JRPB, Vol. 7, No. 1, Maret 2019, Hal. 116 - 125 DOI: 10.29303/jrpb.v7i1.105 ISSN 2301-8119, e-ISSN 2443-1354 Tersedia online di http://jrpb.unram.ac.id/

## PENGARUH KOMPOSISI SUBSTRAT CAMPURAN KOTORAN SAPI DAN JERAMI PADI TERHADAP PRODUKTIVITAS BIOGAS PADA DIGESTER SEMI KONTINYU
Effect of Substrate Composition of Cow Dung and Rice Straw Mixture in Biogas Productivity on Semi-Continuous Digester
Agus Haryanto 1,*) , Oktafri 1 , Sugeng Triyono 1 , M. Rizki zulyantoro 1
1 Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung Jl. Prof. Sumantri Brojonegoro No. 1, Bandar Lampung 35145
Email *) : agus.haryanto@fp.unila.ac.id
Diterima: Desember 2018 Disetujui: Maret 2019

## ABSTRACT
This study aims to determine the effect of substrate composition on biogas productivity from a mixture  of  cow  dung  and  rice  straw  using  semi-continuous  digester.  Rice  straw  was  taken from  Way  Galih  Village,  South  Lampung,  and  fresh  cow  dung  was  obtained  from  the Department of Animal Husbandry, Faculty of Agriculture, University of Lampung. Cow dung and rice straw  were  mixed  with composition  of TS ratio P1 (75%  : 25%), P2 (70% : 30%), P3 (65% : 35%), P4 (60% : 40%), P5 (55% : 45%) and P6 (50% : 50%). Substrate mixture is then added with tap water to obtain a TS of 5%. Six digesters with a working volume of 30 L (labeled  as P1 to  P6) were filled  with 26 liters of  cow dung diluted  with  water at  a ratio of 1:1.  Digesters  was  left  for  4  days  for  stabilization.  Starting  on  day  5,  prepared  substrate mixture is added to  the digester  with a loading rate of 0.5 liter/day. The parameters in  this study  included  daily  temperature,  pH,  TS  and  VS  content,  daily  biogas  production,  biogas productivity,  and  biogas  quality.  The  results  showed  that  the  average  pH for  all  treatments was almost same, namely 6,9–7,1. The average temperature of the digester in the morning is around  26°C,  while  around  29°C  achieved  at  noon.  Substrate  composition  of  P4  shows  the best  results  with  cumulative  biogas  production  of  448.15  L for  60  days  of  observation,  and daily biogas production reached 9.1 to  9.5 L after a stable condition.  The  produced biogas has good quality because it shows a bright blue flame.
Keywords: biogas, cow dung, productivity, rice straw, semi-continuous

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  komposisi  substrat  terhadap produktivitas biogas dari campuran kotoran sapi dan jerami padi pada digester semi kontinyu. Jerami  padi  yang  digunakan  diambil  dari  Desa  Way  Galih,  Lampung  Selatan,  dan  kotoran sapi  segar  diperoleh  dari  Jurusan  Peternakan,  Fakultas  Pertanian,  Universitas  Lampung. Kotoran  sapi  dan  jerami  padi  dicampur  dengan  komposisi  perbandingan  TS  masing-masing
P1 (75% : 25%), P2 (70% : 30%), P3 (65% : 35%), P4 (60% : 40%), P5 (55% :45%) dan P6 (50%  :  50%).  Campuran  substrat  ditambah  dengan  air  keran  hingga  memperoleh  TS campuran 5%. Enam digester dengan volume kerja 30 L (label P1 hingga P6) diisi dengan 26 liter  kotoran  sapi  yang  diencerkan  dengan  air  pada  perbandingan  1:1.  Digester  dibiarkan selama  4  hari  untuk  stabilisasi.  Mulai  hari  ke-5,  ke  dalam  digester  ditambahkan  campuran substrat  dengan  laju  pembebanan  0,5  liter/hari.  Parameter  yang  diamati  pada  penelitian  ini meliputi temperatur harian, pH, kandungan TS dan VS, produksi biogas harian, produktivitas biogas, dan kualitas biogas.   Hasil penelitian  menunjukkan bahwa  pH rata-rata  untuk semua perlakuan  hampir  sama,  yaitu  6,9–7,1.  Suhu  rata-rata  digester  pada  pagi  hari  adalah  sekitar 26°C,  sedangkan  sekitar  29°C  pada  siang  hari.  Perlakuan  P4  memperlihatkan  hasil  terbaik dengan  produksi  biogas  kumulatif  mencapai  448,15  L  selama  60  hari  pengamatan,  dan produksi  biogas  harian  mencapai  9,1  hingga  9,5  L  setelah  kondisi  stabil.  Biogas  yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik karena menghasilkan nyala api berwarna biru cerah.
Kata kunci: biogas, jerami padi, kotoran sapi, produktivitas, semi kontinyu

## PENDAHULUAN
Energi  memiliki  peran  penting  dan tidak  dapat  dilepaskan  dalam  kehidupan manusia.  Saat  ini  hampir  semua  aktivitas manusia  sangat  tergantug  pada  energi. Pemanfaatan  energi  yang  tidak  dapat diperbaharui secara berlebihan dapat menimbulkan masalah krisis energi. Penggunaan  sumber  energi,  seperti  bahan bakar  yang  berasal  dari  bahan  baku  fosil merupakan  bahan  bakar  yang  tidak  mudah didaur ulang dan membutuhkan proses yang lama  untuk  menghasilkan  bahan  bakar tersebut. Melihat permasalahan  `energi  fosil yang  semakin  menipis,  maka  perlu  adanya suatu energi alternatif terbarukan atau energi non  fosil  yang  dapat  dipakai  sebagai penggantinya.
Energi  terbarukan  merupakan  jenis energi  yang  bisa  diperbaharui  dalam  waktu yang relatif singkat. Beberapa contoh energi terbarukan  (non  fosil)  meliputi  mikrohidro, biomassa,  tenaga  angin,  biogas,  biodiesel, dan  lain  sebagainya.  Biogas  merupakan energi alternatif yang murah, efektif, efisien dan  mudah  diaplikasikan  oleh  masyarakat luas.  Biogas  merupakan  hasil  akhir  dari degradasi  anaerobik  bahan  organik  oleh bakteri-bakteri  anaerobik  dalam  lingkungan dengan sedikit oksigen.
Komponen  terbesar  yang  terkandung dalam  biogas  adalah  metana  55 – 70%  dan karbon  dioksida  30 – 45%  serta  sejumlah
kecil nitrogen dan hidrogen sulfida (Deublein  dan  Steinhauser,  2008).  Limbah peternakan sapi  adalah salah satu  jenis bahan baku  yang  umum  digunakan  pada  teknologi pembentukan biogas. Sapi mampu menghasilkan limbah lebih banyak dari hewan ternak  lainnya.  Menurut  Wahyuni  (2013), seekor  sapi  dapat  menghasilkan  limbah  segar antara 20 hingga 29 kg/hari.
Menurut  Kaharudin  dan  Sukmawati (2010),  biogas  dalam  skala  rumah  tangga dengan jumlah ternak 2-4 ekor sapi atau suplai kotoran  sebanyak  kurang  lebih  25  kg/hari cukup menggunakan tabung reaktor berkapasitas  2500-5000  liter  yang  dapat menghasikan  biogas  setara  dengan  2  liter minyak  tanah/hari  dan  mampu  memenuhi kebutuhan energi memasak satu rumah tangga pedesaan dengan 6 orang anggota keluarga.
Dalam  teknologi  biogas  semakin  tinggi kandungan  bahan  organik,  pada  lingkungan yang  sesuai  maka  produksi  biogas  semakin banyak.    Oleh  sebab  itu,  tidak  cukup  hanya dengan kotoran sapi, perlu penambahan bahan organik  campuran  supaya  produksi  biogas lebih  maksimal.    Dalam  penelitian  ini,  bahan campuran  yang  dipakai  adalah  jerami  padi. Jerami  padi  merupakan  salah  satu  limbah pertanian  yang  dapat  dimanfaatkan  sebagai bahan campuran dalam memproduksi biogas (Wahyuni, 2013).
Jerami  padi  merupakan  salah  satu limbah pertanian  yang banyak ditemukan di Indonesia. Jerami padi belum dinilai sebagai produk  yang  memiliki  nilai  ekonomis.  Pada
umumnya jerami padi dibakar petani setelah memanen  padi,  atau  sebelum  mengolah lahan  untuk  musim  tanam  berikutnya. Pembakaran tersebut menghasilkan gas CO 2 dan asap yang berbahaya terhadap kesehatan petani itu sendiri dan lingkungan sekitarnya. Sedangkan penimbunan jerami pada petakan sawah  memerlukan  areal  5-7%  dari  total luas  petakan  (Makarim,  2007).  Namun, dengan  adanya  teknologi  biogas  maka petani  dapat  memanfaatkan  jerami  padi menjadi  bahan  bakar  dalam  rumah  tangga, pupuk cair dan juga kompos.
Penggunaan  jerami  padi  pada  proses produksi biogas pada digester semi kontinyu,  antara  lain,  dilaporkan  oleh Sugara  (2017)  yang  menggunakan  substrat campuran  kotoran  sapi  dan  jerami  padi dengan  perbandingan  padatan  total  (TS) antara  kotoran  sapi  dan  jerami  padi  3:1. Dalam  penelitian  tersebut  belum  diketahui apakah  perbandingan  TS  3:1  merupakan rasio  yang  optimal.  Untuk  menjawab permasalahan  ini  maka  perlu  dilakukan penelitian  lebih  lanjut  mengenai  komposisi substrat pada produksi biogas dari campuran kotoran sapi dan jerami padi.

## Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah 1. Mengetahui pengaruh komposisi substrat  terhadap  produktivitas  biogas dari  campuran  kotoran  sapi  dan  jerami padi pada digester semi kontinyu.
2. Mengetahui  komposisi  subtrat  terbaik dari  campuran  kotoran  sapi  dan  jerami padi pada digester semi kontinyu.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Waktu dan Tempat
Penelitian  telah  dilaksanakan  pada bulan Mei sampai Juli 2018 di Laboratorium Daya  Alat  Mesin  Pertanian  (DAMP), Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
Gambar 1 . Digester biogas semi kontinyu dengan volume kerja 28 L

## Alat dan Bahan
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian ini adalah enam buah digester semi kontinyu dengan  volume  kerja  28  L  (Gambar  1)  dan diberi  label  P1  hingga  P6.  Digester  dibuat dari  galon  air  yang  secara  rinci  dilaporkan oleh Haryanto, et al ., (2018). Perangkat lain antara  lain  karung,  golok,  ember  atau  bak, pengaduk, oven , timbangan analitik, blender ,  pH  meter,  termokopel,  dan  balon biogas.  Sedangkan  bahan  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  kotoran  sapi, jerami padi, dan air. Kotoran sapi diperoleh dari Jurusan Peternakan, Fakultas Pertanian, Universitas  Lampung,  sedangkan  jerami padi  diperoleh  dari  Desa  Way  Galih, Kecamatan  Tanjung  Bintang,  Lampung Selatan. Terhadap kedua bahan ini dilakukan  analisis  untuk  menentukan  kadar air,  kandungan  padatan  total  (TS),  kadar abu, dan kadar bahan menguap (VS).

## Metode Penelitian
Jerami  padi  dikeringkan  di  bawah matahari  hingga  mencapai  kadar  air  sekitar 12%.  Jerami  dicacah  kasar  menggunakan golok  dan  kemudian  digiling  menggunakan hammer  mill  untuk  memperoleh  cacahan halus.  Kotoran  sapi  dan  jerami  padi dicampur  dalam  6  komposisi  berbeda  yang didasarkan  pada  perbandingan  TS  kotoran sapi  terhadap  TS  jerami  padi,  yaitu:  P1 (75%  :  25%),  P2  (70%  :  30%),  P3  (65%  : 35%), P4 (60% : 40%), P5 (55% : 45%), dan
P6  (50%  :  50%).  Campuran  ini  kemudian ditambah  dengan  air  untuk  memperoleh kadar padatan total (TS) 5%.
Sebagai  starter  bakteri,  kotoran  sapi diencerkan  menggunakan  air  keran  dengan perbandingan  berat 1:1. Enam digester yang sudah  disiapkan  diisi  kotoran  sapi  yang sudah  diencerkan  dengan  sebanyak  26  liter dan  dibiarkan  selama  4  hari  agar  stabil. Mulai  hari  ke-5,  campuran  substrat  yang sudah disiapkan selanjutnya ditambahkan ke dalam  digester  sesuai  dengan  labelnya  pada laju  pembebanan  ( loading  rate )  yang  sama, yaitu  0,5  liter/hari  (≈  500  gram/hari). Dengan  volume  kerja  28  L,  maka  setelah empat  hari  penambahan  campuran  substrat, semua digester akan penuh. Mulai hari ke-5, setiap  penambahan  substrat  akan  diikuti dengan pengeluaran di bagian outlet digester pada  jumlah  yang  sama  sehingga  volume kerja  digester  akan  tetap  sama  (28  L). Dengan laju pembebanan 0,5 liter/hari maka waktu tinggal atau HRT ( hydraulic retention time )  substrat  di  dalam  digester  adalah  56 hari.  Untuk  mencegah  terjadinya scum , digester setiap  hari digoncang-goncang atau digojog  sekitar  1-2  menit.  Hal  ini  juga dimaksudkan  agar  pencampuran  substrat  di dalam digester menjadi lebih homogen.

## Pengamatan dan Analisa
Pengamatan dilakukan terhadap karakteristik bahan, meliputi kadar air (KA), padatan total  atau total  solids (TS),  padatan menguap atau volatile solids (VS), dan rasio C/N.  Parameter  proses  yang  diamati meliputi suhu digester, pH substrat, produksi  biogas  harian, dan kualitas  biogas. Kadar  air  jerami  dan  kotoran  sapi  diukur secara grafimetri menggunakan oven (Memmert,  type  UM  500,  Germany)  pada suhu 105°C selama 24 jam. Kadar air (basis basah)  dan  padatan  total  dihitung  dari Persamaan 1 dan 2:
KA = 100% * (W 1 – W 2 )/W1……………(1) TS = 100 – KA ………………………….(2) dimana  W 1 adalah  masa  sebelum  dioven, dan W 2 adalah masa setelah dioven.
Kadar  abu  diukur  dengan  cara membakar bahan kering oven di dalam tanur
atau furnace (Barnstead Thermolyne FB1300,  USA)  pada  suhu  550°C  selama  2 jam. Kadar abu dan kadar padatan menguap (VS)  dinyatakan  dalam  persen  dari  padatan total (% TS) dan  dihitung dari Persamaan 3 dan 4.
Abu = 100% * (W 3 – W 4 )/W 3 …………(3) VS = 100 – Abu ……………………….(4) dimana  W 3 adalah  masa  bahan  kering sebelum  dibakar,  dan  W 4 adalah  masa setelah dibakar.
Kadar  karbon  (C)  dan  nitrogen  (N) diukur  menggunakan  elemental  analyzer (Elementar  Vario  EL  Cube,  Germany). Rasio  C/N  campuran  substrat  dihitung  dari Persamaan 5.
JP KS JP KS TS) (N TS) (N TS) (C TS) (C C/N        ...............(5) dimana subskrip KS untuk kotoran sapi dan JP untuk jerami padi.
Produksi  biogas  diukur  menggunakan teknik pemindahan air dengan cara membenamkan balon berisi biogas ke dalam air  dan  mengukur  air  yang  ditumpahkan. Derajat keasaman substrat diukur setiap hari menggunakan pH-meter (PHMETER, PH_009(I),  China).  Suhu  digester  juga diukur setiap hari  menggunakan termokopel dengan cara  memasukkan ujung termokopel ke dalam digester dan mencatat hasilnya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik Substrat
Substrat merupakan bahan baku organik  yang  digunakan  untuk  produksi biogas.  Karakteristik  zat  yang  terkandung pada substrat sangat mempengaruhi pembentukan biogas, sehingga perlu diketahui karakteristik substrat yang digunakan.  Substrat  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  campuran  kotoran  sapi (KS)  dengan  jerami  padi.    Pada  penelitian ini menggunakan 6 komposisi yang berbeda, sehingga memiliki karakteristik yang berbeda-beda.    Secara  rinci  karakteristik substrat  dapat  dilihat  pada  pada  Tabel  1. Perlu  dicatat  bahwa  komposisi  substrat dalam  Tabel  1  adalah  untuk  sekali
pembebanan (500 g) dengan enam perlakuan (P1–P6).
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  nilai kadar air, total solid, volatile solid, dan C/N rasio  pada  6  perlakuan  tidak  memiliki perbedaan  yang  terlalu  jauh.    Rasio  C/N pada  P1  hingga  P6  memilki  rentang  nilai 32,7  hingga  39,2.    Nilai  rasio  C/N  yang optimum untuk bakteri perombakan substrat adalah  antara  20  hingga  30  (Deublein  dan Steinhauser,  2008).  Oleh  karena  itu,  rasio C/N  pada  penelitian  ini  bergerak  dari  batas optimal  hingga  tidak  atau  kurang  optimal. Selain  rasio  C/N  karakteristik  substrat  yang mempengaruhi produksi biogas adalah Total Solid (TS)  dan Volatile  Solid (VS). Berdasarkan  kandungan  TS  di  dalam substrat, proses produksi biogas dikelompokkan  menjadi  tiga,  yaitu  sistem basah  konvensional  (TS  <  10%),  semi- kering  (TS  10–20%)  dan  sistem  kering modern (TS > 20%) (Yi et al ., 2014). Dalam penelitian  ini,  kami  menggunakan  TS  5%. Untuk  proses  biogas  Menurut  Wahyuni (2013),  berat  padatan  organik  yang  habis terbakar pada proses pengabuan
didefinisikan sebagai padatan tak stabil atau VS.    Kandungan  padatan  tak  stabil merupakan  faktor  yang  mempengaruhi potensi  produksi  biogas.  Padatan  tak  stabil yang  semakin  tinggi  terkandung  dalam  satu unit  volume  dari  bahan  segar  akan menghasilkan  produksi  gas  yang  lebih banyak.

## Derajat Keasaman
Semua  digester  memiliki  rata-rata  pH yang  hampir  sama,  yaitu  berkisar  antara 6,9–7,1,  yang  berarti  netral.  Umumnya digester  akan  menghasilkan  biogas  yang baik  pada  pH  7  (netral).  Faktor  pH  sangat berperan  dalam  dekomposisi  anarerobik karena  pada  rentang  pH  yang  tidak  sesuai, mikroba  tidak  dapat  tumbuh  dengan maksimum  dan  bahkan  bisa  mati,  sehingga mempengaruhi produksi gas metana. Bakteri  metanogenik  bekerja  dengan  efektif pada kisaran  pH 6,5  hingga  8  (Sibiya et  al ., 2014).  Secara  spesifik,  pH  harian  rata selama  60  hari  di  dalam  digester  dapat dilihat pada Gambar 2.
Tabel  1. Komposisi  substrat  untuk  sekali  pembebanan  (500  g)  untuk  enam  campuran berbeda.
Karakteristik P1 P2 P3 P4 P5 P6 Perbandingan %TS (kotoran sapi : jerami padi) 75:25 70:30 65:35 60:40 55:45 50:50 Massa campuran substrat (g) 500 500 500 500 500 500 Kotoran Sapi (g) 146.71 136.93 127.15 117.37 107.59 97.81 TS kotoran sapi (%) 12.78 12.78 12.78 12.78 12.78 12.78 TS kotoran sapi (g) 18.75 17.50 16.25 15.00 13.75 12.50 Jerami Padi (g) 6.97 8.36 9.76 11.15 12.54 13.94 TS Jerami Padi (%) 89.68 89.68 89.68 89.68 89.68 89.68 TS Jerami Padi (g) 6.25 7.50 8.75 10.00 11.25 12.50 Air (ml) 346,32 354.70 363.09 371.48 379.87 388.25 TS campuran (%) 5 5 5 5 5 5 TS campuran (g) 25 25 25 25 25 25 C kotoran sapi (%) 39.87 39.87 39.87 39.87 39.87 39.87 C kotoran sapi (g) 7,48 6,98 6,48 5,98 5,48 4,98 N kotoran sapi (%) 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42 N kotoran sapi (g) 0,266 0,249 0,231 0,213 0,195 0,178 C Jerami padi (%) 38.55 38.55 38.55 38.55 38.55 38.55 C Jerami padi (g) 2,41 2,89 3,37 3,86 4,34 4,82 N Jerami padi (%) 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58
N Jerami padi (g) 0,036 0,044 0,051 0,058 0,065 0,073 C/N campuran 32,68 33,80 35,00 36,29 37,69 39,21
Gambar 2. pH rata-rata digester dari enam perlakuan komposisi substrat. (Nilai panda error bar adalah standar deviasi selama 60 hari pengamatan).

## Suhu
Suhu  sangat  berpengaruh  terhadap aktivitas mikroorganisme yang akan mengurai  bahan  organik.    Pengukuran  suhu dilakukan pada pagi dan sore. Suhu rata-rata pada  pagi  hari  hampir  sama  untuk  semua digester  dengan  kisaran  yang  sempit,  yaitu 26,2–26,4  °C,  seperti  terlihat  pada  Gambar 3.  Suhu  digester  lebih  rendah  dari  suhu udara ambient yang  mencapai rata-rata 26,9
°C  pada  pagi  hari.  Pada  sore  hari  suhu digester  rata-rata  naik  sekitar  tiga  derajat. Pada  sore  hari  suhu  keenam  digester  juga hampir  sama  dengan  kisaran  29,5–29,6  °C. Hal  ini  berarti  digester  bekerja  pada  suhu mesofilik karena  berada pada kisaran antara 20 hingga 40 °C (Sibiya et al ., 2014). Dapat dilihat  juga  bahwa  suhu  digester  pada  sore hari  lebih  rendah  daripada  suhu  udara ambient dengan perbedaan sekitar 0,5 °C.
Gambar 3. Suhu rata-rata enam digester dan udara ambient. (Nilai panda error bar adalah standar deviasi selama 60 hari pengamatan).
7.1 6.9 7.0 6.9 6.9 6.9 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 P1 P2 P3 P4 P5 P6 pH Perlakuan 26.4 26.3 26.2 26.2
26.3 26.3 26.9 29.6 29.5 29.5 29.5 29.6 29.6 30.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 Ambient Suh u ra ta -r at a (° C) Pagi Sore
Gambar 4 . Suhu rata-rata harian digester dan udara ambient selama 60 hari pengamatan
Gambar 4 memperlihatkan suhu harian digester dan udara ambient selama 60 hari  pengamatan.  Dapat  ditunjukkan  bahwa pergerakan suhu digester mengikuti pergerakan  suhu  udara  ambient.    Misalnya, pada hari ke-23 dan 25, suhu digester turun mendekati  25°C  dan  merupakan  suhu terendah  selama  60  hari  pengamatan.  Pada saat  yang  bersamaan,  suhu  udara  ambient juga  turun  hingga  nilai  sekitar  25°C  yang diakibatkan oleh hujan sepanjang hari.

## Produksi Biogas
Loading rate dengan komposisi substrat yang berbeda mempengaruhi produksi  biogas  yang  dihasilkan.    Hasil produksi  biogas  ditampilkan  dalam  grafik pada  Gambar  5.  Selain  produksi  biogas harian,  Gambar  5  juga  menampilkan produksi  biogas  rata-rata  yang  disajikan menggunakan kurva moving average. Produksi gas harian merupakan produksi gas yang  diukur  setiap  hari  pada  setiap  digester selama 60 hari.  Kurva  produksi biogas rata- rata moving  average merupakan  nilai  rata-
rata  produksi  biogas  selama  periode  5 harian.
Gambar 5 menunjukkan bahwa produksi biogas harian mengalami fluktuasi. Produksi biogas menunjukkan mikroorganisme  berhasil  mengurai  bahan organik  yang  setiap  harinya  diumpankan. Setiap hari biogas selalu terbentuk walaupun hanya  sedikit.    Produksi  biogas  mengalami fluktuasi  yang  cukup  jauh,  hal  ini  mungkin disebabkan  oleh pencampuran substrat  yang tidak  homogen.  Meskipun  digester  telah digojog  selama  1-2  menit  setiap  hari,  tetapi jerami padi merupakan bahan padat sehingga  tidak  tercampur  secara  homogen. Pada  hari  pertama  pengamatan,  produksi biogas  tertinggi  dihasilkan  pada  P4  yaitu sebesar  3  liter  dan  P5  sebesar  2,2  liter, sedangkan  P1,  dan  P2  menghasilkan  biogas kurang dari 2 liter. Produksi biogas perlahan mulai  meningkat,  pada  hari  ke-30  hingga hari  ke-40  menunjukkan  fluktuasi  yang signifikan  pada  semua  perlakuan.  Kecuali pada  P5  dan  P6  yang  mungkin  disebabkan oleh rasio C/N yang tinggi.
24 25 26 27 28 29 30 31 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 S uh u ra ta -r at a (C ) Hari ke- P1 P2 P3 P4
Gambar 5 . Produksi biogas harian (simbol) dan produksi biogas rata-rata yang dihitung menggunakan moving average 5 harian (garis). (Simbol besar menunjukkan hari dimana biogas mulai dapat dibakar)
Dari kurva produksi biogas rata-rata moving average  5  harian,  terlihat  bahwa  perlakuan P4  dengan  komposisi  campuran  TS  kotoran sapi  terhadap  jerami  padi  60%  :  40% menunjukkan  produksi  biogas  yang  paling tinggi  dan  stabil  dengan  produksi  kumulatif mencapai  448,15  liter  selama  60  hari. Meskipun  awalnya  rendah,  perlakuan  P2 dengan  komposisi  70%  :  30%  juga memberikan  produksi  gas  yang  tinggi mencapai total 284,25 liter. Produksi biogas kumulatif  untuk  4  perlakuan  lainnya  adalah 186,85 liter (P3), 185,5 liter (P1), 127,6 liter (P6) dan 108,55 liter (P5).
Melewati hari ke-56 dimana campuran substrat  di  dalam  digester  telah  mencapai komposisi  yang  direncanakan  untuk  semua digester, perlakuan P4 dan P2 menghasilkan produksi biogas harian yang tinggi dibandingkan 4 perlakuan lainnya. Perlakuan P4 menghasilkan produksi biogas harian antara 9,1 hingga 9,5 liter, sedangkan perlakuan  P2  menghasilkan  antara  8,9 hingga 9,2 liter.
Dalam  Gambar  5  juga  ditampilkan hari  ketika  biogas  yang  dihasilkan  mulai dapat dibakar  yang ditunjukkan oleh simbol besar  dengan  warna  merah.  Dapat  dilihat bahwa  biogas  yang  dihasilkan  dari  digester dengan  komposisi  P1  dan  P3  sudah  dapat dibakar pada hari ke-2. Biogas dari digester dengan  komposisi  P2  dan  P4  mulai  dapat dibakar pada hari ke-3. Komposisi
campuran  P5  dan  P6  menunjukkan  kualitas yang  jauh  berbeda  karena  baru  bisa  dibakar pada  hari  ke-14  (P5)  dan  hari  ke-20  (P6). Hal  ini  mungkin  disebabkan  oleh  tingginya komponen jerami padi. Jerami padi merupakan  bahan  yang  sulit terdekomposisi sehingga menghasilkan biogas dalam jumlah yang  lebih  sedikit  dan  kualitas  lebih  rendah (kandungan metana rendah).
Metana  merupakan  komponen  biogas yang  dapat  dibakar.  Oleh  karena  itu  salah satu  cara  untuk  menilai  kualitas  biogas adalah  dengan  cara  membakarnya.  Jika biogas  tidak  terbakar  maka  kandungan metana  masih  rendah.  Sebaliknya,  jika biogas  dapat  terbakar  dengan  mudah,  maka kandungan  metana  di  dalam  biogas  cukup tinggi  dan  merupakan  salah  satu  indikator keberhasilan  proses  fermentasi  pada  biogas. Pada  hari-hari  awal,  yyala  api  yang dihasilkan  dari  pembakaran  biogas  masih kecil.  Tetapi  nyala  api  makin  besar  seiring dengan  bertambahnya  lama  fermentasi  dan makin  meningkatnya  kandungan  metana seperti terlihat pada Gambar 6.
Harahap  (2007),  menyatakan  bahwa nyala  api  biru  yang  besar  menandakan biogas  memiliki  kandungan  metana  yang tinggi.    Ihsan  (2013)  menyatakan  biogas yang dapat terbakar dengan mudah diperkirakan  memiliki  kandungan  metana sekitar 45%. Tetapi, Junaedi (2018) melaporkan  bahwa  kandungan  metana  pada
0 2 4 6 8 10 12 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Pr odu ks i B io gas (L ) Hari ke- P1 P2 P3 P4 P5 P6 P1 P2 P3 P4 P5 P6
biogas  yang  memberikan  nyala  api  biru mencapai 51,8%.

## Produktivitas Biogas
Produktivitas biogas dinyatakan sebagai produksi biogas per satuan masa VS yang  terdegradasi.    Pada  digester  sistem
semi kontinyu produktivitas sangat dipengaruhi oleh total produksi  biogas  yang dihasilkan  dan  banyaknya  bahan  organik yang  terdegradasi  oleh  mikroorganisme. Secara rinci produktivitas biogas
ditampilkan pada Tabel 2.
Gambar 6 . Nyala api dari pembakaran biogas pada hari ke-15 dan hari ke-27
Tabel 2. VS removal dan produktivitas biogas dari 6 komposisi substrat
Perlakuan TS input VS input VS output VS removal Produksi Biogas (%) (gr) (gr) (%) (gr) (gr) (%) (L/hari) (L/kg VSr) P1 5 25 19,04 64,61 10,88 8,16 42,88 3,09 378,66 P2 5 25 18,97 66,68 12,06 6,92 36,46 4,74 684,87 P3 5 25 18,91 63,69 10,69 8,22 43,49 3,11 378,76 P4 5 25 18,84 69,22 13,85 4,99 26,47 7,47 1498,02 P5 5 25 18,77 71,59 15,69 3,08 16,41 1,81 587,21 P6 5 25 18,70 67,93 13,33 5,37 28,71 2,13 395,95
Hasil perhitungan menunjukkan
produktivitas biogas tertinggi pada penelitian  ini  yaitu  pada  P4,  sedangkan produktivitas  terendah  yaitu  pada  P1. Secara beururutan nilai  produktivitas biogas tertinggi  hingga terendah  yaitu 1498,02 l /kg VS  (P4),  684,87 l /kg  VS  (P2),  587,21 l /kg VS  (P5),  395,95 l /kg  VS  (P6),  378,76 l /kg VS (P3), dan 378,66 l /kg VS (P1). Perbedaan  produktivitas  biogas  disebabkan karena komposisi yang berbeda.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan  maka  dapat  diambil  kesimpulan bahwa:
1. Komposisi  substrat  campuran  kotoran sapi dan jerami padi sangat berpengaruh dalam  produksi  biogas.  Terlalu  banyak komposisi kotoran sapi seperti P1  (75% : 25%) hasil produksi kurang maksimal, namun  terlalu  sedikit  kotoran  sapi seperti  P6  yang  memiliki  perbandingan 50%  :  50%  juga  kurang  baik  dalam produksi biogas.
2. Komposisi substrat terbaik untuk biogas adalah  P4  (campuran  kotoran  sapi  dan jerami  padi  60%  :  40%)  dengan produksi  biogas  total  mencapai  448,15 liter,  produktivitas  biogas  mencapai 1498,02 liter/kg Vs terdegradasi, produksi  biogas setelah stabil  mencapai 9,1 hingga 9,5 liter.

## DAFTAR PUSTAKA
Deublein,  D.  dan,  Steinhauser,  A.  2008. Biogas  From  Waste  And  Renewable Resource. Wiley –VCH Verlag GmbH & Co. KgaA, Weinheim. Hal. 49. Harahap.  V.  I.  2007.  Uji  Beda  Komposisi Campuran  Kotoran  Sapi  Dengan Beberapa  Jenis  Limbah  Pertanian
Terhadap  Biogas  Yang  Dihasilkan. Skripsi . Fakultas Pertanian, Universitas Sumatra Utara, Medan.
Haryanto,  A.,  Sugara,  B.  P.,  Telaumbanua, M.  and  Rosadi,  R.  A.  B.  2018. Anaerobic Co-digestion of Cow Dung and  Rice  Straw  to  Produce  Biogas using Semi-Continuous Flow Digester:  Effect  of  Urea  Addition.
IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science , 147 , 012032 Ihsan,  A.,  Bahri,  S.,  dan  Musafira,  2013, Produksi  biogas  menggunakan  cairan isi  rumen  sapi  dengan  limbah  cair tempe. Natural  Science:  Journal  of Science and Technology , 2(2), 27-35. Kaharudin  dan  Sukmawati.  F.  2010 . Petunjuk  Praktis  Manajemen  Umum Limbah  Ternak      untuk  Kompos  dan Biogas .  Balai  Pengkajian  Teknologi Pertanian. Hal. 23.
Makarim,  A.K.  2007. Jerami  Padi  : Pengelolaan dan Pemanfaatan . Bogor: Pusat Penelitian dan
Pengembangan Tanaman Pangan.
Sibiya, N.T., Muzenda. E, and Tesfagiorgis. H.B. 2014.  Effect of Temperature and pH  on  the  Anaerobic  Digestion  of Grass  Silage. Sixth  International Confrence  on  Green  Technology, Renewable  Energy  and  Enviromental Engineering . Cape  Town, South Africa, Nov. 27-28, 2014: 198-201
Sugara,  B.P.  2017.  Pengaruh  Penambahan
Urea  Terhadap  Produksi  Biogas  Dari Campuran  Kotoran  Sapi  dan  Jerami Padi. Skripsi . Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
Wahyuni,  S.  2013. Panduan  Praktis Biogas .  Penebar Swadaya: Jakarta.
Yi,  J.,  Dong,  B.,  Jin,  J.,  and  Dai,  X.  2014. Effect  of  Increasing  Total  Solids Contents  on  Anaerobic  Digestion  of Food Waste under Mesophilic
Conditions: Performance and Microbial  Characteristics  Analysis. PLoS ONE , 9(7) : e102548.
doi:10.1371/journal.pone.0102548.