## PENGARUH PENAMBAHAN KOTORAN SAPI DAN ENCENG GONDOK (EICCHORNIA CRASSIPES) TERHADAP PRODUKSI BIOGAS DARI LIMBAH JEROAN IKAN
Rosita Dwityaningsih dan Nurlinda Ayu Triwuri Program Studi Teknologi Rekayasa Pengendalian Pencemaran Lingkungan, Politeknik Negeri Cilacap E-mail  :  rosita.dwityaningsih2@gmail.com

## ABSTRACT
The purposed of this research to study effect of adding cow dung and water hyacinth  to  improve  biogas  production  from  fish  waste.  The  method  of  this research used experimental method at batch anaerob reactor and absortion carbon atom  used  NaOH  solution.  The  result  of  this  research  analysis  used  describtion method.  The  observed  of  parameter  included  accumulation  of  biogas  production and also parameter at slurry incuded temperature and pH. Qualitative parameter is test  of  flame  of  biogas.  The  conclusion  value  of  pH  from  this  research  between control  reactor,  A1  reactor  (fishwaste:  cow  dung:  water  hyacinth=  2:9:3),  A2 reactor (fishwaste: cow dung: water hyacinth= 1:4:2), A3 reactor (fishwaste: cow dung: water hyacinth= 1:3:3) is 5 to 10. Temperature range in 28 o C to 31 o C. The result  indicated  the  different  composition  of  subtrat  slurry  from  fishwaste,  cow dung and water hyacinth in scale 2:9:3 (A1 reactor) produced biogas accumulation and metana the most than the others reactor.
Keywords: Batch anaerobic digester, fishwaste, cow dung, water hyacinth

## 1. PENDAHULUAN
Penggunaan  energi  untuk  aktivitas  manusia  pada  saat  ini  paling  banyak berasal dari energi fosil. Salah satu energi fosil yang masih menjadi pilihan utama adalah  energi  dari  minyak  bumi  yang  termasuk  sumber  energi  yang  tak terbaharukan.  Pada  saat  ini  kebutuhan  energi  untuk  memenuhi  kebutuhan manusia  yang  jumlahnya  semakin  meningkat  sudah  tidak  dapat  dipenuhi  dari energi minyak bumi. Krisis energi sudah mulai dirasakan tidak hanya di Indonesia tetapi  hampir  seluruh  negara  di  dunia  juga merasakan  krisis  energi  ini.  Sehingga hampir  semua  negara  di  dunia  berusaha  untuk    menemukan  energi  alternatif. Indonesia  yang  menggantungkan  47%  energinya  kepada  minyak  bumi,  cadangan yang  dimilikinya  hanya  cukup  untuk  bertahan  12  tahun  ke  depan  (Plt  Kepala Divisi Formalitas Satuan Kerja Khusus Minyak dan Gas Bumi/SKKMigas, Didik Setyadi,  (http://biz.kompas.com/read/2017))  sehingga  di  Indonesia  banyak
dimunculkan energi alternatif lain sebagai sumber energi pengganti minyak bumi. Salah  satu  energi  alternatif  yang  saat  ini  sedang  dikembangkan  di  Indonesia adalah  energi  dari  biogas.  Biogas  merupakan  gas  yang  sebagian  besar komposisinya adalah gas  metana, di hasilkan  dari proses peruraian bahan organik oleh bakteri penghasil metana secara anaerob. Biogas memiliki energi kalor yang tinggi dan tidak jauh berbeda dengan energi kalor yang dimiliki energi fosil. Nilai kalori  dari  1  m 3 biogas  setara  dengan  0,6 – 0,8  Liter  minyak  tanah.  Oleh  karena itu biogas sangat cocok sebagai bahan bahan pengganti dari bahan bakar fosil.
Biogas  dapat  diolah  dari  limbah  organik  yang  dihasilkan  dari  limbah pertanian,  limbah  perikanan,  limbah  rumah  tangga  dan  limbah  industri.  Pada limbah perikanan  yang terdiri dari kepala, jeroan, darah ikan dan limbah cair dari sisa  pengolahan  ikan  juga  banyak  mengandung  senyawa  organik  yang  tinggi sehingga  cocok  digunakan  sebagai  bahan  pembuatan  biogas.  Salah  satu  limbah perikanan  yang  sangat  potensial  untuk  dijadikan  bahan  pembuat  biogas  adalah limbah  jeroan  ikan  karena  mengandung  kadar  protein  dan  lemak  yang  tinggi Kurniawan et al (2016), Menurut Bhaskar dan Mahendrakar (2008) dalam Cahyo (2016),  jeroan  ikan  mempunyai  protein  dan  lemak  tak  jenuh  yang  tinggi.  Hal  ini membuat  limbah  jeroan  ikan  akan  mudah  mengalami  pembusukan  dan  akan menjadi  masalah  lingkungan  apabila  di  buang  begitu  saja  tanpa  mengalami penanganan  terlebih  dahulu.  Sehingga  selain  untuk  mengurangi  pencemaran lingkungan,  pemanfaatan  limbah  jeroan  ikan  ini  juga  akan  menghasilkan  biogas sebagai sumber energi terbaharukan di masa mendatang.
Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  pengoptimalan  proses  pembuatan  biogas dari limbah jeroan ikan. Pembuatan biogas dilakukan dengan proses anaerobic co- digestion enceng  gondok  dan  kotoran  sapi.  Proses co - digestion pada  proses pembuatan  biogas  bermanfaat  untuk  menyeimbangkan  rasio  C/N  dalam  reaktor sehingga  proses  anaerobik  lebih  stabil.  Dalam  proses co-digestion limbah  jeroan ikan,  bakteri  pengahasil  metana  diharapkan  bisa  mendapatkan  substrat  nutrien lebih dari satu yang bisa didapatkan nutrien dari enceng gondok dan kotoran sapi.
Enceng  gondok  merupakan  tanaman  air  yang  dimasukkan  dalam  golongan gulma.  Di  permukaan  air,  enceng  gondok  sangat  mudah  berkembang,  sehingga
dalam  waktu  yang  singkat  bisa  menutupi  permukaan  perairan  dan  akan mengurangi  suplai  oksigen  di  dalam  perairan  dan  menghambat  masuknya matahari  di  dalam  air  yang  merupakan  sumber  kehidupan,  sehingga  akan membahayakan  kehidupan  di  dalam  air.  Melalui  berbagai  penelitian,  salah  satu cara pengendalian tanaman ini adalah dengan memanfaatkan menjadi produk yang bermanfaat  salah  satunya  adalah  biogas. Menurut  penelitian  yang  dilakukan  oleh Njogu et al (2015), tanaman enceng  gondok merupakan substrat  yang baik untuk digunakan  sebagai  bahan  bakar  biogas,  namun  memerlukan  waktu  lama  untuk menghasilkan  produksi  biogas  yang  maksimal.  Sehingga  diharapkan  dari penelitian  ini  dengan  melakukan  proses co-digestion limbah  jeroan  ikan,  enceng gondok  dan  kotoran  sapi  akan  dapat  memenuhi  C/N  rasio  yang  seimbang  yang memenuhi standar C/N rasio biogas yaitu antara 20-30 dan mendapatkan produksi biogas yang maksimal.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Biogas
2.1.1. Definisi dan kegunaan
Menurut  Kurniawan et  al. (2016),  biogas  merupakan  salah  satu  sumber energi terbarukan relatif sederhana yang dihasilkan oleh fermentasi anaerobik dari bahan-bahan organik. Menurut Abbasi et al (2012) dalam Liliasari, G.A.A (2016) biogas    adalah    campuran    beberapa  gas  yang  dapat  terbakar  dan  berasal  dari bahan organik yang telah mengalami dekomposisi secara anaerobik.
Biogas bisa dikategorikan sebagai bioenergi, karena energi dihasilkan dari biomass. Biomassa adalah bahan organik  yang umurnya relatif muda berasal dari kehidupan  atau  produk  dan  industri  peternakan  dan  perikanan).  Biogas  adalah produk  akhir  gas  degradasi  pencernaan  /anaerobik(di  lingkungan  tanpa  oksigen) oleh bakteri menthanogen.(Pratama,P.N et al , 2012)
2.1.2. Proses Produksi Biogas
Menurut  Deublin  dan  Steinhauser  (2008),  proses  kerja  komunitas  bakteri ini  dalam  menghasilkan  metana  adalah  proses  yang  komplek.  Tahapan  proses
produksi  biogas  tersebut  dapat  dibagi  menjadi  4  (empat)  degradasi  yaitu hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan  metanogenesis.
Pada  tahap  hidrolisis,  bahan-bahan  biomassa  yang  mengandung  selulosa, hemiselulosa dan bahan ekstraktif seperti protein, karbohidrat dan lipida   akan diuraikan  menjadi  senyawa  dengan  rantai  yang  lebih  pendek.  Sebagai  contoh polisakarida  terurai  menjadi  monosakarida  sedangkan  protein  terurai  menjadi peptida dan asam amino (Liliasari,G.A.A, 2016).
Tabel 2.1. Tahapan pembentukan metana.
Bahan organik Tahapan Hidrolisis  Asidogenesis Asetogenesis Metanogenesis Karbohidrat Gula Asam Organik, Alkohol Hidrogem, CO 2 , Amonia Asam Asetat, Hidrogen, CO 2 Metan, CO 2 Lemak Asam lemak Protein Asam amino Sumber : Al Saedi (2008)
a. Fase Hidrolisis
Menurut  Al-Saedi,  2008,  hidrolisis  merupakan  langkah  pertama  dalam proses  fermentasi anaerob,  yaitu dengan mengubah senyawa komplek menjadi senyawa  yang  lebih  sederhana.  Selama  proses  hidrolisis,  polimer-polimer seperti  karbohidrat,  lemak,  dan  protein  diubah  menjadi  glukosa,  gliserol,  dan asam amino. Pada tahap pertama (hidrolisis), senyawa terlarut, seperti selulosa, protein,  dan  lemak  di  retakan    menjadi    monomer  (fragmen  yang  dapat  larut dalam  air)  oleh  exoenzim  (hidrolase)  bakteri  anaerob  fakultatif  dan obligatorina.  Sebenarnya,  ikatan  kovalen  terbelah  dalam  reaksi  kimia  dengan air.  Hidrolisis  karbohidrat  terjadi  dalam  beberapa  jam,  hidrolisis  protein  dan lipid  dalam  beberapa  hari.  Lignoselulosa  dan  lignin  terdegradasi  hanya  secara perlahan  dan  tidak  lengkap  mikroorganisme  aerobik  fakultatif  mengambil oksigen  yang  dilarutkan  dalam    air    dan    dengan  demikian  menyebabkan
potensi  redoks  rendah  yang  diperlukan  untuk  mikroorganisme  anaerobik obligati (Deublein.D, et al, 2008).
b. Fase Asidogenesis
Monomer  yang  terbentuk  dalam  fase  hidrolitik  diambil  oleh  bakteri anaerobik fakultatif dan obligatorina yang berbeda dan terdegradasi pada tahap kedua,  fase  asamogenik,  ke  asam  organik  rantai  pendek,  molekul  C 1 -C 5 (misalnya asam butirat, asam propionat, asetat, asetat asam) alkohol, hidrogen, dan  karbon  dioksida.  konsentrasi  ion  hidrogen  yang  terbentuk  antara mempengaruhi  jenis  produk  fermentasi.  Semakin  tinggi  tekanan  parsial hidrogen,  semakin  sedikit  senyawa  yang  berkurang,  seperti  asetat  terbentuk. (Deublein.S, et al, 2008).
c. Fase Asetogenesis
Fase  asetogen  produk    dari    tahap    asidogenik  berfungsi  sebagai  substrat untuk  bakteri  lain,  yaitu  fase  asetamin.  Reaksi  asetogenik  bersifat  endergonik dengan   degradasi    asam    propionat  diperlukan  dan  dengan    degradasi  etanol. Dalam  fase  asetogenik,mikroorganisme  homoaketogenik  terus  mengurangi  H 2 dan CO 2 exergonik  menjadi  asam  asetat  (Deublein.D, et al, 2008).  Menurut Al  Saedi,  2008,  hasil    metoblisme    dari  bakteri  asidogenesis  tidak  dapat langsung    sikonversi    menjadi  metana,  tetapi  melalui  tahap  asetogenesis terlebih  dahulu. Volatile  Fatty  Acid  (VFA) dan  alkohol  diubah  oleh  bakteri asetogenesis    menjadi    asam    asetat,  hydrogen  dan  CO 2 .  Salah  satu  contoh bakteri asetogenesis  yaitu Acetobacter aceti.
d. Fase Metagonesis
Metanogenesis merupakan langkah penting dalam seluruh proses digestasi anaerobik, karena proses reaksi biokimia  yang paling lambat. Metagonesis  ini sangat dipengaruhi oleh kondisi operasi. Komposisi bahan  baku, laju  umpan, suhu,  dan  pH  adalah  contoh  faktor  yang    mempengaruhi    proses pembentukkan    gas  metan.  Digester over  loading ,  perubahan  suhu  atau masuknya  besar  oksigen  dapat  mengakibatkan  penghentian  produksi  metana
(Deublein.D,et.al,2008).  Produksi  biogas  dengan  proses  akhir  metanogenesis akan menghasilkan gas yang jika dibakar.
2.1.3. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi biogas
Faktor-faktor  yang  berpengaruh  terhadap  pembentukan  biogas  adalah kadar  karbon  dan  nitrogen  dalam  bahan,  kandungan  air,  derajat keasaman,temperatur pencerna, pengadukan dan racun.
a. Kadar karbon dan nitrogen dalam bahan
Digester  atau    ruang    pencerna  adalah  tempat  kehidupan  bakteri  dimana mereka makan, bekembang biak dan mengubah bahan organik menjadi bentuk lain.  Unsur  karbon  dalam  bentuk  karbohidrat  dan  nitrogen  dalam  bentuk protein,  asam  nitrat,  amonia  dan  lain-lain  merupakan  bahan  makanan  pokok bagi  bakteri  anaerobik.  Unsur  karbon  (C)  digunakan  untuk  energi  dan  unsur nitrogen  (N)  digunakan  untuk  membangun  struktural  sel  dari  pada  bakteri. Bakteri memakan habis unsur C tiga puluh kali lebih cepat dari  pada unsur N. Perbandingan  C/N  berkisar  antara  16:1  sampai  25:1.  Tetapi  ini  adalah  sebuah indikasi  karena  nitrogen  dapat  mengikat  struktur  lignin.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  perbandingan  C/N  perlu  diperhatikan  dalam  pembentukan  biogas. Rentang  nilai  rasio  C/N  antara  20  s.d  30  merupakan  rentang  optimum  untuk proses penguraian anaerob (Deublin dan Steinhauser, 2008).
Kebutuhan  untuk nutrien sangat rendah  yang  menunjukkan fakta  bahwa dengan proses anaerob tidak terlalu banyak biomassa yang dihasilkan. Substrat dengan  rasio  C/N  yang  rendah  akan  menaikkan  produksi  nitrogen    dan  akan menghambat produksi metan. Rasio C/N yang tinggi akan mengurangi nitrogen berkonsekuensi    negatif    untuk  pembentukan    metan,  energi  dan    hasil metabolisme  struktur  material dari mikroorganisme. Komposisi antara C dan N yang seimbang sangat diperlukan (Deublein dan Steinhauser,2008).
b. Kandungan Air
Mikroorganisme  dalam  kegiatannya  akan  membutuhkan  air.  Jumlah  air yang  dibutuhkan  dalam  pembentukan  biogas  tidak  sama,  tergantung  dari
bahan-bahan  yang  digunakan.  Secara  umum,  total  solid  dalam  campuran kurang lebih 7 – 9% dari campuran.
c. Derajat Keasaman
Keasaman  dari  campuran  ditunjukkan  dari  nilai  pH-nya.  pH  berpengaruh terhadap  pertumbuhan  dan  aktivitas  bakteri.  Dalam  hal  ini  kisaran  pH  yang diijinkan  adalah  6,8  sampai  8,0.  pada  awal  pencernaan  ada  kemungkinan  pH akan  turun,  sehingga  dibutuhkan  buffer  untuk  menaikkan  pH.  Setelah pemberian  buffer  (larutan  kapur),  dan  selama  2  sampai  3  minggu  pH  akan optimal,  maka  bakterimetanogenik  akan  berkembang  biak  dan  mulailah produksi biogas.
d. Temperatur Substrat
Aktifitas  bakteri  penghasil  biogas  juga  dapat  dipengaruhi  oleh suhu di dalam  digester.  Perubahan    suhu  yang  mendadak  dalam  digester  biogas  dapat mengakibatkan    penurunan  produksi  biogas  secara  cepat.    Menurut  Hartono (2009)  dalam  Liliasari  (2016),  berdasarkan    temperatur    operasinya,  proses anaerob  secara  garis  besar  diklasifikasikan  menjadi    tiga  yaitu psycropil, mesophil dan thermophil. Pada  proses  anaerobik,  temperatur  adalah  sesuatu yang  sangat  penting  karena  temperatur  sangat  mempengaruhi  kinerja  dari bakteri metanogen. Temperatur kerja  yang  lebih tinggi akan memberikan  hasil biogas  yang  lebih  tinggi,  namun  pada  temperatur  yang  terlalu  tinggi  bakteri akan mudah mati.
e. Kandungan oksigen
Bakteri  pembentuk  asam  merupakan  bakteri  anaerob  fakultatif,  sehingga ada  atau  tidak  ada  oksigen  pada  bioreaktor  tidak  mempengaruhi  proses pembentukan  asam.  Sedangkan  bakteri    metanogen  yaitu    bakteri  anaerob obligat sehingga keberadaan oksigen dapat  menghalangi  proses  pembentukan gas metana (Deublein, 2008)
2.3. Limbah Ikan
2.2.1. Karakteristik Limbah Ikan
Diperkirakan    hampir  64  juta  ton  limbah  ikan  yang  dihasilkan  tiap  tahun. Limbah    ini  terutama  terdiri  dari  kepala,  jeroan,  tulang  dan  sisik,  dan  kaya  lipid
dan  protein.  Limbah  pengolahan  ikan  memiliki  potensi  besar  untuk  produksi energi.  Kenaikan  pengolahan  limbah  ikan  dan  perluasan  energi    terbarukan. Limbah    seperti    limbah    ikan    dan    lumpur    ikan,  yang  kaya    akan  lipida  dan protein,  keuntungannya  memberi  hasil  metana  tinggi,  dan    bisa    jadi  menarik sebagai substrat dalam proses anaerobik. (Kafle.G.K et al ,2012)
Tabel 2.2. Hasil analisis komposisi limbah ikan No Parameter yang diuji Limbah ikan (%) Ikan Olahan (%) Tepung ikan (%) 1. Air 7.34 10 12 2. Kadar abu 17.10 18 20.9 3. Lemak 10.37 10 8.4 4. Protein 53.85 60 53.3 5. Serat kasar 0.03 1 -
Sumber : Semarang Industry Service (dalam Pratama,PN 2012)
2.3. Enceng Gondok
Enceng  gondok  adalah  tanaman  perairan  yang  mempunyai  nama  latin Eichhornia  crassipes ,  yang  dapat  berkembang  dengan  cepat  di  permukaan  air. Tanaman  ini  biasanya  hidup  di  permukaan  sungai  atau  danau.  Tanaman  ini tumbuh secara vegetatif dengan menggunakan stolon. Keberadaannya yang sangat benyak pada permukaan air akan berakibat membahayakan bagi kehidupaan biota yang  berada  di  dalam  air.  Karena  tanaman  ini  menutupi  permukaan  air  sehingga akan  mengurangi  masukknya  oksigen  ke  dalam  air  dan  menghalangi  cahaya matahari masuk ke dalam air. Karena  keberadaanya sangat merugikan biota  yang berada  di  dalam  air,  maka  enceng  gondok  dimasukkan  dalam  salah  satu  jenis tanaman gulma.
Gulma  ialah  tumbuhan  yang    kehadirannya  tidak  dikehendaki  oleh manusia.  Keberadaan    gulma    menyebabkan    terjadinya    persaingan  antara tanaman    utama    dengan    gulma.  Gulma  yang    tumbuh    menurunkan  hasil  baik kualitas    maupun    kuantitasnya  (Prayogo,D.P, et al, 2017).  Gulma  memiliki   ciri khas  diantaranya   adalah  pertumbuhan  cepat, mempunyai daya saing  yang kuat dalam    memperebutkan    faktor-faktor    kebutuhan    hidupnya,    mempunyai
toleransi  yang  besar    terhadap    kondisi    lingkungan    yang    ekstrem,  mempunyai daya  berkembang  biak  yang  besar,  alat  perkembang  biakkannya  mudah  tersebar melalui  angin,  air,  maupun  binatang,  dan  bijinya  mempunyai  sifat  yang memungkinkannya  untuk  bertahan  hidup  dalam  kondisi  yang  kurang menguntungkan  (Avun,Y.M,  2015).  Banyak  negara  menghabiskan  dana  samapai milyaran  dollar  untuk  mengontrol  keberadaan  tanaman  enceng  gondok  dan memanfaatkan  untuk  dijadikan  produk  yang  bermanfaat.  Karena  enceng  gondok merupakan tanaman yang mengadung bahan organik yang tinggi.
Tanaman  enceng  gondok  mengandung  bahan  organik  sebesar  78,47  %,  C organik 21,23 % , N total 0,28 %, P total 0,0011 % dan K total 0,016% ( Rozaq dan  Novianto,  2000  dalam  Moi, et.al 2015).  Berdasarkan  komposisi  tersebut, enceng  gondok  merupakan  tanaman  yang  dapat  digunakan  sebagai  bahan  dasar pembuatan  biogas.  Beberapa  penelitian  sudah  dilakukan  untuk  memanfaatkan enceng  gondok  dijadikan  sebagai  bahan  dasar  pembuatan  biogas.  Salah  satunya penelitian  yang  sudah  dilakukan  oleh  Njogu et.al (2015)  adalah  membandingkan biogas yang terbuat dari enceng gondok dan biogas yang terbuat dari kotoran sapi. Pada  biogas  yang  di  hasilkan  dari  enceng  gondok  memang  memelukan  waktu yang  lebih  lama terbentuk bila di bandingkan biogas  yang terbentuk dari kotoran sapi,  akan  tetapi  produksi  biogs  yang  di  hasilkan  dari  enceng  gondok  memiliki waktu  tinggal  yang  lebih  lama  sehingga  akumulasi  biogas  yang  dihasilkan  lebih banyak dibanding dengan biogas yang didapatkan dari kotoran sapi.
2.4 Co-Digestion.
Penelitian  tentang  biogas  dalam  upaya  untuk  memaksimalakan  produksi biogas terus dilakukan sejalan dengan meningkatnya kebutuhan energi dari biogas dan  meningkatnya  kesadaran  akan  pentingnya  pengolahan  limbah  yang  baik. Salah  satu metode  yang berkembang dalam usaha meningkatkan produksi biogas adalah dengan proses co-digestion.
Kelebihan  dari  proses co-digestion adalah  tercapainya  keseimbangan nutrisi yang lebih baik. Keseimbangan nutrisi yang lebih baik akan meningkatkan kinerja proses dan juga akan meningkatkan yield biogas.

## 3. METODE PENELITIAN
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  limbah  jeroan  ikan, enceng gondok, kotoran sapi dan NaOH. Limbah jeroan ikan didapatkan dari TPI Cilacap,  enceng  gondok  di  dapatkan  dari  rawa  di  kompleks  politeknik  negeri cilacap, sedangkan kotoran sapi di ambil dari peternakan lomanis Cilacap. Limbah jeroan  ikan,  enceng  gondok  dan  kotoran  sapi  digunakan  sebagai  bahan  isian biodigester, sedangkan  larutan NaOH digunakan  untuk penjerap  CO2 dari biogas yang terbentuk sehingga dihasilkan biogas yang lebih murni.
Sebelum  dilakukan  pencampuran  ketiga  bahan  tersebut  limbah  jeroan  ikan dihaluskan  terlebih  dahulu  dengan  menggunakan  blender.  Enceng  gondok dipotong  kecil-kecil  kemudian  di  blender  agar  lebih  mudah  untuk  mengalami degradasi.  Kemudian  ketiga  bahan  tadi  di  campur  menjadi  satu  dan  diaduk  dan ditambahkan  air  dengan  komposisi  yang  telah  ditentukan,  sedangkan  larutan NaOH digunakan untuk bahan isian gas bubbler . Larutan NaOH 2 M diharapkan dapat menjerap gas CO 2 yang merupakan pengotor dari biogas yang terbentuk.
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  seperangkat  biodigester skala laboratorium yang terdiri dari rangkaian berikut:
Gambar 1. Seperangkat alat biodigester.
(Sumber: Rancangan peneliti)
Pada  penelitian  ini  dilakukan  produksi  biogas  melalui  proses anaerobic co-digestion secara batch .  Pengukuran  data  dilakukan  secara  kualitatif  dan kuantitatif. Pengukuran kualitatif dilakukan dengan mengamati nyala biogas yang
1 3 5 6 4 2 Keterangan:
1. Digester biogas 2. Pipa pengambilan sampel dari biodigester 3. Sumbat karet 4.Pipa pemasukan umpan 5. Gas bubbler 6. Pengukur volume biogas.
diharapkan  yaitu  nyala  api  warna  biru.  Pengukuran  kuantitatif  dilakukan  dengan mengukur  volume  biogas  yang  terbentuk  pengukuran  pH,  pengukuran  suhu, pengukuran C/N ratio bahan isian biodigester. Setelah dilakukan pengukuran dan didapatkan data, kemudian data dilakukan analisis komparatif terhadap data yang di dapat untuk menarik kesimpulan.
Lokasi  Penelitian  adalah  di  laboratorium  terpadu  D-IV  Teknik Pengendalian Pencemaran Lingkungan Politeknik Negeri Cilacap. Parameter yang diukur dalam  penelitian  ini  adalah  parameter  kualitatif  dan  parameter  kuantitatif. Parameter  Kualitatif  terdiri  dari  uji  nyala  biogas  sedangkan  parameter  kuantitatif terdiri  volume  biogas,  pengukuran  pH,  pengukuran  suhu,  pengukuran  C/N ratio dari pengukuran bahan awal.
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  model  eksperimen. Metode  eksperimen  digunakan  untuk  mengumpulkan  data  dalam  penelitian  ini. Pencarian  data  berbasis  eksperimen  di  laboratorium  dengan  mencobakan penggabungan beberapa substrat dengan perhitungan tertentu yang disebut metode co-digestion untuk  menghasilkan  produksi  biogas  yang  maksimal,  pH  optimal, suhu reaksi optimal.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bahan  biogas  yang  dianalisis  kadar  C/N  rasionya  adalah  kotoran  sapi, enceng  gondok,  dan  jeroan  ikan.  Analisis  dilakukan  pada  bulan  Juni  2018  - Agustus  2018  di  Laboratorium  Tanah/Sumber  Daya  Lahan  Universitas  Jendral Soedirman,  Purwokerto.  Analisis  C/N  rasio  dilakukan  dengan  metode  kalkulasi dengan  menghitung  kadar  karbon  organik  (%  C)  dan  kadar  Nitrogen  total  (%N) masing-masing  bahan.  Analisis  penghitungan  kadar  karbon  organik  total dilakukan  dengan  metode  Kolorimetri  sedangkan  analisis  kadar  nitrogen  total dilakukan dengan metode Kjeldahl . Hasil analisis dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil Analisis Bahan
Parameter Satuan Kotoran sapi Enceng Gondok Jeroan Ikan Karbon organik % 36,215 33,996 39,174 Nitrogen Total % 1,691 2,694 9,866 C/N ratio 21,42 12,62 3,97
Dari  hasil  analisa  bahan  biogas,  dapat dilihat  bahwa  C/N  rasio  pada bahan jeroan ikan belum sesuai dengan syarat C/N rasio ideal terjadinya biogas yaitu 20- 30. Sehingga perlu ditambahkan bahan organik  yang mempunyai  C/N rasio  yang lebih  tinggi.  Apabila  dilihat  dari  hasil  analisis  bahan  organik  yang  mempunyai C/N  rasio  paling  tinggi  dari  ketiganya  adalah  C/N  rasio  pada  kotoran  sapi  yaitu sebesar 21,42 %.
Hasil  yang  didapatkan  dari  analisis  C/N  rasio  tersebut  sebagai  dasar  untuk menentukan  komposisi  bahan  isian  biodigester.  Setelah  melalui  perhitungan tertentu, komposisi bahan isian biodigester dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Komposisi bahan dalam biodigester.
Reaktor Enceng gondok (gram) Kotoran Sapi (gram) Air (gram) Jeroan Ikan (gram) Total DK 0 0 630 210 840 DA1 45 135 630 30 840 DA2 60 120 630 30 840 DA3 90 90 630 30 840
Keterangan: DK = Digester kontrol

## Volume Produksi Biogas.
Dari  hasil  penelitian  selama  20  hari  pengukuran  didapatkan  data  volume akumulasi  biogas  masing-masing  digester.  Volume  biogas  akumulasi  untuk digester  kontrol  adalah  17449  ml,  sedangkan  volume  biogas  akumulasi  untuk
digester  kontrol  A1,  A2,A3  secara  berturut-turut  adalah  30647  ml,  8221mL, 16.267 mL. Hasil produksi biogas dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 2. Grafik akumulasi volume biogas.
Dilihat  dari  grafik  akumulasi  volume  biogas  selama  20  hari  didapatkan volume  akumulasi  terbanyak  didapatkan  dari  proses anaerobic pada  digester VDA1  yaitu  sebanyak  30.647  ml.  Apabila  dibandingkan  dengan  digester  kontrol yang hanya berisi limbah jeroan ikan maka telah terjadi kenaikan produksi biogas sebesar  175  %  pada  digester  DA1.  Sedangkan  apabila  digester  kontrol dibandingkan  dengan  digester  A2  dan  A3,  tidak  mengalami  kenaikan  volume akumulasi biogas bahkan mengalami penurunan volume biogas.
Produksi  biogas  pada  digester  A1  dan  digester  kontrol  dengan  perbedaan komposisi  substrat  mengalami  perbedaan  volume  biogas  yang  signifikan.  Pada digester A1 selain dari limbah jeroan ikan juga mengandung substrat dari kotoran sapi  dan  enceng  gondok  sedangkan  pada  digester  kontrol  hanya  mangandung substrat  limbah  jeroan  ikan  saja.  Hal  itu  dikarenakan  pada  digester  kontrol  yang hanya  berisi  limbah  jeroan  ikan  mengandung  C/N  rasio  yang  rendah  yaitu  3,  7 sehingga  dapat  dilihat  bahwa  limbah  ikan  mempunyai  nitrogen  yang  tinggi. nitrogen akan dicerna oleh bakteri metanogen untuk memenuhi kebutuhan protein dan  tidak  akan  bereaksi  lagi  pada  kandungan  karbon  yang  tersisa  pada  substrat, sebagai  hasilnya  produksi  gas  akan  rendah.  Sedangkan  pada  digester  A1 mengandung substrat dengan komposisi kotoran sapi yang paling banyak. Dimana
kotoran sapi mempunyai C/N rasio yang tinggi. Hal itu berarti bahwa kotoran sapi mengandung karbon tinggi dan mengandung  nitrogen  yang rendah. Unsur karbon (C) digunakan untuk energi dan unsur nitrogen (N) digunakan untuk membangun struktural sel dari pada bakteri. Bakteri memakan habis unsur  karbon tiga puluh kali  lebih  cepat  dari    pada  unsur  nitrogen  (Deublin  dan  Steinhauser,  2008). Sehingga  pada  digester  A1  terbentuk  biogas  yang  lebih  banyak  apabila dibandingkan  dengan  digester  kontrol.  Oleh  karena  itu  dapat disimpulkan  bahwa dengan  proses anaerobic  co-digestion dengan  penambahan  enceng  gondok  dan kotoran sapi akan meningkatkan produksi biogas.

## Derajat Keasaman (pH) dan Suhu.
Hasil pengamatan pH dan suhu biogas secara periodik setiap 4 hari selama 20 hari adalah sebagai berikut:
Tabel 3. Hasil Pengamatan pHdan suhu  setiap 4 hari selama 20 hari
Hari ke- pH DK Suhu DK ( o C) pH DA1 Suhu DA1 ( o C) pH DA2 Suhu DA2 ( o C) pH DA3 ( o C) Suhu DA3 ( o C) 0 7,5 29 7 29 7 29 7 29 4 7,5 29,8 5 30 5 29,5 5 28,5 8 7 28,5 5 28 5 28,5 7 29 12 10 28,5 5 28 5 28 9 28 16 9 30 5 30 5 30 9 29 20 10 31 5 31 5 31 10 30
pH  merupakan  salah  satu  faktor  penting  dalam  proses  fermentasi  anaerob (Yadvika et al , 2004). Derajat keasaman dalam digester harus dijaga pada kisaran 6,8 – 7,2. Derajat keasaman optimum pada slurry bertujuan agar proses hidrolisis pada  substrat  berlangsung  optimal  dan  dapat  mempengaruhi  proses  selanjutnya yaitu  asidifikasi  dan  metanasi.  Bakteri  akan  bekerja  aktif  pada  rentang  pH  yang spesifik  dan  menunjukkan  aktivitas  maksimum  pada  pH  optimum.  Derajat keasaman  optimum  yang  dibutuhkan  bakteri  asidogenik  adalah  5  sampai  6,5, sedangkan  pH  optimum untuk  bakteri  metanogenesis  yaitu  di  atas  6,5  (Sharifani dan Soewondo 2009).
Reaktor kontrol mengalami kenaikan pH selama proses anaerobic. Pada hari ke-12  digester  kontrol  mengalami  kenaikan  pH  yang  cukup  signifikan  yaitu  dari pH 7 naik ke pH 10. Sehingga pada digester kontrol bisa dilihat bahwa pada hari
ke-  8  proses  dalam  biodigester  mengalami  fase  asetogenik,  yaitu  fase pembentukan volatil  fatty  acid ditandai  dengan  penurunan  pH.  Kemudian  pada hari  ke-12  hasil  pengukuran  pH  mengalami  peningkatan  menjadi  10.  Hal  ini berarti  proses  dalam  digester  kontrol  sudah  mencapai  fase  metagenik.  Menurut Sharifani,  dkk,  pH  optimum  untuk  bakteri  metanogeesis  yaitu  diatas  6,5. Sedangkan  untuk  digester  yang  berisi  campuran  substrat co-digestion limbah jeroan  ikan,  kotoran  sapi  dan  enceng  gondok  yaitu  DA1  dan  DA2  cenderung mengalami  penurunan  pH  pada  hari  ke-4  sampai  hari  ke-20.  Kondisi  pH  yang turun menjadi 5 menandakan bahwa digester tersebut mengalami fase asidogenik, dimana  kondisi  pH  cenderung  asam  dan  pada  pH  5  sampai  6,5  adalah  pH optimum untuk  bakteri  asidogenik.  Sedangkan  pada digester  DA3  terlihat  bahwa hari  ke  4  digester  sudah  mengalami  penurunan  pH  yaitu  pH  5.  Kondisi  tersebut menunjukkan  bahwa  pada  digester  mengalami  fase  asidogenik  yaitu  ditandai dengan  penurunan  pH.  Kemudian  pada  hari  ke-12  sampai  ke-20  pH  cenderung naik  signifikan  yang  menunjukkan  bahwa  pada  hari  ke-12  sampai  ke-20 digester sudah mengalami fase metanogenik.
Suhu  adalah  parameter  proses  yang  memegang  peranan  sangat  penting. Proses fermentasi anaerob sangat peka terhadap perubahan suhu. Produksi biogas akan  menurun  secara  cepat  akibat  perubahan  temperatur  yang  mendadak  dalam reaktor. Bakteri metanogenik ber kembang lambat dan sensitif terhadap perubahan mendadak  pada  kondisi-kondisi  fisik  dan  kimiawi.  Bakteri  anaerobik  dapat bertahan dari suhu beku sampai dengan suhu 70 °C, namun bekerja optimum pada suhu mesofilik (25-40 °C, dengan suhu optimum 35 °C) atau suhu termofilik (50- 65  °C,  dengan  suhu  optimum  <55  °C)  (Kurniawan,  dkk,  2016).  Suhu  yang optimum juga menjadi salah satu syarat agar proses anaerob dapat terjadi dengan cepat dan produksi biogas yang dihasilkan banyak serta berkualitas bagus.  Hal ini dikarenakan bakteri sangat berpengaruh terhadap kondisi suhu. Hasil pengukuran suhu dapat dilihat  pada  tabel  3.  Pada  hari  ke-8  suhu  didalam  reaktor  kontrol,  A1 dan  A2  mengalami  penurunan  dan  mengalami  suhu  konstan.  Suhu  konstan  ini dapat  terjadi  akibat  adanya  aktifitas  mikroorganisme  yang  mendegradasi  substrat didalam reaktor.
Dengan  melihat  perubahan  suhu  dari  keempat  biodigester  ini  dapat disimpulkan  bahwa  bakteri  anaerob  yang  bekerja  pada  reaktor  adalah  bakteri mesofilik.  Bakteri  mesofilik  dapat  bertahan  pada  perubahan  suhu  lingkungan. Suhu yang baik untuk proses pembentukan biogas berada dalam kisaran 20-40 °C dan  temperatur  optimum  berada  dalam  kisaran  28-30  °C.  Maka  dari  itu penggunaan  suhu  temperatur  lokal  sudah  dinilai  relatif  baik  dalam  menghasilkan biogas. (Kurniawan, dkk, 2016).

## Nyala Biogas
Hasil pengamatan uji nyala biogas secara setiap hari selama 20 hari terdapat dalam tabel 4 sebagai berikut:
Tabel 4. Hasil pengamatan uji nyala biogas
Hari ke - Uji Nyala DK Uji Nyala DA1 Uji Nyala DA2 Uji Nyala DA3 0 Belum Ada Belum Ada Belum Ada Belum Ada 1 Warna Kuning Warna Merah Warna Merah Belum Ada 2 Warna Kuning Warna Merah Warna Merah Warna Merah 3 Warna Kuning Warna Merah Warna Merah Warna Merah 4 Warna Kuning Warna Kuning Warna Kuning Warna Kuning 5 Warna Kuning Warna Biru Warna Biru Warna Biru 6 Warna Kuning Warna Biru Belum Ada Warna Kuning 7 Warna Biru Warna Kuning Belum Ada Warna Kuning 8 Warna Kuning Warna Kuning Warna Kuning Belum Ada 9 Warna Kuning Warna Kuning Belum Ada Belum Ada 10 Belum Ada Warna Kuning Warna Kuning Warna Kuning 11 Belum Ada Warna Kuning Belum Ada Warna Kuning 12 Belum Ada Warna Kuning Belum Ada Warna Kuning 13 Warna Kuning Warna Biru Belum Ada Warna Kuning 14 Warna Kuning Warna Kuning Warna Kuning Belum Ada 15 Warna Kuning Warna Kuning Belum Ada Belum Ada 16 Belum Ada Warna Kuning Warna Kuning Warna Kuning 17 Belum Ada Warna Kuning Belum Ada Warna Kuning 18 Belum Ada Warna Kuning Belum Ada Warna Kuning 19 Belum Ada Warna Kuning Belum Ada Belum Ada 20 Belum Ada Warna Kuning Belum Ada Belum Ada
Uji nyala  api  diamati  dengan  membakar  langsung  selang  ke  penampung biogas dan dilihat warna api yang menyala. Pada uji nyala api reaktor kontrol, A1, A2 dan A3 beberapa kali api memiliki warna biru, merah dan kuning. Akan tetapi reaktor yang  paling  banyak  munculnya  adalah  reaktor  A1.  Warna  pada  api  menunjukkan
tingkat  panas  api  dan  isi  kandungan  yang  terbakar.  Hal  ini  mengindikasikan  bahwa kandungan  metana pada A1 sangat tinggi  dibandingkan  dengan  kandungan  gas pada ketiga  reaktor  lainnya.  Hal  ini  sesuai  dengan  penelitian  Fairuz  (2015)  yang mengatakan  bahwa  nyala  api  yang  berwarna  biru  mengindifikasikan  bahwa kandungan  metana  sangat  tinggi  dibandingkan  dengan  kandungan  gas  lain  selain metana.
5. KESIMPULAN
1. Proses anaerobic  co-digestion limbah  jeroan  ikan  dengan  kotoran  sapi  dan enceng  gondok  menghasilkan  volume  biogas  yang  lebih  tinggi  apabila dibandingkan dengan proses anaerobic yang hanya berasal dari substrat limbah jeroan ikan.
2. Biodigester  yang  berisi slurry dengan  komposisi  enceng  gondok  lebih  banyak menghasilkan jumlah biogas yang lebih sedikit.
3. Biodigester  yang  berisi slurry dengan  komposisi  kotoran  sapi  lebih  banyak menghasilkan jumlah biogas yang lebih banyak.

## DAFTAR PUSTAKA
Al  Saedi,  2008.  “Biogas  Handbook”,  Denmark:  University  of  Southen  Denmark Esbjerg, Niels Bohrs.
Cahyo,S.D.2016.”Aplikasi  Pupuk  Granul  Limbah  Ikan  Laut  Sebagai  Sumber  N-
Organik  Dalam  Budidaya  Sawi  (Brassica  juncea  .L)  Varietas  Tosakan”. Yogyakarta:  Skripsi  Fakultas  Pertanian  Universitas  Muhammadiyah Yogyakarta
Deublein.D  and  Angelika  Steinhauser.2008.“Biogas  From  Waste  and  Renewable Resources  An  Introduction  Edited  by  Dieter  Deublein  and  Angelika Steinhauser”, Germany: GeWiley-VCH Verleg GmbH & Co. KGaA,
Fairuz  A.  2015.  Pengaruh  penambahan  ampas  kelapa  dan  kulit  pisang  terhadap produksi  biogas  dari  kotoran  sapi . [Tesis].  Bandar  Lampung:  Fakultas Tekhnik Pertanian, Universitas Lampung.
https://biz.kompas.com/read/2017/04/21/173454928/menuju.krisis.energi.apa.yan g.akan.terjadi.pada.indonesia, diakses tanggal 17februari 2018.
Kafle.G.K  and  Kim,S.H,.2012.  “  Evaluation  of  the  biogas  Productivity  Potential of  Fish  Waste  :  A  Lab  Scale  Batch  Study”,  South  Korea:  Journal  of Biosystems  Engineeringe  ISSN  2234-1862,  pISSN  1738-1266,  J.of Biosystem  Eng  37  [5]:  302-313.(2012.10),  Departement  of  Biosystem
Engineering, Kangwon National University
Kurniawan,Wahyu.,Herpandi.,Lestari,S., . 2016.”Uji  Potensi  Biogas  dari  Limbah Jeroan  Ikan  Patin  ( Pangasius  sp .)  dan  Campuran  Kiambang  ( Salvinia molesta ) Secara Anaerob Batch”. Bogor:Jurnal Teknologi Hasil Perikanan. Vol.5,No.1:43-51,Mei 2016.ISSN:2302-6936,Mei 2016
Liliasari,G.A.A.2016.”Degradasi  Bahan  Organik  Limbah  Cair  Tepung  Ikan Dengan Penaambahan Variasi Konsentrasi Bioaktivator Dan Variasi Lama Fermentasi”.Malang:  Skripsi  Fakultas  Sains  Dan  Teknologi  Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim.
Moi,A.R.,  Pandiangan,D.,Siahaan,  P.,Tangapo,  A.M.,.2015.”Pengujian  Pupuk Organik  Cair  Dari  Enceng  Gondok  ( Eicchornia  crassipes )  Terhadap Pertumbuhan  Tanaman  Sawi  ( Brassica  juncea ).  Manado:  Jurna  MIPA Unsrat 4(1) 15-19
Njogu,  P.,Kinyua,R,Muthoni,P.and  Nemoto,  Y.2015.  “Biogas  Production  Using Water  Hyacinth  (Eichornia  crassipes)  for  Electricity  Generation  in Kenya.Energy and Power Engineering journal,7,209-216
Pratama, PN and Utomo,A.S.,.2012.“Potential Biogas of Fish Waste as a Solution of  Energy  Crisis”,  Semarang:  Departement  of  Aquaculture,  Faculty  of Fisheries and   Marine Science, Diponegoro University
Prayogo,D.P, Sebayang,H.T., Nugroho, A, .2017. “Pengaruh Pengendalian Gulma
Pada  Pertumbuhan  dan  Hasil  Tanaman  Kedelai  (Glycin  max  (L)  Merril) Pada  Berbagai  Sistem  Olah  Tanah”,  Malang:  Jurnal  Produksi  Tanaman Vol. 5 No.1 Januari 2017 : 24-32 ISSN: 2527-8452