ISSN: 2721-6225 (print)
page 1-8

## UNJUK KERJA REAKTOR BIOGAS PORTABLE DENGAN SISTEM KONTINU DAN NON-KONTINU

## THE PERFORMANCE OF PORTABLE BIOGAS REACTOR WITH CONTINUE AND NON-CONTINUE SYSTEM
Lathifa Putri Afisna 1) , Martua Jaya Harianja 1)
1 Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia email: putri.afisna@ms.itera.ac.id * , martua.jaya@gmail.com
Received:
21 Maret 2023 Accepted: 08 April 2023 Published: 08 April 2023

## Abstract
Increasing energy needs from day to day continues to grow over time. Meanwhile, fossil  energy  reserves  are  decreasing.  One  alternative  in  solving  this  problem  is new  and  renewable  energy.  Utilization  of  cow  dung  into  biogas  is  one  of  the suitable new and renewable energy options, especially in areas/regions that have a large number of cattle farms. The use of biogas reactors can be carried out in continuous  and  non-continuous  systems.  In  this  research,  a  comparison  of  the performance  of  continuous  and  non-continuous  portable  biogas  reactors  will  be carried out for 21 days. The ratio of raw materials for cow manure and water is 1:2. The portable biogas reactor uses an IBC tank with a capacity of 1000 L. The results  of  the  biogas  research  found  that  non-continuous  reactor  pressure  will increase on the 7th day and decrease on the 12th day and then continue to fall to near  zero.  Meanwhile,  the  continuous  reactor  pressure  increased  on  the  7th  day and remained constant until 21 days. The temperature in the two portable biogas reactors fluctuated due to the condition of the reactors which were above ground level. During 21 days, the volume of the continuous biogas reactor was 3.112898 m3 higher than the non-continuous reactor volume of 2.14281 m 3 . Keywords: Biogas, Reactor, Continuous, Non-Continuous

## Abstrak
Peningkatan  kebutuhan  energi  dari  hari  ke  hari  terus  bertambah  seiring berajalannya waktu. Sementara itu, cadangan energi fosil semakin menurun. Salah satu  alternatif  dalam  memecahkan  permasalahan  ini  adalah  energi  baru  dan terbarukan.  Pemanfaatan  kotoran  sapi  menjadi  biogas  merupakan  salah  satu pilihan energi baru dan terbarukan yang sesuai khususnya di daerah/kawasan yang memiliki  jumlah  peternakan  sapi  yang  banyak.  Penggunaan  reaktor  biogas  dapat dilakukan  sistem  kontinu  dan  non  kontinu.  Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan perbandingan  unjuk  kerja  reaktor  biogas  portable  kontinu  dan  non  kontinu  yang dilakukan  selama  21  hari.  Perbandingan  Bahan  Baku  kotoran  sapi  dan  air  yaitu 1:2.  Reaktor  biogas  portable  menggunakan  tangki  IBC  kapasitas  1000  L.  Hasil peneltian  biogas  didapat  tekanan  reaktor  non  kontinu  akan  mengalami peningkatan  pada  hari  ke-7  dan  menurun  pada  hari  ke  12  kemudian  terus  turun mendekati  nol.  Sementara  itu,  tekanan  reaktor  kontinu  mengalami  peningkatan hari ke-7 dan konstan pada sampai 21 hari.  Temperatur pada kedua reaktor biogas portable mengalami fluktuasi karen kondisi reaktor yang berada diatas permukaan tanah.  Selama  21  hari,  volume  reaktor  biogas  kontinu  lebih  tinggi  sebesar 3.112898 m3 dibanding reaktor non kontinu 2.14281 m 3 . Kata kunci: Biogas, Reaktor, Kontinu, Non-Kontinu
DOI: 10.20527/jtamrotary.v7i`1.216 How  to  cite :  Afisna,  L.  P.,  &  Harianja,  M.  J.,  “Unjuk  Kerja  Reaktor  Biogas Portable Dengan  Sistem Kontinu Dan Non-Kontinu” . JTAM ROTARY, 5(1), 1-8, 2023.

## PENDAHULUAN
Usaha  ternak  sapi  merupakan  salah  satu  pekerjaan  tambahan  yang  dapat  dilakukan seseorang  selain  dapat  tetap  melakukan  pekerjaan  utamanya.  Sapi  sangat  banyak manfaatnya  seperti  olahan  daging  sapi,  penggemukan,  olahan  susu  sapi  dll.  Tahun  2019 jumlah sapi  potong sebanyak 17.118.650 dan sapi perah sebanyak 561.861  (Badan Pusat Statistik, 2019) yang sampai sekarang terus mengalami peningkatan. Sementera itu, limbah peternakan  sapi  juga  mengalami  peningkatan  seiring  bertambahnya  sapi.  Hal  ini  akan menyebabkan pencemaran terhadap lingkungan terutama kualitas air (Sunaryo, 2014).
Proses fermentasi kotoran sapi terjadi cukup lama yang disebabkan adanya bakteri an aerob  yang  menghasilkan  gas  yang  mudah  terbakar  (Lubis  &  Siregar,  2020).  Tentu  saja ketersediaan bahan baku yang cukup banyak dikawasan usaha ternak sapi. Selain kotoran sapi,  bahan  yang  dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku  biogas  yaitu  kotoran  manusia, unggas, kambing, kerbau, babi dan limbah organik (rerumputan, sisa indutri tahu, tapioka, tumbuhan dll) (Semin, et all 2014).
Proses biogas secara sederhana terdiri dari 3 proses yaitu hidrolisis. Pengasaman dan metagenik.  Reaktor  yang  berisi  bahan  baku  biogas  akan  terurai  menjadi  2  tahap  dengan peranan  pembentuk  asam.  Tahapan  pertama  dimana  bahan-bahan  ornganik  diuraikan menjadi  asam  lemah  dengan  tingkat  hidrolisis  dan  pengasaman.  Hidrolisis  adalah pemecahan senyawa kompleks (Nadliriyah and Triwikantoro, 2014).
Atau  rantai  panjang  (meliputi  lemak,  protein,  karbohidrat),    Perkembangan  bakteri metanogenik lambat dan cukup sesnsitif terhadap perubahan mendadak pada kondisi fisik dan kimiawi. Semua aspek harus diperhatikan dalam melakukan instalasi biogas. Reaktor biogas  dapat  dipilih  sesuai  dengan  kondisi  yang  sesuai  dengan  usaha  peternakan  sapi tersebut diharapkan reaktor biogas kedap udara  agar dapat maksimal dalam mendapatkan produk  biogas  (Pertiwiningrum,  2016).  Selain  pertimbangan  dalam  memilih  jenis  reaktor biogas,  hal  perlu  dipertimbangkan  yaitu  proses  pengisian  kotoran  sapi  dan  pembuangan kotoran  sapi  yang  sudah  habis  gasnya.  Berdasarkan  pengisiannya  ada  dua cara  dilakukan yaitu  proses  pengisian  kontinu  dan  non-kontinu  (Sulistiyanto, et  all 2016).  Hal  ini  perlu diperhatikan agar mendapatkan hasil biogas yang maksimal jika diaplikasikan ke pengguna nantinya.
Beberapa  penelitian  sebelumnya  sudah  dilakukan  terkait  sistem  pengisian  kotoran sapi ke dalam reaktor biogas. Reaktor portable yang digunakan dari fiber plastik sehingga dapat diamati langsung volume biogas tersebut. Berdasarkan hasil-hasil penelitian tersebut, peneliti  melakukan  kegiatan  untuk  mengetahui  “Unjuk  kerja  reaktor  biogas  portable dengan  sistem  kontinu  dan  non-kontinu”.  Harapan  dari  penelitian  ini  dapat  terus dikembangankan  sehingga  pemilik  usaha  ternak  sapi  dapat  melakukan  pengisian  kotoran sapi  sehingga  dapat  menghasilkan  poduksi  biogas  yang  tinggi  dapat  dimanfaatkan  secara luas.

## METODE PENELITIAN
Pelaksanaan  penelitaian  Unjuk  kerja  reaktor  biogas  portable  dengan  sistem  kontinu dan non-kontinu dilakukan di peternakan sapi Sanjaya yang beralamat di Jl. Pulau Singkep No.59  Sukabumi,  Bandar  Lampung,  Lampung.  Tahapan  pertama  yang  dilakukan  proses observasi  terhadap  permasalahan-permasalahan  yang  ditemukan  pada  mitra.  Kemudian diindetifikasi  bahwa  terkait  pengisian  kotoran  sapi  yang  belum  menghasilkan  maksimal produksi biogas. Skema dari penelitian yang telah diterapkan seperti gambar 1.
Gambar 1. Skema Rancangan Reaktor Biogas
Wadah  yang  digunakan  sebagi  media  proses  fermentasi  kotoran  sapi  yaitu  Reaktor Biogas IBC SLX 1400 kemudian dipasang katup (valve) yang disambungkan ke pipa PVC 2 inch untuk mengatur proses keluar masuknya campuran kotoran sapi dan air. Tekaanan pada  reaktor  biogas  diukur  dengan  menggunakan  manometer  U  yang  dibuat  dari  slang yang  diisi  fluida.  Alat  ini  dipilih  karena  mampu  membaca  tekanan  rendah.  Kotoran  sapi digunakan  sebanyak  283  kg  dan  air  sebanyak  567  kg.  Perbedaan  proses  penggunaan reaktor  biogas  kontinu  dan  non  kontinu terletak  pada  sistem  pemasukan  dan  pengeluaran kotoran  sapi.  Pada  reaktor  biogas  kontinu  kita  melakukan  proses  pemasukkan  dan pengeluaran kotoran sapi setiap hari. Sedangkan, proses reaktor biogas non kontinu tidak ada proses tersebut. Kotoran sapi yang telah dimasukkan ke reaktor ditutup selama 14 hari kemudian ketika biogas sudah habis diisi ulang kembali kotoran sapi.

## Gambar 2: Desain Reaktor Biogas 1000L

## HASIL DAN PEMBAHASAN Tekanan Reaktor Biogas
Tekanan pada reaktor diukur dengan menggunakan manometer U dengan air sebagai fluida  cairnya,  tekanan  diukur  dengan  rumus  P  gas  =  Patm  +  Pgauge.  Gambar  3  dapat diamati  dua  objek  yaitu  volume  pada  reaktor  non-kontinu  dan  reaktor  kontinu  selama  21 hari.
Pada percobaan reaktor non-kontinu didapatkan bahwa temperatur rata-rata pada hari ke-1 yaitu 102334,81 Pa, pada hari ke-1 masih belum didapatkan P geuge melainkan masih P  atm.  Pada  hari  ke-2  terjadi  kenaikan  tekanan  dari  hari  ke-1  sehingga  didapatkan 102334,823 Pa. Tekanan yang didapat pada hari ke-1 dikarenakan pada data sore hari ke-2 sudah mulai diproduksi biogas pada reaktor. Pada hari ke-3 terjadi kenaikan tekanan dari hari ke-2 sehingga didapatkan tekanan 102334,854  Sementara itu, pada hari ke-9 sampai hari ke-11 dari grafik diperlihatkan bahwa produksi gas masih tinggi karena tekanan masih tinggi. Pada hari ke-9 sampai 11 tekanan didapatkan berkisar 102334,899 Pa  – 102334,91 Pa. Dimulai dari ke-12 dapat dilihat bahwa tekanan yang terukur dari manometer U selalu mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena masa slurry untuk menghasilkan biogas sudah menurun. Pada hari ke-18 sampai ke-21 grafik sudah landai dikarenakan gas sudah tidak produksi dengan baik lagi atau sudah selesai.
Gambar 3. Grafik Perbandingan Tekanan Pada Reaktor Non-Kontinu Dan Kontinu Selama 21 Hari

## Temperatur Reaktor
Pada gambar 4 dapat dilihat bahwa temperatur pada reaktor tidak terlalu stabil karena penempatan pada reaktor diletakkan diatas permukaan tanah. Temperatur yang tidak stabil tersebut juga  dikarenakan adanya  perubahan  cuaca  selama  proses  produksi  biogas  seperti terpaparnya  reaktor  oleh  matahari.  Selama  21  hari  percobaan  pada  reaktor  non-kontinu didapatkan  bahwa  temperatur  rata-ratanya  adalah  302,96  °K,  temperatur  terendah  adalah 301,95 °K dan temperatur tertingginya adalah 304,5 °K dan selama 21 hari percobaan pada reaktor  kontinu  didapatkan  bahwa  temperatur  rata-ratanya  adalah  303,6  °K,  temperatur terendah adalah 301,45 °K, dan temperatur tertingginya adalah 306,35 °K.
Pengujian yang dilakukan (Putra dkk, 2017) dengan perbandingan slurry 1:2 rata-rata suhu  yang  didapatkan  dalam  reaktor  adalah  304,3  °K  ,  suhu  terendah  302,64  °K.  Suhu lingkungan  diperoleh  berkisar  302,64  °K  dengan  suhu  tertinggi  305,15  °K  dan  suhu terendah  299,15  °K.  Pengujian  yang  dilakukan  oleh  Denta  Sanjaya  dkk  (Sanjaya,  2015) dengan  judul  ”Produksi  biogas  dari  campuran  kotoran  sapi  dengan  kotoran  ayam” didapatkan  temperatur  dalam  reaktor  kisaran  304,85  °K  sampai  307,15  °K.  Dengan mengacu  beberapa  contoh  pengujian  diatas  dapat  dinyatakan  bahwa  temperatur  yang dilakukan pada penelitian ini masih dalam rentan wajar.

## Gambar 4. Perbandingan Temperatur Pada Reaktor Non-Kontinu Dan Kontinu Selama 21 Hari

## Derajat Keasamaan
Pada gambar 5 dapat dilihat bahwa pH pada reaktor masih cukup stabil dikarenakan tidak  terdapat  interval  yang  signifikan  dari  hari  yang  menjadi  titik  perhatian  ke  pH  yang sebelumnya.  Pada  grafik  pH  reaktor  tersebut  objek  yang  diamati  ada  dua  yaitu  pH  pada reaktor non-kontinu dan pH pada reaktor kontinu.
Gambar 5. Grafik Perbandingan Derajat Keasaman (pH) Yang Terjadi Pada Reaktor Non- Kontinu Dan Kontinu Selama 21 Hari
Pada  penelitian  biogas  yang  dilakukan  oleh  Denta  Sanjaya  dkk  (Sanjaya,  2015) dengan  judul  “Produksi  biogas  dari  campuran  kotoran  sapi  dengan  kotoran  ayam” didapatkan  pH  dalam  kisaran  6,7-  7,7.  Pada  penelitian  Denta  Sanjaya  juga  menyebutkan bahwa secara keseluruhan pH awal dan akhir jika masih kisaran nilai pH 7 (netral) maka
produksi  biogas  dapat  dikatakan  baik.  Dalam  pembuatan  biogas  dengan  mencampurkan mengkombinasikan rumput gajah dan kotoran sapi didapatkan pH rata-rata sama yaitu 6,9 (Haryanto,  2019).  Umumnya  produksi  biogas  akan  tinggi  saat  pH  netral,  dimana  kadar CH 4 akan  berkualitas  baik  pula  (Haryanto,  2019).  Pada  percobaan  ini  jika  dihubungkan dengan penelitian sebelumnya maka pH  yang terjadi dalam produksi biogas masih dalam rentan cukup baik.
Mengacu pada penelitian terdahulu pH yang terjadi pada percobaan ini masih dalam rentan yang baik dimana pH biogas yang optimal jika mendekati pH netral. Dari percobaan reaktor non-kontinu dan kontinu pH yang paling mendekati nilai netral adalah pada reaktor non-kontinu yang memiliki selisih 0,025.

## Volume Biogas Pada Floating Drum
Jika  reaktor  dibandingkan  maka  didapatkan  hasil  volume  biogas  pada  reaktor  non- kontinu  selama  21  hari  adalah  2142,81  liter  dan  reaktor  kontinu  selama  21  hari  adalah 3112,84  liter.  Pada  percobaan  selama  21  hari  proses  produksi  biogas  didapatkan  bahwa volume  biogas  yang  didapat  dari  reaktor  kontinu  lebih  banyak  970,02  liter  dari  reaktor non-kontinu.  Dari  gambar  6  kita  dapat  melihat  dengan  pengisian  reaktor  yang  tidak berulang  maka  produksi  biogas  akan  berhenti  pada  hari  tertentu  dan  berbeda  dengan reaktor  yang  selalu  mengalami  siklus  pengisian  yang  selalu  akan  memproduksi  biogas. Pada volume pada digester diatas dapat dilihat bahwa 7 hari setelah pengisian volume yang didapat  pada  reaktor  non-kontinu  mendapatkan  volume  lebih  tinggi  dari  reaktor  kontinu, hal  ini  disebabkan  karena  pada  reaktor  non-kontinu  benar tidak  ada  kontak  dengan  udara luar berbeda dengan reaktor kontinu yang masih ada kemungkinan kontak pada udara luar saat proses pengisian tiap harinya.
Gambar 6. Grafik Perbandingan Produksi Volume Biogas Pada Reaktor Kontinu Dan Non-Kontinu Selama 21 Hari

## KESIMPULAN
Semakin tinggi tekanan yang terjadi pada reaktor maka volume penampungan  yang didapatkan  pada  floating  drum  semakin  besar  pula.  Pada  percobaan  reaktor  non-kontinu didapatkan  bahwa  tekanan  akan  mengalami  kenaikan  sampai  hari  ke-7  dan  akan mengalami  penurunan  dari  hari  ke-12  dikarenakan  kemampuan  bakteri  methanococus menurun  oleh  kemampuan  slurry  karena  adanya  batasan  waktu  untuk  fermentasi, sedangkan pada reaktor kontinu peningkatan tekanan terjadi sampai hari ke-7, namun tidak lagi  mengalami  penurunan  selama  21  hari  yang  disebabkan  pengisian  secara  berulang menyebabkan  akan  membuat  fermentasi  terjadi  didalam  reactor  Derajat  keasaman  (pH) yang  terjadi  pada  reaktor  non-kontinu  lebih  stabil  dibandingkan  reaktor  kontinu  yaitu  di kisaran  7,13  berbeda  dengan  halnya  reaktor  kontinu  yang  selalu  terkait  dengan  siklus pergantian  volume  perharinya.  Volume  gas  yang  didapatkan  dari  reaktor  non-kontinu mengalami kenaikan sampai di kisaran hari ke 7 dan akan selalu mengalami penurunan ke hari-hari  selanjutnya  dikarenakan  tekanan  juga  yang  sudah  mulai  menurun  pula.  Pada reaktor non-kontinu didapatkan volume total 2142,81 liter sedangkan pada reaktor kontinu volume  naik  sampai  sekitar  hari  ke-5  dan  mulai  konvergen  untuk  hari  berikutnya.  Pada reaktor kontinu didapatkan total volume lebih banyak dari non-kontinu yaitu 3112,83 liter.

## REFERENSI
A.  Haryanto,  R.  Okfrianas,  and  W.  Rahmawati,2019.  “Pengaruh  Komposisi  Subtrat  dari Campuran  Kotoran  Sapi  dan  Rumput  Gajah  (Pennisetum  purpureum)  terhadap Produktivitas Biogas pada Digester Semi Kontinu,” J.  Rekayasa Proses, vol. 13, no.
1.
A. Pertiwiningrum, 2016. Instalasi Biogas. Yogyakarta: CV.KOLOM CETAK
Badan Pusat Statistik,2019.  Statistik Peternakan dan Kesehatan Hewan.
D.  Sanjaya  and  A.  Haryanto,  “Biogas  Production  From  a  Mixture  of  Cow  Manure  With Chicken Manure,” Tek. Pertan. Lampung, vol. 4, pp. 127–136, 2015.
G.  Mahardhian  Dwi  Putra,  S.  Haji  Abdullah,  A.  Priyati,  D.  Ajeng  Setiawati,  S.  Abdul Muttalib,  2017.  “Rancang  Bangun  Reaktor  Biogas  Tipe  Portable  Dari  Limbah Kotoran Ternak Sapi,” J. Ilm. Rekayasa Pertan. dan Biosist., vol. 5, no. 1, pp. 369– 374.
Lubis,  S.,  &  Siregar,  C.  A.  (2020).  Pelatihan  Pemanfaatan  Kotoran  Ternak  Sapi  sebagai Pembuatan Biogas untuk mengatasi Kelangkaan. ABDI SABHA (Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat), 1(1), 13-19.
N.  Nadliriyah  and  Triwikantoro,  2014  “Pemurnian  Produk  Biogas  Metode  Absorbsi,”  J. Sains Dan Seni Pomits, vol. 3, no. 2, pp. 107–111.
Semin, S.,  Fathallah, A.  Z. M.,  Cahyono, B.,  Ariana, I.  M., & Sutikno, S. (2014).  Kajian pemanfaatan  kotoran  sapi  sebagai  bahan  bakar  biogas  murah  dan  terbarukan  untuk rumah  tangga  di  boyolali.  SITEKIN:  Jurnal  Sains,  Teknologi  dan  Industri,  11(2), 212-220.
Sulistiyanto, Y., Sustiyah, S.  Z., &  Satata, B. (2016). Pemanfaatan Kotoran Sapi  Sebagai Sumber  Biogas  Rumah  Tangga  di  Kabupaten  Pulang  Pisau  Provinsi  Kalimantan Tengah. Jurnal Udayana Mengabdi, 15(2), 150-158.
Sunaryo, 2014. “Rancang bangun reaktor biogas untuk pemanfaatan limbah kotoran ternak sapi di desa limbangan kabupaten banjarnegara,” J. PPKM UNSIQ I, pp. 21–30.