PENGARUH PERBANDINGAN BAHAN BAKU TERHADAP KONSENTRASI BIOGAS DARI ECENG GONDOK DENGAN MENGGUNAKAN STARTER KOTORAN SAPI

## Darnengsih*), Nurjannah, La Ifa
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Universitas Muslim Indonesia, Jl. Urip Sumiharjo km. 5, Kampus UMI, Makassar,  Indonesia 90231 Email : darnengsih.darnengsih@umi.ac.id nurjannah.nurjannah@umi.ac.id

## INTISARI
Biogas  adalah  produk  energy  yang  berasal  dari  bahan  yang  terbarukan  utamanya  dari  bahan  biomassa. Saat ini telah banyak penelitian yang mengembangkan produk energy dari bahan yang terbarukan, hal ini bertujuan  untuk  mengurangi  pemakaian  energy  fossil  yang  tak  terbarukan.  Tujuan  dari  penelitian  ini adalah untuk mengetahui pengaruh perbandingan eceng gondok, kotoran sapi dan air terhadap konsentrasi biogas  yang  dihasilkan.umumnya  biogas  dihasilkan  dari  fermentasi  kotoran  sapi  namun  bahan  baku biogas  dapat  juga  berasal  dari  biomassa  lignoselulosa  yang  tersusun  atas  tiga  komponen  utama  yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Selulosa dalam bahan lignoselulosa merupakan sumber karbon organik, sehingga bahan tersebut dapat menjadi bahan baku potensial untuk pembuatan biogas. Data hasil analisis disajikan  dalam  bentuk  tabel  dan  grafik.Rasio  optimum  campuran  bahan  baku  Eceng  Gondok  terhadap kotoran sapi adalah 5:1.
Kata kunci : biogas, eceng gondok, methanogenesis

## ABSTRACT
The  Effect  Of  The  Concentration  Ratio  Of  Raw  Material  To  Biogas  From  Water  Hyacinth  Using  Cow  Dung Starter .  Biogas  is  a  product  of  energy  derived  from  renewable  materials  mainly  from  biomass  materials  . When this has been a lot of research to develop energy products from renewable materials , it aims to reduce the use of  fossil  energy  are  nonrenewable  . The purpose of  this study was to  determine the effect of  water hyacinth comparison  , cow  dung and water to  the  concentration of  the biogas produced . generally biogas generated  from  cow  manure  fermentation  biogas  feedstock  ,  but  can  also  be  derived  from  lignocellulosic biomass that is composed of three main components namely cellulose , hemicellulose , and lignin . Cellulose in lignocellulosic materials is a source of organic carbon , so that the material can be a potential raw material for biogas production . Data analysis results are presented in tabular form and grafik.Rasio optimum mix of raw materials to the cow dung water hyacinth is 5 : 1.
Keywords : biogas, water hyacinth, methanogenesis

## PENDAHULUAN
Energi  merupakan  salah  salah  kebutuhan  yang sangat  penting  bagi  kita  karena  permasalahan  energi sangat  berpengaruh  dalam  roda  perekonomian.  Harga bahan  bakar  yang  mengalami  kenaikan  terus  menerus berdampak pada seluruh sektor kehidupan manusia. Hal ini  terlihat  jelas  pada  kalangan  menengah  ke  bawah. Sehingga  saat  ini  banyak  sekali  penenlitian  yang
dikembangkan  untuk  memperoleh  energi  dari  bahan yang terbarukan utamanya dari bahan biomassa.
Salah satu sumber energi biomassa adalah biogas, hal  ini  dikarenakan  biogas  tergolong  kedalam  energi yang  berasal  dari  bahan–  bahan  organik  (bahan  non fosil)  yang  umumnya  berasal  dari  berbagai  limbah organik  seperti,  kotoran  manusia,  kotoran  hewan,  sisa- sisa tumbuhan dan lain sebagainya. Keberadaan limbah- limbah  organik  tersebut  mudah  didapat  dan  terjamin
kontinuitasnya,  selain  itu  yang  terpenting  adalah limbah-limbah  organik  tersebut  ramah  lingkungan.  Hal ini  dapat  menjadi  salah  satu  faktor  utama  biogas dipertimbangkan  sebagai  sumber  energi  masa  depan (Wiratama,I, P, A dkk, 2012).
Umumnya  biogas  dihasilkan  dari  fermentasi kotoran sapi. bahan baku biogas dapat juga berasal dari biomassa  lignoselulosa,  yang  tersusun  atas  tiga komponen  utama  yaitu  selulosa,  hemiselulosa,  dan lignin.  Selulosa  dalam  bahan  lignoselulosa  merupakan sumber  karbon  organik,  sehingga  bahan  tersebut  dapat menjadi bahan baku potensial untuk pembuatan biogas (Rahayu, D, R,dkk, 2012.)
Penelitian terdahulu oleh Yonathan, A dkk, 2013 didapatkan bahwa pada variabel komposisi menunjukkan  produksi  biogas  terbesar  pada  komposisi 2:2,5  sebesar  1162,97  ml  dan  produksi  biogas  terkecil sebesar  2:1  sebesar  12,85  ml.  Komposisi  terbaik  dari proses  fermentasi  sebelumnya  digunakan  sebagai variabel tetap  dengan  variabel  berubah  pH.  Hasil yang didapat  menunjukkan  dari  rentang  pH  4-7  produksi biogas  mengalami  kenaikan,  dan  mulai  menurun  pada pH 8, dengan produksi biogas terbesar pada variabel pH 7  sebesar  1162,97  ml.  Hasil  analisa  GC  menunjukkan kandungan metana dalam biogas sebesar 0,03 mol/100 gr eceng gondok.
Pada  biomassa  gulma  (eceng  gondok)  berpotensi sebagai  bahan  untuk  pembuatan  bioenergi,  seperti biogas,  dan  bioetanol  (Trihadiningrum,  Y dkk ., 2010).Eceng gondok memiliki nutrisi yang tinggi sebagai sumber  serat  untuk  pakan  ternak  ruminansia  dan memiliki  selulosa  tinggi  sehingga  berpotensi  digunakan untuk produksi biogas.

## Eceng Gondok
Eceng  gondok  ( Eichornia  crassipes )  merupakan tumbuhan air yang tumbuh di rawa-rawa, danau, waduk dan  sungai  yang  alirannya  tenang.  Eceng  gondok dewasa, terdiri dari akar, bakal tunas, tunas atau stolon, daun,  petiole,  dan  bunga.  Daun-daun  eceng  gondok berwarna  hijau  terang  berbentuk  telur  yang  melebar atau  hamper  bulat  dengan  garis  tengah  sampai  15 sentimeter.  Pada  bagian  tangkai  daun  terdapat  masa yang  menggelembung  yang  berisi  serat  seperti  karet busa.  Kelopak  bunga  berwarna  ungu  muda  agak kebirua. Setiap kepala putik dapat menghasilkan sekitar 500  bakal  biji  atau  5000  biji  setiap  tangkai  bunga, sehigga  eceng  gondok  dapat  berkembang  biak  dengan dua cara yaitu dengan tunas dan biji.
Meskipun eceng gondok sudah sering dimanfaatkan  jumlahnya  tidak  berkurang  banyak. Perkembangbiakannya yang demikian cepat
menyebabkan  tanaman  eceng  gondok  telah  berubah menjadi  tanaman  gulma  perairan.  Pemanfaatan  eceng gondok sebagai bahan baku biogas dikarenakan memiliki
kandungan  karbohidrat  dan  selulosa.  Selulosa  akan dihidrolisis  menjadi  glukosa  oleh  bakteri  yang  akan menghasilkan  gas  metan  sebagai  biogas  (Astuti,  N; 2013).
Tabel.1 komposisi kimia eceng gondok segar
No. Komposisi Kimia Persentase (%) 1. Air 92,6 2. Abu 0,44 3. Serat Kasar 2,09 4. Karbohidrat 0,17 5. Lemak 0,35 6. Protein 0,16 7. Fosfor sebagai P 2 O 5 0,52 8. Kalium sebagai K 2 O 0,42 9. Klorida 0,26 10. Alkanoid 2,22 Sumber :Astuty, N: 2013 Tabel.2 komposisi kimia eceng gondok kering No. Komposisi Kimia Persentase (%) 1. Selulosa 64,51 2. Pentose 15,61 3. Lignin 7,69 4. Silica 5,56 5. Abu 12 Sumber :Astuty, N; 2013

## Biogas
Biogas  merupakan  gas  yang  dihasilkan  dari proses fermentasi oleh suatu bakteri secara anaerob. Gas dari hasil fermentasi tersebut dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi. Biogas dapat menghasilkan  energi karena mengandung gas metana (CH 4 ), gas
ISSN = 2527-4457
karbondioksida  (CO 2 ),  dan  gas-gas  yang  lain  dalam jumlah yang terbatas.
Tabel.3 Kandungan Utama dalam Biogas
No. Komposisi Persentase (%) 1. Metana (CH 4 ) 50-75 2. Karbon dioksida (CO 2) 25-50 3. Nitrogen (N 2 ) 0-10 4. Hidrogen (H 2 ) 0-1 5. Hidrogen Sulfida (H 2 S) 0-3 6. Oksigen (O 2 ) 0-2
Sumber:www.unsoed.ac.id
Gas  metana  (CH 4 )  yang  terkandung  dalam biogas tersebut dapat dimanfaatkan untuk menggantikan  gas  LPG  yang  sumbernya  terbatas.  Gas metana (CH 4 ) yang dihasilkan dari biogas tersebut dapat dimanfaatkan  secara  terus-menerus  karena  sumbernya dapat diperbanyak dan tidak terbatas. (Masriadi, 2010).
Sumber  energi  dari  biogas  ini  ada  beberapa macam  antara  lain  dari  kotoran  ternak,  jerami padi,eceng  gondok,  limbah  industri  tahu,  bungkil  jarak pagar,  limbah  kelapa  sawit,  sampah  organik  dan berbagai sumber yang lain (wahyuni, S; 2011).
Prinsip  dasar  teknologi  biogas  adalah  proses penguraian  bahan-baham  organik  oleh  mikroorganisme dalam  kondisi  tanpa  udara  (anaerob)  untuk menghasilkan campuran dari beberapa gas, diantaranya metana dan CO 2 .
Gambar.  1  Diagram  Skematik  dari  AD  Konvensional Limbah Organik (Sumber: Yani, S; 2014)
Umumnya biogas diproduksi menggunakan alat yang  disebut  reaktor  biogas  (digester)  yang  dirancang agar kedap udara (anaerob), sehingga proses penguraian oleh  mikroorganisme  dapat  berjalan  secara  optimal. (Wahyuni, S; 2011).
Anaerobic  digestion    (AD) merupakan  proses dekomposisi  alamiah,  dimana  senyawa  organik  terurai menjadi  komponen  kimia  yang  lebih  sederhana  tanpa menggunakan  oksigen,  sehingga  dihasilkan  biogas  yang umumnya mengandung metana (CH 4 ) serta gas-gas yang lain. (Yani, S ; 2014) Tahapan Anaerobic Digestion , yaitu: (Rahayu, D, R, dkk ; 2012) Proses Hidrolisa (C 6 H 10 O 5 )n + n H 2 O → n (C 6 H 12 O 6 ) glukosa Proses Asidogenesis dan Asetogenesis C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CHOHCOOH → CH 3 COOH Glukosa     Asam Laktat               Asam Asetat Proses Metanogenesis
CH 3 COOH → CH 4 (g) + CO 2 Asam asetat      methane karbondioksida

## METODOLOGI PENELITIAN
a. Alat dan Bahan Bahan Utama dalam penelitian ini berupa eceng gondok  yang  diperoleh  dari  baruga  perumnas  antang kota  Makassar,  starter  kotoran  (feces)  sapi  diperoleh dari Rumah Pemotongan Hewan (RPH)dijalan antang kota Makassar dan penambahan air.
Alat Utama yang digunakan pada penelitian ini adalah  reactor  biodigester.  Alat  bantu  terdiri  bak pencampur,  pipa  corong  pemasukan  bahan,  kran keluaran  gas,  alat  pengaduk/pencampur,  penampung gas, timbangan, pisau.
b. Prosedur Penelitian
Prosedur pembuatan Biogas  untuk beberaapa perbandingan bahan baku eceng gondok dan kotoran sapi :
 Mengambil  tanaman  eceng  gondok  yang  telah dipersiapkan  lalu  dibersihkan  terlebih  dahulu kemudian  dicacah  dengan  ukuran  ±  1  -  2  cm. Kotoran sapi dijadikan sebagai biostarter
 Menimbang  masing  masing  jumlah  eceng gondok  tersebut  sesuai  dengan  jumlah perbandingan sebanyak 200 gram untuk 1:1, 600 gram untuk perbandingan 3:1, 1000 gram untuk perbandingan  5:1,  dan  1400  gram  untuk perbandingan 7:1.
 Mencampurkan kotoran sapi ditimbang sebanyak 200 gr selanjutnya diencerkan dengan air  200gr  (perbandingan  campuran  bahan  dan air  sama  dengan  jumlah  kotoran  sapi)  yang dilakukan dalam wadah ember terlebih dahulu.
 Kemudian  memasukkan  eceng  gondok  yang sudah  dipotongkecil  -  kecil  kedalam  wadah ember yang sudah terisi kotoran (feces) sapi dan air  untuk  dihomogenkan,  agar  mempermudah proses pencernaan dalam fermentasi pembentukan biogas.
 Dimasukkan  kedalam  tabung  digester  dengan menggunakan  corong  .Pipa  pemasuk  ditusuk- tusuk.  Tutup  lubang  corong  dengan  rapat  dan kedap.
 Selanjutnya  fermentasikan  dengan  variasi waktu 7 sampai 21 hari.
 Data  yang  diperoleh  berupa  laju  pembentukan biogas  dan  pertambahanbiogas  secara  periodik dianalisis dengan menggunakan analisisstatistik.
 Data hasil analisis disajikan dalam bentuk tabel dan grafik

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tekanan biogas masing-masing rasio perbandingan pengaruh  penambahan  jumlah  eceng  gondok  yang digunakan pada pembuatan biogas terhadap tekanan gas yang  dihasilkan  disajikan  pada  Tabel  1.  Dan  untuk memperjelas pembahasan disajikan pada Gambar 1.
Tabel. 1. Tekanan gas yang dihasilkan oleh rasio
No. Lama fermentasi (hari) Hasil  tekanan  gas  masing  – masing perbandingan (kPa) 1:1 3:1 5:1 7:1 1. 7 101.30  101.30  101.30  101.30 2. 8 101.30  101.30  101.30  101.30 3. 9 101.31  101.30  101.31  101.30 4. 10 101.31  101.30  101.31  101.30 5. 11 101.31  101.31  101.31  101.32 6. 12 101.32  101.31  101.32  101.32 7. 13 101.32  101.33  101.32  101.32 8. 14 101.32  101.33  101.32  101.32 9. 15 101.32  101.33  101.32  101.32 10. 16 101.32  101.33  101.34  101.33 11. 17 101.32  101.33  101.34  101.33 12 18 101.32  101.33  101.34  101.33 13. 19 101.32  101.33  101.36  101.33 14. 20 101.32  101.33  101.36  101.33 15. 21 101.32  101.33  101.36  101.33
Dari  table  1.  Dapat  dilihat  bahwa  pada  perbandingan eceng  gondok  (EG)  dan  kotoran  sapi  (KS)  1:1 menghasilkan  tekanan  gas  pada  hari  ke-9  fermentai sebesar 101,31 KPa
KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  rasio  optimum perbandingan  campuran  antara  bahan  baku  eceng gondok dan kotoran sapi adalah 5:1 dengan waktu rata- rata fermentasi di hari ke-9 sampai dengan hari ke-19.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  disampaikan  kepada  para pembimbing,  KPS  teknik  Kimia,  keluarga  dan  teman- temanyang  telah  memberikan  sumbangsih  secara langsung  maupun  tidak  langsung  sehingga  penelitian dan  jurnal  ini  bisa  rampung  dan  semoga  bisa memberikan manfaat bagi kita semua.

## DAFTAR PUSTAKA
Andianto.2011. Aliran  Slurry  didalam  Digester  Biogas Tipe  Aliran  Kontinyu. Fakultas  Teknik. Universitas Indonesia : Depok
Astuti,  N.2013. Potensi  Eceng  Gondok  (EICCHORNIA CRASSIPES  (Mart)  Solms)  Rawapening  untuk Biogas  dengan  Variasi  campuran  Kotoran  sapi. Universitar Diponegoro. Semarang
Chu, C.F., Ebie Yoshitaka., Xu, K.Q., Li, Y.Y., Inamori, Y.2010. Characterization of microbial community in the  two-stage  process  for  hydrogen  and  methane production  from  food  waste .  International  Journal of hydrogen energy 35 : 8253 – 8261.
Masriadi.  2010. Optimasi  Energi  Biogas  dari  Hasil Fermentasi Eceng Gondok Berbasis Variabel Proses . Fakultas  Sains  dan  Teknologi.  UIN  Sunan Kalijaga. Yogyakarta.
Nurjannah.,  La  Ifa.,  Jaya,F.,  dan  Lamo,M.  2014. Produksi Bahan Bakar Gas Biomassa dari Limbah Organik Industri (Molasses dan Ampas Tahu) .Prosiding  Seminar  Nasional  Teknologi Industri II Akademi Teknologi Industri Makassar 2014/Rabu-Kamis,22-23 Oktober 2014
Nurul,F,A.,  Junus,M.,  Nasich,M.  2013. Pengaruh Penambahan Molases terhadap Kandungan Protein Kasar  dan  Serat  Kasar  Padatan  Lumpur  Organik Unit  Gas  Bio .  Fakultas  Peternakan.Universitas Brawijaya : Malang.
Padang,Y,A.,  Nurchayati.,  dan  Suhandi.  2011.
Meningkatkan Kualitas Biogas dengan
101.29 101.30 101.31 101.32 101.33 101.34 101.35 101.36 5 6 7 8 910111213141516171819202122232425 te ka na n ga s (K P a) lama fermentasi (hari) perban dingan 1:1 perban dingan 3:1
Penambahan Gula . Jurnal Teknik rekayasa,vol.12 No.1
Rahayu,D,R.,Ardani,P.,Hendriani,N.,danJuliastuti,S,R. 2012. Pembuatan  Biogas  dari  Eceng  Gondok (EICCHORNIA  CRASSIPES)  melalui  Proses
Pretreatment dengan Jamur Phanerochaete Chrysosporium  dan  Trichoderma  Harzianam.
Jurnal Teknik POMITS vol. 1 No. 1, 1-3.
Rahmadian,B.2012. Studi  Tekno  Ekonomi  Pembuatan Biogas di PT.SHGW (Stichting Het Groene Woudt ) Bio Tea Indonesia . Jurnal Energi Alternatif.
Sari,S,N., Sutisna,M., dan Pratama,Y. 2014. Biogas yang Dihasilkan  dari  Dekomposisi  Eceng  Gondok  ( Eicchornia  crassipes  )  dengan  Penambahan Kotoran  Sapi  Sebagai  Starter .  Jurnal  Institut Teknologi Nasional No.1 Vol.2.
Sukmawati,Munir.P.2011. Pembuatan  Biohidrogen  Dari Kulit  PisangDengan  Proses  Fermentasi  Anaerob . Jurusan  Teknik  Kimia.  Fakultas  Teknologi Industri. UMI. Makassar
Utomo,  S.,  Wahyuningsih,  V.  2010. Dosis  Campuran Limbah  Sapi  dengan  Limbah  Babi  terhadap Produksi  GasBio .  Jurnal  AgriSains  LPPM. Universitas MercuBuana. Yogyakarta.
Wahyuni,  S.2011. Biogas  Energi  Terbarukan  Ramah Lingkungan  dan  Berkelanjutan. KIPNAS  ke-10.. Jakarta.
Winarni,P.,  Trihadiningrum,  Y.,  Soeprijanto.  2010. Produksi  Biogas  dari  Eceng  Gondok. ITS. Surabaya.
Wiratama,I,P,A., Sukadana,I,G,K., dan Tenaya,I,G,N,P. 2012. Studi Eksperimental Pengaruh  Variasi  Bahan  Kering  Terhadap Produksi  dan  Nilai  Kalor  Biogas  Kotoran Sapi .Jurnal Energi dan Manufaktur Vol. 5 No. 1.
1-97.
Wellinger  A,  Murphy  J,  Baxter  D.-----------. The  Biogas Handbook;Science  Production  and  application . Woodhead  publishing  series  in  energy:  Number 52. Oxford CambridgePhiladelphiaNew Dehli.
Yonathan,A., Prasetya,A,R.,danPramudono,B.
2013. Produksi  Biogas  dari  Eceng  Gondok (EICCHORNIA
CRASSIPES): Kajian Konsistensi  dan  pH  terhadap  Biogas  Dihasilkan .
Jurnal Teknologi Kimia dan Industri Vol. 2 No. 2 hal. 211-215.
Zhang, D., Zhu, M., Zhou, W., Yani, S., Zhang, Z., Wu, J.  2014. A  two-Phase  Anaerobic  Digestion  Process for  Biogas  production  For  Combined  Heat  and Power  Generation  for  Remote  Communities. TPAD Handbook. Chapter XX