![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
ABSTRAK Arini Wresta
PUBLIC Alice Diniarti ![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
COVER Arini Wresta
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 1 Arini Wresta
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 2 Arini Wresta
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 3 Arini Wresta
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 4 Arini Wresta
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 5 Arini Wresta
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
BAB 6 Arini Wresta
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
DS-TK-Arini Wresta_33017003-1-BAB 8.pdf
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Terbatas Alice Diniarti
» ITB
Air limbah industri tahu merupakan salah satu limbah cair yang dihasilkan
melimpah di Indonesia. Whey tahu, air limbah dari sisa proses penggumpalan
protein dan pengepresan tahu, memiliki kandungan senyawa organik yang tinggi
sehingga memungkinkan untuk diolah menjadi biogas. Kandungan protein yang
tinggi memungkinkan air limbah tahu memiliki kemampuan buffer untuk mencegah
penurunan pH pada tahap asidogenesis. Di Indonesia, telah terdapat beberapa IPAL
anaerobik untuk mengolah air limbah tahu menjadi biogas menggunakan reaktor
unggun tetap. Penggunaan reaktor unggun tetap multi tahap bertujuan untuk
mengoptimalkan proses dengan menyediakan kondisi yang sesuai untuk masingmasing
kelompok mikroba yang berperan pada tahapan-tahapan pembentukan
biogas pada reaktor yang berbeda-beda. Meskipun demikian, belum terdapat data
kinerja reaktor yang memadai. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis
kinerja reaktor unggun tetap tiga tahap berbahan baku air limbah industri tahu untuk
pembuatan biogas.
Analisis kinerja dimulai dengan mengevaluasi kemampuan buffer air limbah tahu
melalui percobaan batch, start-up percobaan kontinyu menggunakan reaktor
unggun tetap, dan kemudian melakukan analisis kinerja reaktor unggun tetap tiga
tahap melalui percobaan semi kontinyu. Analisis kinerja reaktor unggun tetap
dilakukan dengan memvariasikan laju beban organik (OLR) atau waktu tinggal
(HRT) setelah start-up berhasil. Terdapat lima variasi waktu tinggal yang dilakukan
yaitu HRT total 6,07-14,17 hari; 3,75-4,36 hari; 2,09-3,54 hari; 1,31-1,48 hari; dan
0,62-1,20 hari atau OLR 0,49-1,32 kg COD/m3/hari; 1,58-1,75 kg COD/m3/hari;
2,18-2,42 kg COD/m3/hari; 2,98-5,54 kg COD/m3/hari; dan 6,66-9,81 kg
COD/m3/hari. Dari data yang diperoleh pada berbagai waktu tinggal, dilakukan
pemodelan kinetika dengan penyederhanaan-penyederhanaan sehingga dapat
mewakili proses yang terjadi pada pembentukan biogas dari air limbah tahu.
Hasil percobaan batch menunjukkan bahwa air limbah tahu memiliki kemampuan
buffer sehingga dapat menjaga pH cairan selama proses diantara 6,8 dan 8,4.
Pemanfaatan air limbah tahu sebagai substrat pada pembentukan biogas juga
dimungkinkan dilakukan tanpa penambahan bahan-bahan aditif, baik untuk menaikkan pH maupun sebagai sumber nutrisi. Produksi CH4 spesifik yang
diperoleh adalah sebesar 284,6 NmL CH4/g VS substrat.
Hasil percobaan di dalam reaktor unggun tetap selama periode start-up
menunjukkan kinerja start-up yang baik, dengan penyisihan COD mencapai lebih
dari 80% setelah hari ke-90. Keberagaman bakteri di dalam reaktor pada hari ke-73
menunjukkan bahwa pemanfaatan protein dan karbohidrat kompleks lebih banyak
terjadi di Reaktor 1, dan pemanfaatan karbohidrat sederhana lebih banyak terjadi di
Reaktor 2 dan Reaktor 3. Keberagaman arkea di dalam reaktor menunjukkan bahwa
metanogenesis di Reaktor 1 didominasi dari substrat hidrogen, dan metanogenesis
di Reaktor 3 memanfaatkan hidrogen dan asetat sebagai substrat.
Hasil penelitian di dalam reaktor unggun tetap pada berbagai laju beban organik
menunjukkan kinerja reaktor yang baik, dengan penyisihan COD mencapai lebih
dari 80% pada setiap variasi laju beban organik yang diberikan. Mikroorganismemikroorganisme
anaerobik di dalam reaktor dapat menyesuaikan diri dengan baik
terhadap peningkatan beban organik yang diberikan. Proses di Reaktor 1
didominasi oleh tahapan asidogenesis sedangkan di Reaktor 2 dan Reaktor 3
didominasi oleh tahapan metanogenesis. Hasil analisis sintrofi menunjukkan nilai
1
TG? reaksi pemanfaatan propionat berada pada kisaran kesetimbangan tetapi tidak
menunjukkan kemungkinan terjadinya akumulasi VFA di dalam reaktor. Nilai
konsentrasi asam propionat dapat dijaga di bawah 0,8 g asetat/L. Neraca massa
COD dapat mengkonfirmasi nilai perolehan CH4 dengan baik. Dibandingkan
penelitian sebelumnya menggunakan reaktor unggun tetap satu tahap, reaktor
unggun tetap tiga tahap terbukti dapat beroperasi pada waktu tinggal yang lebih
pendek dengan laju beban organik yang lebih tinggi. Produktivitas CH4 tertinggi
diperoleh pada laju beban organik 6,7 kg COD/m3/hari (waktu tinggal total 1,1
hari), mencapai 1,74 Nm3 CH4/m3-hari.
Model kinetika dengan dua tahapan proses asidogenesis dan metanogenesis dapat
mewakili kondisi yang terjadi di dalam reaktor, dengan kesalahan relatif rata-rata
sebesar 10,58%. Nilai konstanta-konstanta kinetika yang diperoleh berupa , ma ? , sa K
COD Xa Y ,
VFA Xa Y ,
CO2 Xa Y ,
H2 Xa Y , mb? , sb K ,
VFA Xb Y ,
CH4 Xb Y ,
CO2 Xb Y dan ? berturutturut
adalah sebesar 0,83?0,19 hari-1, 7,60?1,98 g COD/L, 10,57?2,56 g COD/g,
539,28?213,91 mmol/g, 102,95?44,78 mmol/g, 4,25?1,58 mmol/g, 0,29?0,14 hari-1,
36,90?20,55 mmol/L, 207,31?74,45 mmol/g, 109,58?47,76 mmol/g, 39,63?13,80 mmol/g
dan 0,31?0,06.
Peluang penelitian ke depan adalah menambahkan pengamatan biofilm di dalam
masing-masing reaktor untuk mengetahui perkembangan mikroorganisme yang
terjadi. Bersamaan dengan itu dapat dilakukan validasi model kinetika dengan
mengkonfirmasi nilai konsentrasi mikroba asidogen dan metanogen. Penelitian
yang lebih luas adalah aplikasi pembuatan biogas dari air limbah industri tahu pada
skala besar dengan waktu tinggal yang lebih pendek dan laju beban organik yang
lebih tinggi untuk mengurangi biaya investasi dan meningkatkan produktivitas
biogas.