Diterima: 22 April 2019; Direvisi: 2 Mei 2019; Disetujui: 29 Mei 2019 JTERA, Vol. 4, No. 1, Juni 2019

## Optimasi Desain Kombinasi Agitator pada Anaerobic Buffled Reactor Biomass

## Safril
Program Studi Teknik Industri Otomotif, Politeknik STMI Jakarta Jl Letjen Suprapto no.26, Indonesia safril@kemenperin.go.id

## Abstrak
Saat  ini  pengembangan  pembangkit  biomassa  menjadi  fokus  utama  di  negara-negara  berkembang  termasuk Indonesia.  Masalah  yang  sering  terjadi  dalam  pembangunan  pembangkit  biomassa  adalah  terbatasnya  teknologi  yang efisien  dalam  memproduksi  gas  metana  sebagai  penghasil  listrik.  Pembangkit  listrik  tenaga  biomassa  mengalami kegagalan dalam memproduksi gas metana (CH 4 ) jika tidak memperhatikan teknologi pada reaktor. Dengan demikian, diperlukan desain reaktor yang dapat mengoptimalkan hasil gas metana. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengoptimasi  desain  kombinasi  agitator  pada Anaerobic  Buffled  Reactor  Biomass (ABRb)  sehingga  dapat meningkatkan  nilai  gas  metana  yang  dihasilkan  melalui  kinerja  agitator.  Desain  teknologi  ini  diadopsi  dari  tipe Anaerobic  Buffled  Reactor sebagai  pembangkit  listrik  tenaga  biomassa.  Sebelumnya  teknologi  ini  telah  digunakan dalam sebuah penelitian dan mampu menghasilkan gas metana berkisar antara 55% sampai 70%. Efek laju aliran massa dan interaksi agitator terhadap reaktor termasuk suhu, waktu, dan massa limbah organik menjadi metode pada penelitian ini.  Hasil  optimasi  desain  kombinasi  agitator  pada  ABRb  ini  mempengaruhi  pada  tingkat  laju  gas  metana  dan  nilai kalkulasi yang dihasilkan selama lima hari adalah 5,63% dan mencapai nilai maksimum 73,43% dalam 15 hari.
Kata kunci: optimasi, limbah organik, agitator, ABRb, biomassa

## Abstract
At  present  the  development  of  biomass  plants  is  the  main  focus  in  developing  countries  including  Indonesia.  The problem that often occurs in the construction of biomass plants is the limited technology that is efficient in producing methane gas as a producer of electricity. The biomass power plant fails to  produce methane gas (CH4) if it does not pay attention to the technology in the reactor. Thus, a reactor design is needed that can optimize the yield of methane gas.  The  main  objective  of  this  research  is  to  optimize  the  design  of  the  agitator  combination  on  Anaerobic  Buffled Reactor  Biomass  (ABRb)  so  that  it  can  increase  the  value  of  methane  gas  produced  through  the  performance  of  the agitator. The design of this technology was adopted from the Anaerobic Buffled Reactor type as a biomass power plant. Previously this technology had been used in a study and was able to produce methane gas ranging from 55% to 70%. The effect  of  mass flow rate and agitator interaction on the reactor including temperature, time, and mass of organic waste became the method in this study. The results of the optimization of the design of the agitator combination in this ABRb affect the rate of methane gas and the calculation value generated for five days is 5.63% and reaches a maximum value of 73.43% in 15 days.
Keywords: optimization, organic waste, agitator, ABRb, biomass

## I. P ENDAHULUAN
Pembangkit biomassa telah berkembang diberbagai  negara,  baik  itu  di  negara  bagian  Eropa, Amerika, ataupun Asia. Pengembangan pembangkit biomassa  telah  mencapai  titik  puncak  dimana berpusat pada pemanfatan limbah perkotaan, rumah tangga,  dan  pedesaan.  Hal  tersebut  dilakukan sebagai  salah  satu  upaya  untuk  mengurangi  efek
rumah kaca. Dewasa ini, pemerintah Indonesia telah berupaya  memanfaatkan  limbah,  baik  itu  limbah organik  ataupun  limbah  non  organik  untuk pengembangan  energi  biomassa.  Perlu  diketahui bahwa  limbah  terbesar  non  organik  banyak disumbangkan  dari  daerah  perkotaan,  sebaliknya limbah  organik  terbesar  disumbangkan  dari  daerah pedesaan.  Masyarakat  di  pedesaan  sebagian  besar diantaranya masih tergantung pada sektor pertanian
sebagai  upaya  meningkatkan  taraf  ekonomi  mapan. Kurangnya perhatian pemerintah terhadap  kalangan masyarakat  membuat  limbah  organik  seperti  jerami padi,  dedaunan,  batang  pepohonan,  dan  sebagainya tidak  dimanfatkan  sebagai  energi  alternatif  [1]. Cita-cita  untuk  meningkatkan  taraf  kemakmuran masyarakat yang layak disertai pembangunan sosial ekonomi  adalah  cita-cita  setiap  negara  berkembang [2].  Untuk  mencapai  tingkat  ekonomi  yang diinginkan, penelitian tentang pembangkit biomassa sangat  dibutuhkan  dalam  pengembangan  teknologi terbarukan  yang  ramah  lingkungan.  Energi  yang dihasilkan  tidak  semata  terjadi  tanpa  melewati tahap-tahap  pengolahan  sumber  bahan  utama  dari pembangkit  biomassa  itu  sendiri.  Pada  tahap analisis,  sistem  lingkungan  dapat  berperan  sebagai bahan  primer  ( input )  dan  energi  listrik  sebagai keluaran  ( output )  [3].  Proses  ini  dilakukan  dengan tujuan  agar  terciptanya green  energy efisien  yang tidak  hanya  dikalangan  masyarakat  pedesaan  tapi juga pada kalangan rumah tangga dan perkotaan [4]. Hal  itu  akan  terwujud  jika  melakukan  tahapan dalam  menyesuaikan  teknologi  berdasarkan  lokasi geografis, budaya lokal,  dan sumber primer sebagai kebutuhan pembangkit biomassa [5]. Prototipe yang sedang dikembangkan juga harus melewati rangkaian  pengujian  terlebih  dahulu  sebagai  upaya mengurangi biaya manajemen jika terjadi kesalahan dilapangan  [6].  Tahapan  yang  telah  dilakukan menjadi  percuma  jika  teknologi  yang  sedang dikembangkan tidaklah efisien dalam menghasilkan gas  metana  yang  nantinya  dikonversi  ke  energi listrik.
Perlu  diketahui  bahwa  volume  limbah  organik sebagai  bahan  primer  harus  dipantau  secara kontinyu  dan  dapat  dikendalikan  secara  hati-hati agar kondisi pada reaktor tetap stabil  [7]. Beberapa peneliti  telah  melaporkan  bahwa  perubahan  suhu mempengaruhi nilai gas metana yang dihasilkan [8]. Banyaknya  tipe  reaktor  biomassa  saat  ini  menjadi pilihan  untuk  menentukan  yang  terbaik.  Biasanya, pada pembangunannya didesain secara permanen di bawah permukan tanah. Hal ini dapat menyebabkan sulitnya  dalam  melakukan  perawatan,  tetapi  biaya pembangunannya  sangat  minim.  Pada  tipe  ini  tidak akan  jauh  berbeda  dengan  tipe floating  drum atau tipe  reaktor  biomassa  lainnya  dalam  menghasilkan nilai  persentase  gas  Metana  (CH 4 )  55-70%, Karbondioksida (CO 2 ) 25-45%, Nitrogen (N 2 ) 0-3%, Hidrogen Sulfida (H 2 S) 0-3%, Hidrogen (H 2 ) 1-5%, dan Oksigen (O 2 ) 0,1-0,5% [9]. Dapat diketahui dari hasil  tersebut  nilai  rata-rata  gas  metana  hanya berkisar  62,5%  dengan  nilai  terendah  55%  dan tertinggi  70%.  Dalam  hal  ini  untuk  mencapai  nilai persentase  >  65%  tidaklah  mudah,  apalagi  dengan
menggunakan  limbah  organik  seperti  dedaunan kering, sayuran, buah-buahan, dan sebagainya.
Penelitian  sebelumnya  pernah  dilakukan  dengan mengunakan  bahan  primer  tersebut  dan  melakukan ekperimen  skala  laboratorium  menggunakan  drum dengan desain tidak menggunakan agitator. Penelitian  tersebut  mampu  menghasilkan  gas metana  (CH 4 )  sebesar  65,8%  setelah  15  hari proses fermentase  [10].  Berdasarkan  hasil  penelitian tersebut,  maka  dapat  dilakukan  efisiensi  dalam meningkatkan nilai gas metana dengan mengoptimasi desain tersebut. Tujuan penelitian ini adalah untuk memaksimalkan  kinerja  reaktor  biomassa  melalui kombinasi agitator untuk meningkatkan volume gas metana  yang  selanjutnya  dikonversikan  ke  energi listrik.  Penelitian  ini  membahas  tentang  teknologi tipe Anaerobic  Buffled  Reactor  Biomass (ABRb) yang pada dasarnya digunakan pada limbah organik yang  memiliki  unsur  yang  sangat  mini  dan  mudah hancur.  Jika  penelitian  ini  dapat  diterapkan  maka, penggunaan  listrik  dapat  dimanfaatkan  oleh masyarakat  pedesaan  sebagai  pasokan  tambahan energi  listrik.  Selain  itu,  desain  ini  dapat meningkatkan  nilai  ekonomi  dan  meningkatkan produksi  sumber  daya  terbarukan  yang  ramah lingkungan.

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Tahapan Penelitian
Metode yang digunakan pada penelitian ini yaitu dengan menganalisis pengaruh laju aliran massa dan interaksi  agitator  terhadap  suhu,  waktu,  dan  massa limbah  organik  menjadi  pengaruh  terpenting  pada reaktor  biomassa.  Pengaruh  agitator  terhadap  suhu dan waktu mempengaruhi tingkat laju aliran massa, sedangan  untuk  massa  limbah  organik  akan merubah  partikelnya  menjadi  partikel  yang  lebih kecil  sehingga  gas  metana  yang  dihasilkan  lebih optimal.  Optimasi  desain  ini  memiliki  ukuran  yang berbeda  dengan  sebelumnya  hanya  memiliki  tipe yang  mirip.  Langkah  penelitian  diawali  dengan pemilihan  reaktor  dan  dilakukan  analisis  desain yang  selanjutnya  melakukan  pemodelan  dan perancangan desain. Desain dengan ukuran berbeda mengakibatkan  nilai  hasil  gas  metana  juga  berbeda sehingga kalkulasi nilai akhir menentukan perbedaan  dari  penggunaan  agitator.  Peran  agitator sangat  berpengaruh  terhadap  reaktor  biomassa dikarenakan  pada  proses  ini  nilai  laju  diasumsikan sebagai  tambahan  pasokan  gas  metana.  Kegiatan agitator menguraikan limbah organik yang mengandung gas metana yang mengendap disisi-sisi reaktor  gas  juga  memiliki  masa  yang  lebih  ringan dari Liquefied Petroleum Gas (LPG) sehingga dapat

## Anaerobic Buffled
Reactor Kombinasi Desain Kalkulasi Nilai Hasil dan Kesimpulan T ah ap A w al d an P en g u m p u la n D at a T ah ap A p li k as i d an A n al is is T ah ap H as il d an K es im p u la n Desain Pemodelan Agitator Rumusan Masalah dan Tujuan Studi Literatur Implementasi Nilai
Gambar 1. Tahapan penelitian
menyebabkan  terperangkap dan sulit keluarnya jika terjebak  pada  tumpukan  limbah  organik.  Laju  pada agitator  mengakibatkan  tekanan  di  dalam  reaktor biomassa  menekan  dan  memaksa  gas  metana menuju  ke  titik  pusat  yang  diinginkan.  Dengan demikian,  nilai  laju  diasumsikan  sebagai  nilai tambahan  pasokan  gas  metana.  Untuk  lebih jelasnya,  diagram  alir  penelitian  dapat  dilihat  pada Gambar 1.
Tahap  awal  dan  pengumpulan  data  dilakukan melalui  studi  literatur,  perumusan  masalah,  dan menentukan  tujuan  penelitian.  Pengumpulan  data mengadopsi  reaktor  tipe  ABRb  yang  biasanya digunakan  atau  didesain  untuk  memfermentasekan limbah  manusia.  Reaktor  tipe  ini  kemudian  diubah fungsinya  yaitu  untuk  memfermentasekan  limbah organik, seperti dedaunan kering  atau basah,  sayur- sayuran,  ranting  pepohonan,  dan  sebagaianya. Selanjutnya  dilakukan  pengumpulan  data  mengenai agitator.  Pada  tahap  ini  dilakukan  terlebih  dahulu studi  mengenai  konsep-konsep  perencanaan  desain agar tercipta model desain yang sesuai. Selanjutnya dilakukan  penghitungan  volume  reaktor  agar mengetahui  total  limbah  organik  yang  dapat diproses di dalam reaktor. Kombinasi antara reaktor ABRb  dan  agitator  adalah  upaya  pengembangan atau  optimasi  desain  untuk  mengoptimalkan  hasil keluaran  gas  metana.  Disamping  fungsi  agitator sebagai pengaduk juga dirancang sebagai pencacah. Dalam  hal  ini,  perbandingan  campuran  antara limbah  organik  dan  air  direncanakan  sebesar 65%:35%  sehingga  pada  saat  proses  pencacahan limbah  organik,  agitator  tidak  mengalami  kesulitan bergerak. Selanjutnya dilakukan perhitungan kalkulasi  nilai  sebagai  langkah  menganalisis perbandingan pada model sebelumnya dan dilakukan  implementasi  nilai  pada  hasil  yang
didapatkan  dari  perhitungan  kalkulasi.  Pada  tahap akhir dari penelitian ini, maka diberikan kesimpulan terhadap hasil optimasi yang dilakukan.

## B. Aplikasi dan Analisis
Pada  bagian  ini  dijelaskan  tahap  aplikasi  dan analisis.  Pengumpulan  data  dilakukan  dengan langkah mengambil sampel limbah organik di suatu daerah  sesuai  kebutuhan.  Limbah  tersebut  berupa dedaunan  kering  atau  basah,  sayur-sayuran  dan ranting  pepohonan.  Selanjutnya  sampel  limbah tersebut jakan dicek terlebih dahulu di laboratorium untuk  mengetahui  nilai  kandungan  BOD,  COD, Velotile  Solid ,  dan  sebagainya  untuk  menghitung potensi  gas  metana  pada  limbah  organik  tersebut. Agitator  dirancang  menggunakan  material stainless steel direncanakan  agar  tahan  karat.  Agitator didesain  dengan  4  daun  dan  pada  tiap  masing- masing  kubikal  mendapatkan  satu  set  agitator. Agitator digerakan oleh motor DC ( Direct Current) yang  bertujuan  memberikan  daya  yang  maksimal dan  agitator  dan  difungsikan  sebagai  pencacah  dan pengaduk.  Dalam  proses  perencanaan  kombinasi agitator  ini  berdasarkan  angka  yang  diperoleh  dari hubungan Np ( power  number )  dan Nre ( Reynold number )  yang  menjelaskan  tentang  pengaruh  dari psikositas larutan dengan persamaan:
(1)
dimana Nre adalah Reynold  number,  ρf adalah densitas, N adalah kecepatan putaran pengaduk, Da adalah  diameter  pengaduk, µf adalah  vsikositas. Untuk  mengetahui  nilai power  number  (Np) atau angka daya dapat diselesaikan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
(2)
dimana P adalah power, N adalah kecepatan putaran pengaduk, D adalah diameter pengaduk, ρf densitas, dan gc adalah  konstanta  gravitasi.  Angka  daya tersebut diperoleh dari nilai power yang dibutuhkan pada  kinerja  agitator  yang  dioperasikan  di  ruang reaktor tipe  ABRb . Persamaan  tersebut belaku bagi reaktor  bersekat  ( buffled )  ataupun  tidak  bersekat. Pada  tipe  ini  tidak  dilakukan  dikoreksi  lagi  dengan angka Frounde number  (N fr ) yang  merupakan  rasio tegangan  inersia  terhadap  gravitasi  persatuan  luas yang  bekerja  pada  fluida.  Namun,  situasi  pada reaktor anaerobik terdapat gerakan gelombang yang tidak  dapat  diabaikan  pada  permukaan  zat  cair. Maka  dari  itu  dibutuhkan  persamaan  dalam menentukan situasi tersebut adalah sebagai berikut:
(3)
dimana N fr adalah Frounde  number,  N adalah kecepatan  putaran  pengaduk, D adalah  diameter, dan g adalah  gravitasi.  Dengan  nilai Np  (koreksi) dapat diperoleh dari persamaan:
(4)
Dengan  tidak  mengabaikan  nilai  eksponensial (m) yang diperoleh dari persamaan:
(5)
dimana a dan b adalah  tetapan  dengan  konstanta a =1,0  dan b adalah  40.  Proses  pencapaian  dari kombinasi  agitator  ini  adalah  tahapan  yang dilakukan  berdasarkan  rumus  untuk  mencapai  nilai laju dan meningkatkan produktifitas limbah organik pada reaktor biomassa. Adapun perhitungan volume (V) reaktor  biomassa  menggunakan  persamaan dibawah ini:
(6)
dimana V adalah volume , n adalah  bilangan persentase volume reaktor, d adalah diameter, dan t adalah  tinggi.  Pada  reaktor  biomassa,  adanya agitator  dan  agar  mencapai  nilai  laju  gas  metana yang  diinginkan,  maka  harus  dilakukan  beberapa tahapan  diantaranya  adalah  menghitung  nilai  masa jenis pada reaktor (m) sebagai berikut:
(7)
dimana m adalah massa, adalah massa jenis udara, dan V adalah volume .  Untuk  menentukan  tekanan pada  reaktor  biomassa (Te) menggunakan  rumus sebagai berikut:
(8)
dimana V adalah Volume, adalah  tekanan  udara pada reaktor, m adalah massa, dan g adalah gravitasi. Pada volume tingkatan rpm ( N) dapat  dilihat  pada rumus dibawah ini:
(9)
dimana N adalah  nilai  kecepatan  aliran  massa, rpm adalah revolutions  per  minute, dan rpm adalah revolutions  per  second .  Untuk  menentukan  nilai alas  penampang  reaktor  biomassa (A) adalah sebagai berikut:
(10)
dimana A adalah alas dan D adalah diameter. Untuk mendapatkan  nilai β pada  diameter  reaktor (N  β), maka:
(11)
Gambar 2. Optimasi desain kombinasi agitator dan ukuran reaktor tipe ABRb
dimana β adalah beta pada diameter reaktor,  dan D adalah  diameter.  Pada  persamaan  yang  terakhir adalah  untuk  menentukan  nilai  laju (L) pengaruh agitator terhadap reaktor biomassa:
√ √ (12)
dimana L adalah laju, N adalah nilai, A adalah alas, adalah tekanan udara pada reaktor, dan β adalah beta  pada  diameter  reaktor.  Setelah  melewati beberapa tahapan berdasarkan rumus maka selanjutnya  didapatkan  nilai  pengaruh  agitator terhadap  pertumbuhan  gas  metana  didalam  reaktor tipe ABRb.

## C. Desain Reaktor
Pada  tahap  ini,  untuk  mencapai  titik  nilai efisiensi  yang  diharapkan,  maka  perlu  desain  yang ideal  dan  optimal  dalam  menghasilkan  gas  metana. Gambar  2  adalah  optimasi  desain  kombinasi agitator  pada  reaktor  tipe  ABRb  Terlihat  bahwa agitator  didesain  untuk  dua  fungsi  yaitu  pencacah dan pengaduk yang menghasilkan laju aliran massa, sehingga gas metana tertekan menuju ke titik pusat. Hal  ini  dapat  terjadi  dikarenakan  gas  metana  lebih ringan  dibandingan  gas  LPG. Limbah  organik dengan  partikel-partikel  padat  menjadi  partikel ukuran  kecil,  sehingga  akan  memungkinkan menghasilkan  gas  metana  lebih  optimal.  Reaktor didesain  dengan  kemiringan  15  derajat  sehingga dimungkinkan  padatan  limbah  organik  atau  lumpur mudah  keluar  saat  proses  perawatan.  Reaktor memiliki panjang 1,01 m, diameter 0,61 m, panjang agitator 0,36 m, dan jarak antar baffled 0,25 m.

## III. H ASIL D AN P EMBAHASAN

## A. Potensi Limbah Organik
Dalam  menentukan  nilai  tingkat  efisiensi  pada kombinasi  agitator  terhadap  tipe  ABRb,  hal  yang harus  dihitung  terlebih  dahulu  adalah  menghitung potensi  limbah  organik.  Potensi  limbah  organik
didapatkan  jika  volume  dari  sebuah  reaktor biomassa  juga  sudah  didapatkan.  Pada  perhitungan volume reaktor dibagi menjadi 3 (tiga) bagian yaitu: a).  Volume  ruang  penampungan  gas  metana  (VG); b). Volume ruang fermentase (VF); dan c). Volume ruang lumpur (VL). Masing-masing volume reaktor adalah  15%  pada  ruang  penampungan  gas  metana, 75%  pada  ruang  fermentase,  dan  10  %  pada  ruang penampungan lumpur. Dengan menggunakan persamaan  6  maka  didapatkan  nilai  perhitungannya pada Tabel 1.
Jika  volume  reaktor  biomassa  telah  didapatkan, maka  kebutuhan  limbah  organik  kurang  lebih membutuhkan  sebanyak  0,295  m 3 per  hari.  Akan tetapi  jumlah  tersebut  tidak  mungkin  dapat  diolah jika dimasukan ke dalam reaktor sekaligus.  Dengan demikian perlu diasumsikan pada ruang penampung gas  agar  tidak  dipenuhi  limbah  organik  atau  hanya melakukan  proses  digestifikasi  anaerobik  sebesar 85% pada reaktor. Untuk campuran limbah organik dan  air  sebesar  65%:35%  maka  dapat  dipastikan total  masukan  limbah  organik  pada  reaktor biomassa  adalah  sebesar  0,213  m 3 .  Dengan  total masukan  limbah  organik  dan  air  tersebut  agitator dapat  melakukan  tugasnya  dengan  baik.  Pada  uji laboratorium  unsur-unsur  limbah  organik  dihitung dengan  nilai  asumsi Total  Solid (TS)  4.68  dan Volatile  Solid (VS)  2.55.  Untuk  nilai  berat  jenis limbah  organik  disesuaikan  limbah  padat/lumpur yaitu  721  kg/m 3 sehingga  didapatkan  nilai  gas metana pada Tabel 2.
Berdasarkan  Tabel  2,  nilai  gas  metana  0,12 kg/m 3 didapatkan  dari  perkalian  masa  jenis  gas metana  0,656  kg/m 3 .  Untuk  mengubah  gas  metana ke  energi  listrik  harus  diketahui  bahwa  1  m 3 gas metana  menghasilkan  energi  listrik  sebesar  11,17 kWh  [11].  Maka  didapatkan  dengan 39.8% pada agitator adalah energi listrik = cos ⱷ x metana x 11,17 x = 0,8 x 0,12 x 11,17 x 39.8% = 0,426 kW.  Jadi,  total  energi  listrik  yang  dapat dibangkitkan  pada  reaktor  tipe  ABRb  adalah sebesar 0,426 kW, dengan catatan tidak menerapkan desain kombinasi agitator pada reaktor tersebut.

## B. Potensi Agitator pada Reaktor Tipe ABRb
Pada  tahap  ini  dibahas  pengaruh  agitator terhadap  reaktor  gas  metana  tipe ABRb . Diketahui massa  jenis  udara  adalah  1,215  kg/m 3 dan temperatur di  dalam  reaktor  anaerobik  berkisar 29,7℃, sehingga  dalam  perhitungan  massa  jenis udara  di  dalam  reaktor (m) adalah  0,239 kg/m 3 , dengan  tekanan  udara  pada  reaktor (Te) adalah 0,498  m/s 2 dan  nilai  ( N) tingkatan rpm adalah 60,024 rpm . Berdasarkan perhitungan dari persamaan  (10)  didapatkan  nilai  alas  penampang (A) sebesar  0,096  m 3 , yang  selanjutnya  melalui
persamaan (11) didapatkan nilai β sebesar 0,590 m 3 sehingga  dapat  ditentukan  laju  aliran  massa  pada sebuah  rektor  ABRb  sebesar  5,663  m/s 2 .  Untuk mengetahui  lebih detail dapat  dilihat  pada  Tabel  3. Pada  nilai  putaran N (rpm) ,  N (rps), N (re), (Np) , dan P (watt)  berdasarkan  perhitungan  agitator  yang memiliki  4  daun  menggunakan  persamaan  (1)  s.d (5) diperoleh hasil pada Tabel 4.
Di atas telah dijelaskan putaran yang didapatkan melalui  persamaan-persamaan  yang  telah  dibuat sebelumnya pada tahap pendahuluan. Pada tahap ini suhu memiliki pengaruh dalam menghitung laju gas metana  dari  agitator  pada  ruang  reaktor.  Nilai temperatur  pada  reaktor  berkisar  29,7℃  +  273  = 302,7  K  dilakukan  interpolasi  pada  nilai  300  K sehingga  didapatkan  1,1774  kg/m 3 .  Dapat  dilihat melalui tabel 4 pengaruh agitator terhadap ABRb.
Maka dari hasil perhitungan di atas, nilai laju gas metana  sebesar  5,663%.  Dalam  tahap  ini,  nilai  laju aliran  massa  yang  disebabkan  oleh  agitator  adalah nilai  asumsi  yang  ditambahkan  pada  hasil  gas metana  sehingga  akan  terjadi  kenaikan  gas  metana. Pada  tahap  hasil,  waktu  mempengaruhi  tingkat kenaikan  gas  metana  yang  dapat  dilihat  pada Gambar 3.

## Tabel 1. Total volume reaktor biomassa
Volume reaktor biomassa ( m 3 ) VG 15% VF 75% VL 10% Total 0,044 0,221 0,030 0,295 Volume limbah dan air ( m 3 ) Limbah 65% Air 35% 0,125 0,088 0,213 Tabel 2. Potensi produksi metana Potensi produksi metana %TS %VS Massa limbah (kg) Metana ( kg/m 3 ) 7,17 0,18 153,23 0,12
Tabel 3. Pengaruh agitator terhadap reaktor ABRb
Pengaruh agitator terhadap reaktor ABRb M Te N A N Beta L 0,239 0,498 60,024 0,096 0,590 5,663 Tabel 4. Perhitungan nilai agitator berdaun 4 N(rpm) N (rps) Nre Np P (watt) 50 0,833 24991,57 1,2 78.025 75 1,25 37484,36 1,1 263.477 100 1,667 49980,15 1 746.784 125 2,048 62475,93 1 1.059.914 150 2,5 74968,72 1 1.539.955

## Gambar 3. Kenaikan nilai gas metana
Berdasarkan grafik pada Gambar 3, dapat dilihat dari  perbandingan  antara  pemakaian  agitator  pada desain  reaktor  biomassa  sangat  berpengaruh  pada kenaikan  gas  metana  (CH 4 )  pada  hari  ke-5  sebesar 62,11%, hari ke-10 sebesar 67,77%, dan hari ke-10 sebesar  73,43%  dengan  perbandingan  nilai  pada hari  ke-5  30,61%,  hari  ke-10  25,07%,  dan  hari  ke- 15 7,63%.

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan, maka  diperoleh  bahwa  agitator  berpengaruh  besar dalam  meningkatkan  efisiensi  gas  metana  karena dapat mengakibatkan proses fermentase lebih cepat. Limbah  organik  yang  memiliki  ukuran  lebih  besar dan  memiliki  unsur  padat  serta  cenderung mengendap  disisi  paling  bawah  reaktor  ataupun terjebak pada disisi-sisi limbah organik menjadikan agitator  memiliki  peran  yang  sangat  penting  untuk menguraikan  dan  meningkatkan  nilai  gas  metana. Laju  aliran  massa,  suhu,  dan  waktu  juga mempengaruhi  hasil  akhir,  sehingga  pada  hari  ke-5 gas  metana  yang  dihasilkan  sebesar  5,663%  dan maksimum  73,43%  pada  15  hari.  Hasil  yang  telah didapatkan membuktikan bahwa dengan menggunakan  agitator,  maka  dapat  mempengaruhi tingkat hasil nilai gas metana pada reaktor.

## R EFERENSI
[1]  B.  S.  A.  Purwono,  Suyanta,  and  Rahbini,  “Biogas digester  as  an  alternative  energy  strategy  in  the marginal  villages  in  Indonesia,” Energy  Procedia , vol. 32, pp. 136–144, 2013.
[2]  E.  U.  Khan  and  A.  R.  Martin,  “Review  of  biogas digester  technology  in  rural  Bangladesh,” Renew. Sustain. Energy Rev. , vol. 62, pp. 247–259, 2016.
[3]  M.  Berglund  and  P.  Börjesson,  “Assessment  of energy  performance  in  the  life-cycle  of  biogas production,” Biomass and Bioenergy , vol. 30, no. 3, pp. 254–266, 2006.
[4]  L.  Yu,  J.  Ma,  and  S.  Chen,  “Numerical  simulation of  mechanical  mixing  in  high  solid  anaerobic digester,” Bioresour.  Technol. ,  vol.  102,  no.  2,  pp. 1012–1018, 2011.
[5]  V.  C.  Weatherford  and  Z.  J.  Zhai,  “Affordable solar-assisted  biogas  digesters  for  cold  climates: Experiment, model, verification and analysis,” Appl. Energy , vol. 146, pp. 209–216, 2015.
[6]  F. Cotana, A. Petrozzi, A. L. Pisello, V. Coccia, G. Cavalaglio,  and  E.  Moretti,  “An  innovative  small sized  anaerobic  digester  integrated  in  historic building,” Energy  Procedia ,  vol.  45,  pp.  333–341, 2014.
[7]  J. Bombardiere, T. Espinosa-solares, M. Domaschko,  and  M.  Chatfield,  “Thermophilic Anaerobic  Digester  Performance  Under  Different Feed-Loading Freaquency,” Appl. Biochem. Biotechnol. , vol. 136–140, pp. 765–776, 2007.
[8]  T.  Espinosa-Solares,  S.  Valle-Guadarrama,  J. Bombardiere,  M.  Domaschko,  and  M.  Easter, “Effect  of  heating  strategy  on  power  consumption and performance of a pilot plant anaerobic digester,” Appl.  Biochem.  Biotechnol. ,  vol.  156,  no.  1–3,  pp. 35–44, 2009.
[9]  R.  Maryana,  H.  Herdian,    and  A.  Febrisiantosa “Analisis  rancangan  digester  skala  laboratorium terhadap  produksi  biogas  yang  dihasilkan,”  no. ISBN. 979363167-8, pp. 428–433, 2013.
[10]  B. M. Suyitno, S. Harahap, P. Studi, M. Teknik, and U.  Pancasila,  “Anaerobik  sampah  organik  sebagai pembangkit  listrik  tenaga  sampah  (pltsa)  di kabupaten tegal,” vol. 7, no. 2, pp. 115–120.
[11]  W.  Didit,  “Analisis  pembangkit  listrik  tenaga biogas  dengan  pemanfaatan  kotoran  sapi  di kawasan peternakan sapi, “ FT UI, 2011.
Titik Nol NonAgi tator Agitator Hari ke 15 0.00% 65.80% 73.43% Hari ke 10 0.00% 42.70% 67.77%
Hari ke 5 0.00% 31.50% 62.11% 0.00% 50.00% 100.00% 150.00% 200.00% 250.00% P er se n tas e k en aik an Agitator pada tipe (ABRb)