 42.14% where the value of COD on day 0 was 1723 mg / L after day 24 was 997 mg / L .
Keywords: tapioca industrial wastewater, water, anaerobic digesters, COD

## Pendahuluan
Tumbuh  dan  berkembangnya  industri- industri  di  Indonesia  membantu  peningkatan perekonomian  dan  kesejahteraan  masyarakat Indonesia,  tetapi  disisi  lain  menimbulkan  dampak yang  kurang  baik  bagi  lingkungan,  yaitu  adanya limbah yang dihasilkan sebagai hasil samping dari suatu  proses  pengolahan  dalam  industri.  Limbah yang dihasilkan tersebut kadang kurang diperhatikan  oleh  pengelola  industri  dengan  kata lain dibuang begitu saja tanpa melalui pengolahan limbah  terlebih  dahulu,  sehingga  membawa beberapa efek buruk bagi lingkungan [18].
Salah  satu  dari  energi  terbarukan  adalah biogas. Biogas memiliki peluang yang besar dalam perkembangannya.  Energi  biogas  dapat  diperoleh dari  air  buangan  rumah  tangga,  kotoran  cair  dari peternakan,  sampah  organik  dari  pasar,  industri makanan  dan  sebagainya  [17].  Pada  dasarnya limbah dapat mengalami perubahan secara biologis sehingga dapat dikonversikan ke produk lain [1].
Perumusan  masalah  dalam  penelitian  ini adalah  sejauh  mana  limbah  cair  dari  industri tapioka yang hanya dibuang begitu saja ke tempat pembuangan  dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan baku  gas  bio  menggunakan  digester  anaerobic sistem batch dan pengaruh adsorben kulit ubi kayu
terhadap  cairan  dari outlet sehingga  memenuhi baku mutu limbah cair.
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui  kualitas  dan  kuantitas  gas  bio  yang dihasilkan  dari  limbah  cair  industri  tapioka  yang dikombinasikan dengan air menggunakan bioreaktor  anaerobik  sistem  batch  pada  rasio tertentu  dan  mengetahui  pengaruh  penambahan adsorben  kulit  ubi  kayu  terhadap  parameter  TSS (Total  Suspended  Solid)  cairan  dari  outlet sehingga memenuhi baku mutu limbah cair.

## Teori
Ubi  kayu  ( Mannihot esculenta )  termasuk tumbuhan  berbatang  pohon  lunak  atau  getas (mudah  patah).  Ubi  kayu  berbatang  bulat  dan bergerigi  yang  terjadi  dari  bekas  pangkal  tangkai daun,  bagian  tengahnya  bergabus  dan  termasuk tumbuhan  yang  tinggi.  Ubi  kayu  bisa  mencapai ketinggian 1-4 meter. Pemeliharaannya mudah dan produktif. Ubi kayu dapat tumbuh subur di daerah yang  berketinggian 1200  meter  di atas  permukaan air  laut.  Daun  ubi  kayu  memiliki  tangkai  panjang dan  helaian  daunnya  menyerupai  telapak  tangan, dan  tiap  tangkai  mempunyai  daun  sekitar  3-8 lembar.  Tangkai  daun  tersebut  berwarna  kuning, hijau atau merah [5].
Adapun proses pembuatan tepung tapioka di mulai dari proses pengupasan, pencucian,
pemarutan, pemerasan, pengendapan dan pemisahan pati, pengeringan, penggilingan, pengemasan serta menjadi tepung tapioka [6].
Adapun  limbah  yang  dihasilkan  dari pembuatan  tepung  tapioka  berupa  limbah  padat, cair dan gas yang mampu meracuni lingkungan [5]. Limbah  padat  akan  menimbulkan  bau  yang  tidak sedap,  apabila  tidak  ditangani  dengan  tepat. Limbah  cair  akan  mengalami  dekomposisi  secara alami  di  badan-badan  perairan  dan  menimbulkan bau yang tidak sedap. Bau tersebut dihasilkan pada proses  penguraian  senyawa  mengandung nitrogen, sulfur  dan  fosfor  dari  bahan  berprotein  [2]. Penanganan  yang  kurang  tepat  terhadap  hasil buangan  padat  dan  cair  akan  menghasilkan  gas yang dapat mencemari udara [7].
Gas  bio  adalah  gas  yang  dihasilkan  oleh aktifitas  anaerobik  atau  fermentasi  dari  bahan bahan  organik  termasuk  diantaranya  kotoran manusia  dan  hewan,  limbah  domestik,  sampah biodegradable  atau  setiap  limbah  organik  yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon  dioksida  [12].  Tidak  seperti  bentuk  lain dari  produksi  energi  terbarukan,  produksi  energi biogas relatif sederhana dan dapat beroperasi pada skala  kecil  dan  besar  baik  perkotaan  dan  di lokasi pedesaan,  tidak  ada  batasan  geografis  untuk  kerja teknologi ini [4].
Biogas merupakan bahan bakar yang bersih yang  dapat mengurangi  kerusakan mata  dan  paru- paru  [15].  Biogas  hanya  dapat  terbakar  apabila kandungan  metana  di  dalamnya  mencapai  45% atau lebih [13].
Arang yang merupakan residu dari peruraian  bahan  yang  mengandung  karbon sebagian  besar  komponennya  adalah  karbon  dan terjadi  akibat  peruraian  panas.  Proses  pemanasan ini dapat dilakukan  dengan  jalan memanasi  bahan langsung  atau  tidak  langsung  di  dalam  timbunan, kiln, retorn, dan tanur [3].

## Metodologi Penelitian Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan  adalah  limbah  cair industri  tapioka  dan  air  sebagai  bahan  baku, sebagai  bahan  pembantu  digunakan  inokulum bakteri  anaerobik  yang  berasal  dari  kotoran  sapi yang  dicampur  dengan  air  dengan  perbandingan 1:1  yaitu  25%  dari  volume  reaktor  terisi  (500  L) dan  glukosa.  Alat  utama  yang  digunakan  adalah digester anaerobik untuk proses fermentasi. Proses Pembuatan Gas Bio Limbah  cair  industri  tapioka  dan  air dimasukkan  ke  dalam  tangki  digester  yang memiliki  volume  500  L  dengan  variasi  komposisi limbah cair : air adalah 100:0; 85:15; 65:35; 50:50;
35:65;  dan  15:85  (dalam  %  volume).  Kemudian ditambahkan starter (kotoran sapi) dan difermentasikan.  Tangki  digester  dihubungkan dengan bladder (tempat  penampungan  gas) sehingga  gas  yang  terbentuk  akan  masuk  ke bladder .  Volume  gas  diukur  pada  hari  fermentasi ke-21.  Bakteri  anaerobik  yang telah  diaklimatisasi dicampur  dengan  limbah  dengan  perbandingan jumlah  limbah  :  kotoran  sapi  adalah  75  :  25  (dari perancang  digester),  lalu  diamati  parameter- parameter  percobaan  yaitu Chemical  Oxygen Demand (COD).  Interval  pengamatan  yang dilakukan dalam penelitian ini setiap 3 hari sekali.
Penentuan Konsentrasi Chemical Oxygen Demand (COD)
10  mL  sampel  yang akan  diuji  dimasukkan ke dalama Erlenmeyer 250 mL. Ditambahkan 0,2 g H 2 SO 4 dan  beberapa  batu  didih.  Ditambahkan  5 mL  larutan  Kalium  dikromat  (K 2 Cr 2 O 7 )  0,25  N. Ditambahkan  15  mL  pereaksi  asam  sulfat-  perak sulfat perlahan-lahan sambil didinginkan dalam air pendingin.  Dihubungkan  dengan  pendingin leibig dan  didihkan  di  atas hot  plate selama  2  jam. Didinginkan  dan  dicuci  bagian  dalam  dari pendingin dengan air suling hingga volume sampel menjadi  lebih  kurang  70  mL.  Dinginkan  sampai temperatur  kamar,  ditambahkan  indikator  ferroin 2-3  tetes,  dititrasi  dengan  larutan  FAS  0,1  N sampai warna merah kecoklatan, dicatat kebutuhan larutan  FAS.  Dilakukan  kembali  langkah-langkah diatas  terhadap  air  suling  sebagai  blanko.  Dicatat kebutuhan  larutan  FAS.  Dianalisis  blanko  ini sekaligus  dilakukan  pembakuan  larutan  FAS  dan dilakukan setiap penentuan COD.
Kadar  Chemical  Oxygen  Demand  (COD) dapat dilihat pada persamaan (1)
COD (mg/L O 2 ) = …………….(1) Dimana :
A  =  volume  larutan  FAS  yang  dibutuhkan  untuk blanko, mL;
B  =  volume  larutan  FAS  yang  dibutuhkan  untuk contoh, mL;
N = normalitas larutan FAS. Hasil dan Pembahasan Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Persentase  Penyisihan    Chemical  Oxygen Demand (COD) Pengaruh waktu fermentasi terhadap persentase  penyisihan  COD  dapat  dilihat  pada gambar 1.
Gambar  1.  Pengaruh  Waktu  Fermentasi Terhadap  %  Penyisihan  COD  (COD- remove ) Pada Beberapa Komposisi Sampel
Dari  gambar  1  dapat  dilihat  bahwa  waktu fermentasi  terhadap  %  penyisihan  COD  (COD- remove )  diperoleh  hasil  yang  fluktuatif.  Pada  hari ke-24  waktu  fermentasi  dengan  perbandingan 100:0  didapat  %  penyisihan  COD  (COD- remove ) sebesar 23,89%; pada perbandingan 85:15 didapat % penyisihan COD (COD- remove ) sebesar 22,82%;  pada  perbandingan  65:35  didapat  % penyisihan  COD  (COD- remove )  sebesar  36,26%; pada  perbandingan  50:50  didapat  %  penyisihan COD  (COD- remove )  sebesar  23,42%;  pada perbandingan  35:65  didapat  %  penyisihan  COD (COD- remove ) sebesar 37,67% dan pada perbandingan  15:85  didapat  %  penyisihan  COD (COD- remove ) sebesar 42,14%.
Berdasarkan  teori,  skala pilot  plant di lapangan  lebih  sulit  dikendalikan  karena  adanya beberapa  faktor  utama  yang  harus  dijaga  seperti suhu,  pH,  pengadukan  (resirkulasi)  dan  kondisi reaktor [14].
Limbah pengolahan singkong juga mengurangi  air  sungai  oksigen  terlarut  karena kebutuhan  oksigen  tinggi.  Okafor  (2008)  juga melaporkan  konsentrasi  tinggi  sianida  dalam singkong tanah menerima limbah [11].
Perbedaan pengenceran memberikan pengaruh  terhadap  konsentrasi  perombakan  COD.
Perombakan  pada  rasio  pengenceran  1:1  relatif lebih tinggi dibandingkan pengenceran 1:3, karena perombakan  yang  terjadi akibat aktivitas mikroba. Pertumbuhan  dan  aktivitas  mikroba  sangat dipengaruhi tersedianya nutrisi dalam subsrat, pH, dan suhu. Keuntungan lain dari pengolahan secara anaerob  adalah  dihasilkannya  pupuk  dari  limbah sisa [10].
Ubi  kayu  mengandung  racun  glukosida sianogenik  (linamarin  dan  lotaustralin)  yang sewaktu  hidrolisis  dapat  menghasilkan  asam sianida  dan glukosa.  Racun  ubi  kayu  dalam  kadar yang tinggi dapat berakibat fatal atau mengakibatkan penyakit keracunan yang dinamakan tropical ataxic neuropathy . Kandungan tiosianat  di  dalam  serum  darah  bila  cukup  tinggi dapat  mengganggu  pekerjaan  kelenjar  gondok sehingga  penderitanya  dapat  terserang  penyakit gondok  ( goitre )  atau  kekerdilan  ( cretinism )  [16] diambil dari [9].
Sianida dimasukkan dalam standar persyaratan  kualitas  air  minum,  oleh  karena sebagai s ingle-dose , 50-60 mg adalah bersifat fatal, intake  sebesar  3-5  mg/hari  tidak  menimbulkan gangguan begitu juga untuk single-dose sebesar 10 mg.  Konsentrasi  sebesar  0,2 mg  L-1 akan  bersifat netral bagi ikan tawar untuk kontak selama 2 hari. Chlorinasi  akan  mengubah  sianida  menjadi cyanogen  chloride yang  mempunyai oral  toxicity yang akut 1/20 dari sianida [8] diambil dari [9].
Pengenceran  ini  juga  dilakukan  untuk melihat  seberapa  besar  dampak  dari  sianida  yang terjadi  ke  lingkungan.  Ternyata,  setelah  dilakukan penelitian tidak mempengaruhi hasil fermentasi.
Limbah  cair  tapioka  yang  dipergunakan dalam  penelitian  ini  tidak  memenuhi  persyaratan baku  mutu  limbah  industri  tapioka  yang  sudah beroperasi dalam SK MENLH KEP- 51/MENLH/I0/1995  karena  kadar  COD  limbah cair tapioka lebih besar dari pada 300 mg L -1 yaitu sebesar  1746  mg  L -1 .  Selama  masa  fermentasi selama 24 hari nilai COD dalam limbah berkurang menjadi  315  mg/L,  sehingga  belum  dapat memenuhi persyaratan baku mutu.

## Kesimpulan
Persentase  penyisihan  COD  (COD- remove ) terbesar  adalah  pada  perbandingan  limbah  cair industri tapioka : air sebesar 15:85 didapat 42,14% dimana  nilai  COD  pada  hari  ke-0  adalah  1723 mg/L setelah hari ke-24 adalah 997 mg/L.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  O.  Ubalua,  “Cassava  Wastes:  Treatment Options  and  Value  addition  Alternatives”, African  Journal  of  Biotechnology,  6(18) 2007 : hal. 2065-2066
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0  3  6  9  12 15 18 21 24 % P en y is ih a n CO D Waktu (hari ke) Rasio Limbah Cair : Air
100 : 0 (v/v) Rasio Limbah Cair : Air 85 : 15 (v/v) Rasio Limbah Cair : Air 65 : 35 (v/v) Rasio Limbah Cair : Air 50 : 50 (v/v) Rasio Limbah Cair : Air 35 : 65 (v/v) Rasio Limbah Cair : Air
15 : 85 (v/v)
[2]  Abu  Hanifah,  Cristine  Jose  dan  Nugroho.
“Proses  Pembuatan  Biogas.”  Skripsi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau, 1999, hal. 9
[3]  Alfi  Rumidatul.  “Efektivitas  Arang  Akif Sebagai  Adsorben  Pada  Pengolahan  Air Limbah.” Tesis, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Bogor, 2006, hal. 8.
[4]  Anthony  Manoni  Mshandete  dan  Wilson Parawira,  “Biogas  Technology  Research  in Selected  Sub-Saharan  African  Countries-  A Review,” African Journal of Biotechnologhy , 8(2) 2009: hal. 2.
[5]  Ardhiles  Widianta  dan  Widi  Prima  Deva (2008).  “Ubi  Kayu  ( Manihhot  esculenta ) Sebagai  Bahan  Alternatif  Pengganti  Bensin ( Bioethanol )  yang  Ramah  Lingkungan.” SMA Negeri 6 Bengkulu, Bengkulu. Diakses pada tanggal 3 Mei 2012 dari wordpress.
[6]  Budi  Santoso,  “Proses  Pengolahan  Air Buangan  Industri  Tapioka,” Jurnal  Ilmiah Teknologi  dan  Rekayasa ,  15(3)  2010  :  hal.
215.
[7]  Bukan  Koran  Biasa  (2005).  “Limbah Tapioka.”  Diakses  pada  tanggal  14  Oktober 2013.
[8]  C.T.  Sutrisno  dan  E.  Suciastuti, Teknologi Penyediaan  Air  Bersih (Jakarta:  Rineka Cipta., 1991).
[9]  Dipa  Alam  Vegantara.  “Pengolahan  Limbah
Cair  Tapioka  Menggunakan  Kotoran  Sapi Perah Dengan Sistem Anaerobik.” Departemen  Ilmu  Produksi  Dan  Teknologi
Peternakan,  Fakultas  Peternakan,  Institut
Pertanian Bogor, 2009.
[10]  Dodik  Lutfianto, E.  Mahajoeno  dan  Sunarto. “Pengaruh  Macam  Limbah  Organik  dan Pengenceran  Terhadap  Produksi  Biogas  dari Bahan  Biomassa  Limbah  Peternak  Ayam,”
Jurnal Bioteknologi , 9(1) 2012 : hal 18-25.
[11]  Elijah  I.  Ohimain,  Daniel  I.  Silas-Olu,  dan Joy T. Zipamoh (2013).  “Biowastes
Generation by Small Scale Cassava Processing  Centres  in  Wilberforce  Island, Bayelsa  State,  Nigeria”. Greener  Journal  of Environmental  Management  and  Public Safety , 2, 051-059.
[12]  Fitri,  “Produksi  Angkak  oleh  Monascus purpureus  Dalam  Medium  Limbah  Tapioka, Ampas  Tapioka  dan  Ampas  Tahu.” Buletin Teknik dan Industri Pangan , V(3), 2009.
[13]  Garcelon  dan  Clark  (2007).  “Komposisi biogas.” Diakses pada tanggal 29 April 2012.
[14]  Marhento  Wintolo  dan  Rochman  Isdiyanto, “Prospek Pemanfatan
Biogas Dari Pengolahan  Air  Limbah  Industri  Tapioka,” Jurnal Ketenagalistrikan dan Energi terbarukan, 10(2) 2011 : hal. 103-112.
[15]  Miss  Wantanee  Anunputtikul.  “Biogas Production  From  Cassava  Tubers.”  Tesis, Master  of  Environmental  Biology,  Suranaree University  of  Technology,  Thailand,  2004, hal. 2.
[16]  P.  S  Tjokroadikoesoemo, HFS  dan  Industri Ubi  Kayu  Lainnya (Jakarta:  PT.  Gramedia., 1986).
[17]  Teguh  Wikan  Widodo,  Akhmad  Asari,  Ana. N, Elita R, “Rekayasa dan Pengujian Reaktor Biogas  Skala  Kelompok  Tani  Ternak,”
Jurnal Enjiniring Pertanian , IV(1) 2006 : hal. 41-42.
[18]  Tri  Widayatno  dan  Sriyani.  “Pengolahan Limbah  Cair  Industri  Tapioka  Dengan Metode  Elektroflokulasi.”  Prosiding  Seminar Nasional  Teknoin  Bidang  Teknik  Kimia  dan
Tekstil,  Jurusan  Teknik  Kimia,  Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, 2008, hal: 1, ISBN 978-979-3980- 15-7.