...

Biodegradasi Anaerobik Makroalga Ulva sp. untuk Menghasilkan

by user

on
Category: Documents
3

views

Report

Comments

Transcript

Biodegradasi Anaerobik Makroalga Ulva sp. untuk Menghasilkan
Oseanologi dan Limnologi di Indonesia 2016 1(1): 57–65
Biodegradasi Anaerobik Makroalga Ulva sp. untuk Menghasilkan Biogas
dengan Metode Batch
Anaerobic Biodegradation of Macroalgae Ulva sp. for Biogas Production
with Batch Method
Krisye1, Mujizat Kawaroe2 & Udin Hasanudin3
1
Program Studi Ilmu Kelautan, IPB 2Dep. Ilmu dan Teknologi Kelautan, IPB
3
Dep. Teknologi Hasil Pertanian, Universitas Lampung
Email : [email protected]
Submitted 3 December 2014. Reviewed 20 February 2016. Accepted 22 April 2016.
Abstrak
Kandungan karbohidrat yang tinggi dan lignin yang rendah dari makroalga Ulva sp. merupakan
keunggulannya sebagai substrat untuk memproduksi biogas. Biogas dapat dihasilkan melalui proses
biodegradasi anaerobik menggunakan metode batch. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi
biogas dan gas metana (CH4) yang dihasilkan Ulva sp. dalam sistem batch. Penelitian dilaksanakan dari
bulan Desember 2013 sampai Juli 2014 di Laboratorium Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi Institut
Pertanian Bogor, Laboratorium Pengujian Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB dan Laboratorium
Pengelolaan Limbah Agroindustri Universitas Lampung. Penelitian ini diawali dengan analisis proksimat,
kemudian pembuatan starter dari kotoran sapi, dilanjutkan dengan aklimatisasi dan proses biodegradasi
anaerobik yang menggunakan metode batch. Hasil dianalisis menggunakan program statistik SPSS 17. Hasil
analisis proksimat menunjukkan bahwa Ulva sp. memiliki kadar air 16,7%, kadar abu 14,9%, lemak 2,9%,
karbohidrat 60,3%, protein 5,3%, lignin 4,6%, Total Organic Carbon (TOC) 26,1%, dan Nitrogen 1,3% serta
rasio C/N 20,5. Setelah proses aklimatisasi, biogas yang dihasilkan dari 8,8 L biomassa Ulva sp. sebesar 70,9
L dengan rentang pH 6,3–7,1 sedangkan pada proses biodegradasi anaerobik metode batch dari 4 kg Ulva sp.
dihasilkan biogas sebesar 153,9 L dengan kandungan metana 51,1 L. Berdasarkan hasil penelitian ini
diketahui bahwa setiap kg Ulva sp. berpotensi menghasilkan biogas sebesar 38,5 L dengan kandungan
metana 12,8 L. Hubungan antara COD dan volume gas metana yang terakumulasi yaitu -0,971.
Kata kunci: biodegradasi anaerobik, metode batch, biogas, metana, Ulva sp.
Abstract
High carbohydrate and low lignin content of macroalgae Ulva sp. constitute their advantages as a
potential substrate for biogas production. Biogas was generated through anaerobic biodegradation process
using batch method. This study aimed to determine the potential of biogas and methane produced by Ulva sp.
in a batch system. The research was conducted from December 2013 to July 2014 in the Laboratory of
Surfactant and Bioenergy Research Centre (SBRC) of Bogor Agricultural Institute, Testing Laboratory of
Agroindustry Technology Department of Bogor Agricultural Institute; and Agroindustrial Waste
Management Laboratory of University of Lampung. The study started with proximate analysis, followed by
manufacturing of cow dung starter, acclimatization process, and anaerobic biodegradation using the batch
57
Krisye et al.
method. The result was analyzed using statistical program SPSS 17. Proximate analysis of Ulva sp. resulted
in water content 16,7% , ash 14,9%, fat 2,9%, carbohydrates 60,3%, protein 5,3%, lignin 4,6%, total organic
carbon 26,1%, nitrogen 1,3%, and C/N ratio 20,5. After acclimatization process, the biogas produced from
8.8 L of Ulva sp. biomass was 70.9 L with the pH ranged from 6.3 to 7.1, while anaerobic biodegradation
process using batch method produced 153.9 L biogas with methane content of 51.1 L from 4 kg of Ulva sp.
Form this research it is found that each kg of Ulva sp. is potential to produce 38.5 L of biogas with the
methane content of 12.8 L. The correlation between COD and accumulated CH4 was -0,971.
Keywords: anaerobic biodegradation, batch method, biogas, methane, Ulva sp.
Pendahuluan
Ulva sp. merupakan makroalga yang umum
ditemukan di perairan laut Indonesia, khususnya
di substrat berpasir dan berbatu. Makroalga Ulva
sp. merupakan produsen bagi organisme
herbivora, selain dapat menunjang kebutuhan
hidup manusia sebagai bahan pangan dan industri
(Trono et al., 1988). Ulva sp. diketahui dapat
dimanfaatkan sebagai penghasil biogas, seperti
yang dilaporkan Matsui et al. (2006), Peu et al.
(2011), Costa et al. (2012), Sitompul et al. (2012),
Vanegas & Bartlett (2013), dan Kim et al. (2014).
Di Indonesia, Ulva sp. belum dimanfaatkan
sebagai suatu substrat yang berguna, sehingga di
beberapa daerah pada waktu panen banyak yang
ditemukan membusuk di sekitar pesisir. Dengan
kandungan karbohidrat yang tinggi dan lignin
yang rendah, Ulva sp. dapat dijadikan sebagai
substrat untuk menghasilkan biogas.
Biogas dapat dihasilkan melalui proses
biodegradasi secara anaerobik yang merupakan
proses
fermentasi
oleh bakteri
metana
(Methanobacterium). Komposisi biogas yang
dihasilkan terdiri dari 50–75% metana (CH4), 25–
50% karbondioksida (CO2), dan gas lain dalam
jumlah kecil (Huang & Crookes, 1998; Karellas et
al., 2010).
Lignin merupakan salah satu faktor yang
berpengaruh besar dalam proses biodegradasi.
Lignin adalah polimer berstruktur heterogen dan
kompleks yang menyelimuti karbohidrat pada
tumbuhan yang dapat menghambat enzim
ligninase dari bakteri seperti Pseudomonas sp.
untuk mendegradasinya (Briand & Morand,
1997). Tumbuhan darat seperti batang pisang
memiliki kadar lignin sebesar 15–20%, sedangkan
tumbuhan laut seperti makroalga Ulva reticulata
memiliki kadar lignin lebih rendah (13%) (Kalia
et al., 2000; Yoza & Masutani, 2013). Selain itu,
makroalga juga memiliki kandungan karbohidrat
yang tinggi, yaitu sebesar 4–83% berupa selulosa
yang dapat terurai oleh bakteri (Ventura &
Castañón, 1998; McDermid & Stuercke, 2003;
Sanger, 2010), sehingga berpotensi untuk
58
dimanfaatkan dalam produksi biogas melalui
proses biodegradasi secara anaerobik.
Pada umumnya, biodegradasi anaerobik
untuk menghasilkan biogas menggunakan metode
semi-kontinu dan batch. Perbedaan antara metode
semi-kontinu dan batch adalah dalam hal
pemasukan substrat. Pada metode semi-kontinu,
substrat dimasukkan setiap hari atau periode
tertentu, sehingga dapat diketahui seberapa
banyak substrat yang perlu dimasukkan untuk
menghasilkan biogas yang optimal (Sitompul et
al., 2012). Metode tersebut tidak dapat digunakan
untuk mengetahui potensi produksi biogas dari
suatu substrat. Pada metode batch pemasukan
substrat hanya dilakukan satu kali selama periode
dekomposisi, sehingga dapat diketahui jumlah
biogas dan waktu yang diperlukan untuk
menghasilkan biogas dari substrat tersebut
(Oetomo & Soehartanto, 2013).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
potensi Ulva sp. dalam menghasilkan biogas dan
metana dengan metode batch. Penelitian ini
diharapkan
dapat
dimanfaatkan
untuk
meningkatkan potensi keenergian tumbuhan laut,
khususnya makroalga Ulva sp. sebagai sumber
energi baru terbarukan dalam bentuk biogas yang
dapat diterapkan di kawasan pesisir dan pulaupulau kecil.
Metodologi
Penelitian
dilaksanakan
dari
bulan
Desember 2013 sampai Juli 2014 di Laboratorium
Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi Institut
Pertanian Bogor, Laboratorium Pengujian
Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB,
dan
Laboratorium
Pengelolaan
Limbah
Agroindustri Universitas Lampung.
Penelitian ini menggunakan digester
berukuran 30 L yang ditambahkan alat untuk
mengukur volume dan mengambil sampel biogas
(Gambar 1). Starter dan substrat Ulva sp.
dimasukkan ke dalam digester, kemudian diaduk
agar substrat bercampur dengan starter yang
Oseanologi dan Limnologi di Indonesia 2016 1(1): 57–65
Gambar 1. Skema digester untuk menghasilkan biogas dengan biodegradasi anaerobik Ulva sp.
Figure 1. Digester scheme to produce biogas with anaerobic biodegradation of Ulva sp.
mengandung bakteri pendegradasi. Substrat yang
telah bercampur dengan starter ini disebut slurry.
Untuk pengukuran pH dan COD, slurry
dikeluarkan dari digester. Biogas yang dihasilkan
akan mengalir dari digester ke penampung gas
(gas trap) yang sudah berisi air. Jika ada aliran
biogas dari digester, air akan mengalir ke
penampung air. Volume biogas yang dihasilkan
akan diketahui berdasarkan volume air yang
tertampung di penampung air. Biogas yang berada
di penampung gas diambil untuk dianalisis
konsentrasi metananya.Substrat yang digunakan
dalam penelitian ini adalah Ulva sp. yang
diperoleh dari Banten dan starter berupa kotoran
sapi yang diperoleh dari kandang sapi di Institut
Pertanian Bogor.
Analisis Proksimat Kandungan Kimia Ulva sp.
Biomassa Ulva sp. dibersihkan dari kotoran
dan pasir, setelah itu dikeringkan dengan cahaya
matahari selama 1 hari. Sampel kering digunakan
untuk menganalisis proksimat (AOAC, 2005),
lignin (Van Soest & Wine, 1967) dan Total
Organic Carbon (TOC) (Walkley & Black, 1934).
Pembuatan Substrat Ulva sp.
Ulva sp. yang telah dibersihkan dan
dikeringkan dengan cahaya matahari, direndam
dengan akuades selama 2 jam untuk
mengembalikan bentuk awal Ulva sp. seperti di
laut. Ulva sp. kemudian dicampur dengan akuades
dengan perbandingan 1:2, setelah itu dihaluskan
menggunakan blender hingga menjadi substrat
yang dapat digunakan, baik dalam proses
aklimatisasi maupun metode batch.
Pembuatan Starter dan Proses Aklimatisasi
Starter merupakan hasil saringan campuran
kotoran sapi dan akuades (1:1). Sebanyak 24 L
(volume kerja) starter dimasukkan ke dalam
digester yang berukuran 30 L, sedangkan ruang
udara sebesar 6 L yang tersisa dalam digester
disiapkan sebagai ruang untuk produksi biogas.
Setelah itu, dibiarkan selama beberapa hari
sampai nilai pH netral dan menghasilkan biogas.
Selanjutnya, setiap hari substrat Ulva sp.
ditambahkan sebesar 0,353 L untuk aklimatisasi,
kemudian diikuti dengan pengeluaran slurry dari
digester dengan jumlah volume yang sama. Hal
ini terus dilakukan sampai pH mendekati netral
dan stabil. Substrat Ulva sp. sebanyak 0,353 L
didapatkan dari hasil penghitungan laju
pembebanan 0,5 kg (COD)/(L.hari) dikali volume
kerja dan dibagi dengan nilai Chemical Oxygen
Demand (COD) Ulva sp. Selama proses
pembuatan starter dan aklimatisasi, pengadukan,
pengukuran pH dan volume biogas dilakukan
setiap hari.
Biodegradasi Anaerobik dengan Metode Batch
Biodegradasi anaerobik dengan metode
batch dilakukan dengan cara mengeluarkan slurry
dari dalam digester sebanyak setengah dari
volume kerja (12 L) dan menambahkan substrat
Ulva sp. sebanyak 12 L (4 kg Ulva sp. : 8 L
akuades). Penambahan substrat ke dalam digester
hanya satu kali dilakukan selama masa penelitian.
Selama proses ini, pengadukan, pengukuran pH
dan volume gas dilakukan setiap hari. Konsentrasi
metana dan COD diukur satu kali seminggu.
59
Krisye et al.
Produksi Volume Biogas dan Derajat Keasaman (pH)
Volume biogas yang dihasilkan diamati
berdasarkan volume air yang tertampung di
penampung air. Penampung gas diisi air sampai
penuh, kemudian keran gas pada digester dibuka
agar biogas yang dihasilkan dalam digester dapat
mengalir ke penampung gas. Aliran gas tersebut
memberikan tekanan pada air untuk mengalir
keluar dan tertampung di penampung air,
sehingga volumenya dapat diukur. Pengukuran
pH dilakukan dengan cara mengeluarkan slurry
dari digester dan ditampung di wadah. Setelah itu,
pH diukur menggunakan pHmeter. Pengukuran
volume biogas dan pH dilakukan setiap hari.
Konsentrasi Metana (CH4) dan Chemical
Oxygen Demand (COD)
Biogas yang berada dalam penampung gas
diambil dengan terlebih dahulu melepas selang
gas dari digester yang terpasang pada penampung
gas, kemudian diganti dengan plastik sampel gas.
Setelah itu, air dimasukkan ke dalam penampung
gas agar biogas yang tertampung dapat mengalir
ke dalam plastik sampel gas. Setelah itu, plastik
sampel gas dicabut dan selang gas dari digester
dipasang kembali. Konsentrasi metana yang
dikandung biogas dalam plastik sampel gas
kemudian
diukur
menggunakan
Gas
Chromatograph (AOAC, 2005) yang dilakukan
satu kali seminggu. Untuk menganalisis kadar
COD, slurry dari dalam digester diambil sebanyak
yang dibutuhkan (100–200 ml). Hal ini dilakukan
satu kali seminggu berdasarkan APHA (1998).
Analisis Statistik
Program Statistik SPSS 17 digunakan untuk
mengetahui korelasi antara COD dan volume gas
metana (CH4) yang terakumulasi.
Hasil
Kadar Proksimat Ulva sp.
Analisis proksimat dilakukan untuk
mengetahui kualitas makroalga sebagai substrat
dalam menghasilkan biogas. Hasil analisis
proksimat makroalga Ulva sp. diperlihatkan
dalam Tabel 1
Kadar air Ulva sp. yang telah dikeringkan
dengan sinar matahari adalah sebesar 16,73%.
Kadar abu pada Ulva sp. sebesar 14,86% dan
merupakan zat anorganik (mineral) sisa hasil
pembakaran makroalga. Menurut Tabarsa et al.
(2012), abu pada Ulva lactuta terdiri dari
beberapa mineral utama seperti kalium, natrium,
dan kalsium.
Ulva sp. memiliki kadar karbohidat paling
tinggi (60,29%) dibandingkan lemak dan protein
(2,86% dan 5,26%). Biomassa tanaman laut,
khususnya makroalga memiliki kandungan
karbohidrat sebesar 4–83% (McDermid &
Stuercke, 2003; Sanger, 2010).
Penelitian ini mendapatkan bahwa Ulva sp.
memiliki kadar lignin yg rendah, yaitu sebesar
4,57%. Kadar lignin Ulva sp. jauh lebih rendah
dibandingkan dengan tumbuhan darat seperti
batang pisang yang memiliki kadar lignin sebesar
15–20% (Kalia et al., 2000).
Rasio C/N pada Ulva sp. yaitu 20,46. Rasio
C/N yang optimum untuk biodegradasi berkisar
20–30 (Dioha et al., 2013).
Aklimatisasi
Sampai hari ke-6 dalam proses aklimatisasi,
produksi biogas belum terjadi dan pH mengalami
penurunan dari 7,0 menjadi 5,8 sejak hari pertama
sampai hari ke-9 (Gambar 2). Biogas mulai
terbentuk pada hari ke-7 dan terus menghasilkan
biogas pada hari-hari berikutnya.
Tabel 1. Kadar proksimat Ulva sp. berdasarkan berat kering.
Table 1. Proximate level of Ulva sp. based on dry weight.
Proximate Level (%)
Water
16.73±0.86
Ash
14.86±2.01
Fat
2.86±0.51
Carbohydrates *
60.29
Protein
5.26±0.04
Lignin
4.57±0.03
Total Organic Carbon
26.09±0.35
Nitrogen
1.28±0.01
C/N ratio
20.46
* by difference (100% - (% water + % ash + % fat + % protein))
60
Oseanologi dan Limnologi di Indonesia 2016 1(1): 57–65
Gambar 2. Volume biogas dan pH Ulva sp. selama aklimatisasi.
Figure 2. Biogas volume and pH of Ulva sp. during acclimatization.
Sementara itu, nilai pH juga mengalami
peningkatan pada hari ke-10 menjadi 6,6. Pada
hari ke-13, starter mencapai pH 7,0 dan ini
menunjukkan bahwa bakteri telah beradaptasi
dengan digester. Oleh sebab itu, pada hari ke-13
dilakukan penambahan substrat Ulva sp. yang
bertujuan agar bakteri dapat beradaptasi dengan
substrat yang baru. Penambahan substrat Ulva sp.
sebesar 0,353 L dilakukan sampai hari ke-38.
Mulai hari ke-14 terjadi peningkatan volume
biogas yang berlangsung sampai hari ke-38
(Gambar 2). Biogas yang dihasilkan dari 8,8 L
substrat Ulva sp. selama proses aklimatisasi
sebesar 70,9 L dengan rentang pH 6,3–7,1.
Volume biogas kumulatif dan volume gas
metana kumulatif yang dihasilkan dari 4 kg Ulva
sp. masing-masing sebesar 153,9 L dan 51,1 L.
Grafik pH mengalami fluktuasi dari hari ke-1
sampai hari ke-71, tetapi selanjutnya konstan
sampai hari ke-106 (Gambar 3). pH yang
berfluktuasi ini menunjukkan bahwa proses
biodegradasi bahan organik sedang berlangsung,
sedangkan pH yang konstan menunjukkan bahwa
proses biodegradasi semakin lambat karena
substrat yang semakin berkurang dan akhirnya
habis (Gerardi, 2003). Rentang pH pada Ulva sp.
berkisar 6,4–7,7 dan termasuk dalam kisaran
normal.
Biodegradasi Anaerobik dengan Metode Batch
Pada proses biodegradasi anaerobik dengan
metode batch, volume biogas yang dihasilkan
oleh Ulva sp. terus mengalami kenaikan sampai
hari ke-85 (Gambar 3). Sejak hari ke-85, volume
biogas mulai berkurang kenaikannya dan
cenderung konstan sampai hari ke-106. Begitu
juga dengan grafik volume gas metana yang terus
mengalami kenaikan sampai hari ke-85, lalu
cenderung konstan sampai hari ke-106 (Gambar
3). Hal ini dikarenakan substrat yang terdegradasi
oleh bakteri semakin lama semakin berkurang dan
akhirnya habis, sehingga produksi biogas juga
akan semakin menurun (Gerardi, 2003).
Profil COD
Nilai COD mengalami penurunan dari hari
ke-1 (47,5 g/L) sampai hari ke-106 (21,4 g/L)
(Gambar 4) atau COD yang tersisihkan sebesar
26,1 g/L. Berbeda dari COD, volume gas metana
kumulatif mengalami peningkatan dari hari ke-1
sampai ke-106. Dari 4 kg Ulva sp. dihasilkan
metana 51,1 L. Berdasarkan uji analisis korelasi
antara COD dan volume gas metana kumulatif
didapatkan bahwa ada korelasi negatif (-0,971)
(Tabel 2), yang berarti semakin turun nilai COD,
maka volume gas CH4 kumulatif akan semakin
meningkat.
61
Krisye et al.
Gambar 3. Volume biogas dan pH Ulva sp. batch.
Figure 3. Biogas volume and pH of Ulva sp. batch.
Gambar 4. COD dan volume gas metana Ulva sp.
Figure 4. COD and methane volume of Ulva sp.
Tabel 2. Hasil korelasi antara COD dengan gas metana (CH4) menggunakan SPSS 17.
Table 2. Result of correlation between COD with methane gas (CH4) using SPSS 17.
Correlation
COD
CH4
Pearson correlation
Sig. (2-tailed)
N
Pearson Correlation
Sig. (2-tailed)
N
COD
1.000
16.000
-.971*
0.000
16
CH4
-.971*
0.000
16
1.000
16.000
Note: * Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).
62
Oseanologi dan Limnologi di Indonesia 2016 1(1): 57–65
Pembahasan
Berdasarkan data analisis proksimat, dapat
dilihat bahwa kadar air sebesar 16,73% yang
dimiliki Ulva sp. dapat membantu aktivitas
bakteri pendegradasi untuk meningkatkan
produksi biogas (Saputro et al., 2009). Lemak,
karbohidrat, dan protein pada makroalga
merupakan kandungan organik yang dapat
dihidrolisis oleh mikroorganisme. Ulva sp. yang
memiliki kandungan karbohidrat yang cukup
tinggi (60,29%) dapat dimanfaatkan untuk
menghasilkan biogas. Kadar lignin yang rendah
pada Ulva sp. (4,57%) membantu proses
biodegradasi agar berjalan dengan mudah. Kadar
lignin sebesar 15% sudah dapat menghambat
proses biodegradasi (Pfeffer & Khan, 1976).
Rasio C/N pada Ulva sp. sebesar 20,46, masuk
dalam kisaran yang optimum untuk biodegradasi
(20 – 30) (Dioha et al., 2013). Rasio C/N yang
rendah (kandungan unsur N yang tinggi) akan
meningkatkan emisi dari nitrogen sebagai
amonium
yang
dapat
menghalangi
perkembangbiakan bakteri. Rasio C/N yang tinggi
(kandungan unsur N yang rendah) akan
menyebabkan proses degradasi berlangsung lebih
lambat karena nitrogen akan menjadi faktor
penghambat (growth-rate limiting factor)
(Ristiati, 2014).
Biogas yang dihasilkan dari 8,8 L substrat
Ulva sp. selama proses aklimatisasi sebesar 70,9 L
dengan rentang pH 6,3–7,1. Waktu yang
diperlukan untuk proses aklimatisasi adalah 38
hari. Hal ini karena selama 38 hari biogas terus
dihasilkan oleh Ulva sp. dan pH berada dalam
kisaran normal selama proses biodegradasi. pH
merupakan pembatas laju reaksi keseluruhan dari
proses degradasi anaerobik (Taherzadeh &
Karimi, 2008). Menurut Igoni et al. (2008),
biodegradasi anaerobik dapat berjalan dengan
baik pada rentang pH 6–8.
Volume biogas kumulatif dan volume gas
metana kumulatif yang dihasilkan dari 4 kg Ulva
sp. masing-masing sebesar 153,9 L dan 51,1 L.
Penelitian ini mendapatkan bahwa biogas yang
dihasilkan oleh Ulva sp. cukup tinggi. Menurut
Sitompul et al. (2012), biogas yang dihasilkan
Ulva sp. lebih tinggi dibandingkan tanaman darat
karena Ulva sp. memiliki kadar lignin yang
rendah (4,57%). Selain itu, Ulva sp. merupakan
makroalga hijau yang memiliki kandungan
polisakarida yang mudah terdegradasi, yaitu
amilum dan selulosa (Ventura & Castañón, 1998).
Berdasarkan hasil percobaan menggunakan
4 kg Ulva sp. diketahui bahwa potensi biogas
yang diproduksi dari 1 kg Ulva sp. sebesar 38,5 L
dengan kandungan metana sebesar 12,8 L.
Menurut Widyastuti & Purwanto (2013), potensi
biogas yang dihasilkan dari 1 kg kotoran sapi
sebesar 23–40 L. Hasil ini tidak jauh berbeda dari
potensi biogas Ulva sp. Menurut Fadli et al.
(2013) dan Kristoferson & Bokalders (2013), 1 m3
biogas setara dengan 0,46 kg LPG, 0,62 L minyak
tanah, 3,5 kg kayu bakar, dan 1,25 kWh energi
listrik, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai
penerangan lampu 60–100 Watt selama 6 jam,
memasak 3 jenis makanan untuk 5–6 orang atau
dapat menjalankan satu motor bertenaga kuda
selama 2 jam.
Biodegradasi anaerobik dapat dilihat dari
adanya perubahan nilai COD (Nuradhisthana et
al., 2012). Dari 4 kg Ulva sp. dihasilkan metana
51,1 L. Penurunan nilai COD berkaitan dengan
aktivitas bakteri dalam mengurai bahan-bahan
organik yang berasal dari substrat untuk
menghasilkan produk akhir berupa gas CH4.
Konsentrasi
metana
tertinggi
pada
penelitian ini adalah sebesar 54,7 %. Konsentrasi
metana yang dihasilkan dari penelitian ini sesuai
dengan hasil penelitian Huang & Crookes (1998),
yaitu berkisar 50–75 %. Konsentrasi minimal
metana agar dapat menghasilkan nyala api adalah
45% (Ihsan et al., 2013).
Kesimpulan
Kadar proksimat Ulva sp. berupa
karbohidrat yang tinggi, lignin yang rendah, dan
rasio C/N yang optimal merupakan kelebihan
Ulva sp. untuk dijadikan substrat dalam
menghasilkan biogas. Proses aklimatisasi
membutuhkan waktu selama 38 hari untuk
menghasilkan biogas sebesar 70,9 L dari 8,8 L
susbstrat Ulva sp. Proses biodegradasi anaerobik
Ulva sp. menggunakan metode batch dapat
menghasilkan biogas 38,5 L/kg dengan
kandungan metana sebesar 12,8 L/kg.
Persantunan
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
Universitas Hasanuddin, Direktorat Jenderal
DIKTI, Laboratorium Pusat Penelitian Surfaktan
dan Bioenergi, Institut Pertanian Bogor,
Laboratorium Pengelolaan Limbah Agroindustri,
Universitas Lampung dan LPDP Kementerian
Keuangan.
63
Krisye et al.
Daftar Pustaka
AOAC. 2005. Official Methods of Analysis 18th
ed. Association of Official Analytical
Chemists Inc. Maryland (USA). 771 pp.
APHA. 1998. Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater 20th
ed. Victor Graphics Inc. Baltimore (USA). 541
pp.
Briand X & P Morand. 1997. Anaerobic digestion
of Ulva sp. 1. Relationship between Ulva
composition and methanisation. Applied
Phycology, 9: 511–524.
Costa J, P Gonçalves, A Nobre & M Alves. 2012.
Biomethanation potential of macroalgae Ulva
spp. and Gracilaria spp. and in co-digestion
with waste activated sludge. Bioresource
technology, 114: 320–326.
Dioha I, C Ikeme, T Nafi’u, N Soba & M Yusuf.
2013. Effect of carbon to nitrogen ratio on
biogas production. International Research
Journal of Natural Sciences, 1: 1–10.
Fadli D, M Irsyad & MD Susila. 2013. Kaji
Eksperimental Sistem Penyimpanan Biogas
dengan
Metode
Pengkompresian
dan
Pendinginan pada Tabung Gas sebagai Bahan
Bakar Pengganti Gas LPG. Jurnal Ilmiah
Teknik Mesin, 1.
Gerardi MH. 2003. The microbiology of
anaerobic digesters, New Jersey (USA), John
Wiley & Sons. 188 pp.
Huang J & R Crookes. 1998. Assessment of
simulated biogas as a fuel for the spark
ignition engine. Fuel, 77: 1793–1801.
Igoni A, M Ayotamuno, C Eze, S Ogaji & S
Probert. 2008. Designs of anaerobic digesters
for producing biogas from municipal solidwaste. Applied energy, 85: 430–438.
Ihsan A, S Bahri & M Musafira. 2013. Produksi
biogas menggunakan cairan isi rumen sapi
dengan limbah cair tempe. Online Journal of
Natural Science FMIPA, 2: 27–35.
Kalia V, V Sonakya & N Raizada. 2000.
Anaerobic digestion of banana stem waste.
Bioresource Technology, 73: 191–193.
Karellas S, I Boukis & G Kontopoulos. 2010.
Development of an investment decision tool
for biogas production from agricultural waste.
Renewable and Sustainable Energy Reviews,
14: 1273–1282.
Kim J, H Jung & C Lee. 2014. Shifts in bacterial
and archaeal community structures during the
batch biomethanation of Ulva biomass under
mesophilic
conditions.
Bioresource
technology, 169: 502–509.
Kristoferson LA & V Bokalders. 2013.
Renewable
energy
technologies:
their
64
applications
in
developing
countries.
Pergamon Press. Oxford (UK). 319 pp.
Matsui J, T Amano, Y Koike, A Saiganji & H
Saito. 2006. Methane fermentation of seaweed
biomass. American institute of chemical
engineers.
McDermid KJ & B Stuercke. 2003. Nutritional
composition of edible Hawaiian seaweeds.
Journal of Applied Phycology, 15: 513–524.
Nuradhisthana A, D Wirasanti & A Hadiyarto.
2012. Pengolahan Limbah Cair Laboratorium
Mikrobiologi Industri Menggunakan Lumpur
Aktif Aerobik dan Anaerobik. Jurnal
Teknologi Kimia Dan Industri, 1: 40–45.
Oetomo DP & T Soehartanto. 2013. Perancangan
Sistem Pengukuran pH dan Temperatur pada
Bioreaktor Anaerob Tipe Semi-Batch. Jurnal
Teknik ITS, 2: F396–F401.
Peu P, JF Sassi, R Girault, S Picard, P Saint-Cast,
F Béline & P Dabert. 2011. Sulphur fate and
anaerobic biodegradation potential during codigestion of seaweed biomass (Ulva sp.) with
pig slurry. Bioresource technology, 102:
10794–10802.
Pfeffer JT & KA Khan. 1976. Microbial
production of methane from municipal refuse.
Biotechnology and Bioengineering, 18: 1179–
1191.
Ristiati NP. 2014. Pengembangan Briket Jerami
Padi (Oryza sativa) yang Mengandung Isolat
Bakteri Pendegradasi Minyak Bumi sebagai
Upaya Mengatasi Pencemaran di Perairan
Laut. Jurnal Sains dan Teknologi, 3: 324–333.
Sanger G. 2010. Kandungan Fosfor Minuman Sari
Rumput Laut (Eucheuma cottonii). Pasific
Journal, 1: 792–795.
Saputro RR, DA Putri & D Artanti. 2009.
Pembuatan biogas dari limbah peternakan.
Semarang (ID): Universitas Diponegoro.
Sitompul JP, A Bayu, TH Soerawidjaja & HW
Lee. 2012. Studies of Biogas Production from
Green Seaweeds. Environment and Bioenergy,
3: 132–144.
Tabarsa M, M Rezaei, Z Ramezanpour & JR
Waaland. 2012. Chemical compositions of the
marine
algae
Gracilaria
salicornia
(Rhodophyta) and Ulva lactuca (Chlorophyta)
as a potential food source. Journal of the
Science of Food and Agriculture, 92: 2500–
2506.
Taherzadeh MJ & K Karimi. 2008. Pretreatment
of lignocellulosic wastes to improve ethanol
and biogas production: a review. International
journal of molecular sciences, 9: 1621–1651.
Trono GC, M Valencia-Lumba & ET GanzonFortes. 1988. Philippine seaweeds, National
Book Store.
Oseanologi dan Limnologi di Indonesia 2016 1(1): 57–65
van Soest PU & R Wine. 1967. Use of detergents
in the analysis of fibrous feeds. IV.
Determination of plant cell-wall constituents.
J. Assoc. Off. Anal. Chem, 50: 50–55.
Vanegas C & J Bartlett. 2013. Green energy from
marine algae: biogas production and
composition from the anaerobic digestion of
Irish
seaweed
species.
Environmental
technology, 34: 2277–2283.
Ventura M & J Castañón. 1998. The nutritive
value of seaweed (Ulva lactuca) for goats.
Small Ruminant Research, 29: 325–327.
Walkley A & IA Black. 1934. An examination of
the Degtjareff method for determining soil
organic matter, and a proposed modification of
the chromic acid titration method. Soil science,
37: 29–38.
Widyastuti FR & H Purwanto. 2013. Biogas
Potential from the Treatment of Solid Waste of
Dairy Cattle: Case Study at Bangka Botanical
Garden Pangkalpinang. International Journal
of Waste Resources, 3:1–4.
Yoza BA & EM Masutani. 2013. The analysis of
macroalgae biomass found around Hawaii for
bioethanol
production.
Environmental
technology, 34: 1859–1867.
65
Fly UP