Praperlakuan Jerami Sorgum (Sorghum bicolor L.Moech) dan Co-digestion dengan Sludge untuk Meningkatkan Kinerja Degradasi Anaerobik pada Produksi Biogas

Abstract

Degradasi anaerobik adalah proses dekomposisi bahan organik pada kondisi tanpa oksigen yang melibatkan konsorsium mikroorganisme anaerobik menghasilkan biogas (gas metan dan karbon dioksida). Degradasi anaerobik limbah padat dapat menghasilkan hasil samping berupa digestat yang berupa cairan dan padatan. Jerami sorgum merupakan limbah padat pertanian yang termasuk dalam limbah lignosesulosik. Tujuan penelitian ini adalah memperoleh biogas dari jerami sorgum yang dilakukan praperlakuan secara biologis dan alkali, serta proses co-digestion menggunakan sludge. Praperlakuan secara biologis menggunakan EM4 konsentrasi 0.0, 0.1, 0.5, dan 1.0 %. Parameter praperlakuan yang diukur yaitu kandungan COD terlarut (Chemical Oxygen Demand). Jerami sorgum hasil praperlakuan digunakan sebagai bahan baku produksi biogas. Proses co-digestion jerami sorgum dan sludge dilakukan dengan perbandingan 80:20, 75:25, 70:30 dan 65:35. Parameter yang diukur yaitu produksi biogas kumulatif (L/kgVS) dan komposisi biogas (CH4 dan CO2). Perlakuan awal alkali menggunakan NaOH konsentrasi 0.0, 0.5, 1.5, dan 1.5 %. Parameter praperlakuan kimiawi yang diukur yaitu kadar selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Proses co-digestion (pencernaan campuran) jerami sorgum hasil praperlakuan dan sludge dilakukan dengan perbandingan 90:10, 80:20, 70:30, dan 60:40. Parameter yang diukur yaitu produksi biogas kumulatif (L/kg VS) dan komposisi biogas (CH4 dan CO2). Praperlakuan secara biologis menunjukkan bahwa makin tinggi konsentrasi EM4 makin tinggi kadar COD terlarut. Produksi biogas substrat hasil praperlakuan EM4 menunjukkan makin tinggi konsentrasi EM4 makin pendek fase adaptasi mikroorganisme anaerob dan makin tinggi produksi biogas yang dihasilkan. Produksi biogas tertinggi substrat jerami sorgum praperlakuan biologis diperoleh pada konsentrasi EM4 1 persen dengan produksi 108 L/kgVS selama 65 hari, naik 10.6 persen dibanding tanpa praperlakuan. Produksi biogas proses codigestion terbaik pada substrat perbandingan jerami sorgum: sludge 75:25 dengan produksi mencapai 371 L/kgVS pada hari ke-65, naik 243.5 persen. Hasil penelitian praperlakuan alkali menunjukkan bahwa makin tinggi konsentrasi NaOH makin rendah kadar hemiselulosa dan lignin. Produksi biogas hasil praperlakuan menunjukkan bahwa konsentrasi NaOH 0.5 persen produksi biogas paling tinggi sebesar 258 L/kgVS atau meningkat 15.7 persen dibanding jerami sorgum tanpa praperlakuan. Produksi biogas tertinggi pada proses codigestion jerami sorgum praperlakuan NaOH 0.5 persen : sludge 70:30 dan 60:40 dengan produksi mencapai 371 dan 372 L/kgVS pada hari ke-65 atau meningkat 43.8 - 44.2 persen. Dengan memperhatikan nilai parameter kinetika pembentukan biogas dapat ditarik suatu rekomendasi tahapan proses produksi biogas dari jerami sorgum sebagai berikut: praperlakuan (dengan kimiawi atau biologis) dan co-digestion dengan sludge dengan perbandingan antara 75:25 sampai 60:40. Digester yang..dst