i

SKRIPSI

PENGARUH PENAMBAHAN EM4 DAN STARBIO

TERHADAP KUANTITAS BIOGAS DI DESA PAKIS BARU

KECAMATAN NAWANGAN KABUPATEN PACITAN

Oleh :

PONGKI HARDI PUTRA

NIM : 201303037

PRODI KESEHATAN MASYARAKAT

STIKES BHAKTI HUSADA MULIA MADIUN

2017

i

i

SKRIPSI

PENGARUH PENAMBAHAN EM4 DAN STARBIO TERHADAP

KUANTITAS BIOGAS DI DESA PAKIS BARU KECAMATAN

NAWANGAN KABUPATEN PACITAN

Diajukan untuk memenuhi

Salah satu persyaratan dalam mencapai gelar

Sarjana Kesehatan Masyarakat (S.KM)

Oleh :

PONGKI HARDI PUTRA

NIM : 201303037

PRODI KESEHATAN MASYARAKAT

STIKES BHAKTI HUSADA MULIA MADIUN

201

ii

ii

iii

iii

iv

iv

HALAMAN PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Pongki Hardi Putra

NIM : 201303037

Dengan ini menyatakan bahwa skripsi ini merupakan hasil pekerjaan saya sendiri dan

di dalamnya tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar sarjana

di suatu perguruan tinggi dan lembaga pendidikan lainnya. Pengetahuan yang diperoleh

dari hasil penerbitan, baik yang sudah maupun yang belum dipublikasikan, sumbernya

dijelaskan dalam daftar pustaka.

Madiun, Juni 2017

Pongki Hardi Putra

NIM. 201303037

v

v

MOTTO

“Orang-orang hebat di bidang apapun bukan baru berkerja karena mereka terinspirasi,

namun mereka menjadi terinspirasi karena mereka lebih suka berkerja. Mereka tidak

menyia-nyiakan waktu untuk menunggu inspirasi”

(Ernest Newman)

“Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal yang

harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah mereka menyukainya

atau tidak”

(Aldus Huxley)

“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua”

(Aristoteles)

vi

vi

PERSEMBAHAN

Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat-

Nya. Dan atas dukungan serta doa dari orang-orang tercinta, akhirnya skripsi ini dapat

diselesaikan dengan baik dan tepat waktu. Oleh karena itu, dengan rasa bangga dan

bahagia skripsi ini saya persembahkan kepada :

1. Allah SWT, karena rahmat dan kehendak-Nya saya dapat menyelesaikan skripsi

ini tanpa suatu halangan.

2. Kedua orang tua, yang telah memberikan doa, dukungan dan motivasi selama

penyusunan skripsi ini. Terimakasih atas kasih sayang dan pengorbanan yang

telah engkau berikan selama ini. Serta tidak lupa saya ucapkan terimakasih kepada

istriku tercinta yang telah mendukung perjalanku selama menempuh perkuliahan.

3. Bapak dan ibu dosen pembimbing, penguji dan para dosen pengajar, yang selama

ini telah membimbing dengan sepenuh hati.

4. Sahabat dan teman-teman, yang telah memberikan arti dalam perjalanan

pendidikan saya, terimakasih atas pengalaman berharga dan kebersamaan selama

ini.

5. Dan semua pihak yang telah membantu skripsi ini yang tidak bisa saya sebutkan

secara satu per satu.

Demikian persembahan yang dapat saya sampaikan. Apabila ada kurang lebihnya

saya sampaikan mohon maaf dan terimakasih.

vii

vii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama : Pongki Hardi Putra

Jenis Kelamin : 201303037

Tempat dan Tanggal Lahit : Jakarta, 11 Januari 1994

Agama : Islam

Alamat : RT. 05 RW. 02 Pondok Desa

Macanan Kecamatan Jogorogo

Kabupaten Ngawi

Riwayat Pendidikan : 1. SDN MACANAN 2

2. SMPN 1 JOGOROGO

3. SMK PGRI 2 GENENG

viii

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmad dan hidayah-Nya sehingga skripsi yang berjudul “Pengaruh penambahan EM4

dan Starbio terhadap kuantitas Biogas di Desa Pakis Baru Kecamatan Nawangan

Kabupaten Pacitan” dapat diselesaikan secara tepat waktu.

Skripsi ini penulis ajukan untuk memenuhi syarat mendapat gelar sarjana

Kesehatan Masyarakat (S.KM). keberhasilan dalam penyelesaian skripsi ini tidak

terlepas dari bimbingan dan kerja sama oleh beberapa pihak terkait. Oleh sebab itu

penulis sampaikan terima kasih kepada :

1. Ketua STIKES Bhakti Husada Mulia Madiun Bapak Zaenal Abidin, S.KM.,

M.Kes (Epid).

2. Ketua Program Studi Kesehatan Masyarakat Ibu Avicena Sakufa Marsanti, S.KM.,

M.Kes.

3. Dosen Pembimbing I, Ibu Riska Ratnawati, S.KM., M.Kes.

4. Dosen Pembimbing II, Bapak A. Agus Widodo, S.KM., M.Mkes.

5. Penguji proposal skripsi, Bapak Zaenal Abidin, S.KM., M.Kes (Epid).

6. Bapak dan Ibu dosen pengampu mata kuliah Kesehatan Masyarakat yang telah

berbagi ilmu dalam perkuliahan.

7. Bapak Budi Setianto selaku Kepala Desa Pakis baru.

8. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan proposal skripsi.

ix

ix

Penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Maka dari itu penulis

mengharapkan kritik yang membangun untuk perbaikan dalam skripsi ini.

Madiun, Juni 2017

Pongki Hardi Putra

x

x

DAFTAR ISI

Halaman

Sampul Depan .................................................................................................... 1

Sampul Dalam ................................................................................................... 2

Lembar Persetujuan ........................................................................................... 3

Lembar Pengesahan ........................................................................................... 4

Halaman Pernyataan .......................................................................................... 5

Moto .................................................................................................................. 6

Persembahan ...................................................................................................... 7

Daftar Riwayar Hidup ........................................................................................ 8

Kata Pengantar ................................................................................................... 9

Daftar Isi .......................................................................................................... 10

Abstrak .............................................................................................................. 13

Abstract ............................................................................................................. 14

Daftar Tabel ..................................................................................................... 15

Daftar Gambar .................................................................................................. 16

Daftar Lampiran ................................................................................................ 17

Daftar Singkatan dan Istilah ............................................................................. 18

BAB 1. PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 4

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................ 4

1.4 Manfaat Penelitian .......................................................................... 5

1.5 Keaslian Penelitian ......................................................................... 6

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 7

2.1 Sejarah Biogas ................................................................................ 7

2.2 Biogas dari Limbah Peternakan dan Pertanian ............................... 9

2.3 Proses Pembuatan Biogas .............................................................. 10

2.4 Pengertian EM4 dan Starbio .......................................................... 15

BAB 3. KERANGKA KONSEP ........................................................................ 21

1.1 Kerangka Teori .............................................................................. 21

1.2 Kerangka Konsep ........................................................................... 24

BAB 4. METODOLOGI PENELITIAN............................................................. 26

4.1 Desain Penelitian ........................................................................... 26

4.2 Kerangka Kerja penelitian ............................................................. 26

4.3 Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ................................ 32

xi

xi

4.4 Instrumen Penelitian ...................................................................... 33

4.5 Lokasi dan Waktu Penelitian ......................................................... 33

4.6 Prosedur pengumpulan Data .......................................................... 34

4.7 Teknik Analisis .............................................................................. 34

BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 38

5.1 Hasil .............................................................................................. 38

5.2 Pembahasan .................................................................................. 45

BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 50

6.1 Kesimpulan ................................................................................... 50

6.2 Saran ............................................................................................. 51

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 52

LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................. 53

xii

xii

ABSTRAK

PENGARUH PENAMBAHAN EM4 DAN STARBIO TERHADAP

KUANTITAS BIOGAS DI DESA PAKIS BARU

KECAMATAN NAWANGAN KABUPATEN PACITAN

PONGKI HARDI PUTRA

NIM. 201303037

Berdasarkan data statistik yang ada di Desa Pakis Baru jumlah populasi hewan ternak

sapi di Desa Pakis Baru yaitu berjumlah 750 ekor sapi. Menurut hasil estimasi, seekor

sapi dalam satu hari dapat menghasilkan kotoran sebanyak 10-30 Kg. Diketahui bahwa

setiap 10 Kg kotoran sapi berpotensi mengahasilkan 360 liter biogas.

Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh EM4 dan Starbio terhadap

kuantitas biogas yang dihasilkan. Pada penelitian ini peneliti menggunakan jenis

penelitian studi eksperimental dengan menggunakan uji One Way Anova, dimana

peneliti melakukan penelitian dengan perlakuan pada bahan baku kotoran sapi dan

pengencer air dengan perbandingan 1:2, dengan penambahan Microorganism EM4

dan Microorganism Starbio. Pada penelitian ini membutuhkan 6 kali replikasi

kemudian masing-masing perlakuan akan diukur hasil volume biogasnya.

Hasil dari penelitian didapatkan nilai F hitung adalah sebesar 2,425 dan nilai F tabel

adalah 2,53. Maka nilai F hitung > F tabel yang artinya Ho ditolak maka Ha diterima

atau terdapat perbedaan rata-rata pada masing-masing perlakuan penambahan EM4 dan

starbio pada pembuatan biogas dan nilai signifikan berdasarkan uji statistik adalah

sebesar 0,065 sedangkan nilai signifikasi tetapan adalah sebesar 0,05. Maka nilai

signifikansi < 0,05 yang artinya Ho ditolak maka Ha diterima. Kesimpulan dari

penelitian ini bahwa terdapat perbedaan pada rata-rata kuantitas biogas yang dihasilkan

dengan perlakuan menambahkan EM4 dan starbio pada pembuatan biogas dengan

bahan utama kotoran sapi.

Kata kunci : Pengaruh, EM4, Starbio, Biogas

xiii

xiii

ABSTRACT

EFFECT OF ADDITION OF EM4 AND STARBIO ON QUANTITY BIOGAS IN

PAKIS BARU VILLAGE

NAWANGAN SUBDISTRICT DISTRICT OF PACITAN

PONGKI HARDI PUTRA

NIM. 201303037

Based on statistical data in Desa Pakis Baru, the number of cattle population in Desa

Pakis Baru are 750 cows. According to estimation results, a cow in one day can

produce as much as 10-30 Kg of dirt. It is known that every 10 kg of cow dung has the

potential to produce 360 liters of biogas.

The purpose of this study To determine the effect of EM4 and Starbio on the quantity

of biogas produced. In this study the researcher used experimental study type using

One Way Anova test, where the researcher did research with treatment on raw material

of cow dung and water diluent with ratio 1: 2, with addition of Microorganism EM4

and Microorganism Starbio. In this research require 6 times replication then each

treatment will be measured result of biogas volume.

The result of research got the value of F arithmetic is equal to 2,425 and value of F

table is 2,53. Then the value of F arithmetic> F table which means Ho is rejected then

Ha accepted or there is average difference in each treatment addition of EM4 and

starbio on the manufacture of biogas and significant value based on statistical test is

0.065 while the significance value of the constant is 0.05. Then the significance value

<0.05 which means Ho is rejected then Ha accepted. The conclusion of this study is

that there is a difference in the average quantity of biogas produced by adding EM4

and starbio treatment on the manufacture of biogas with the main ingredients of cow

dung.

Keywords: Influence, EM4, Starbio, Biogas

xiv

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1.1 Keaslian penelitian .............................................................................. 6

Tabel 2.1 Komposisi bioaktivator EM4 ............................................................. 15

Tabel 4.1 Perbandingan penggunaan mikroorganism EM 4

dan Starbio ........................................................................................ 27

Tabel 4.2 Alat dan bahan untuk proses pembuatan biogas ................................. 28

Tabel 4.3 Definisi operasional penelitian............................................................ 33

Tabel 5.1 Biogas yang dihasilkan selama 35 hari .............................................. 41

Tabel 5.2 Hasil uji normalitas data .................................................................... 42

Tabel 5.3 Hasil uji statistik homogenitas ........................................................... 43

Tabel 5.4 Hasil rata-rata volume biogas ............................................................ 43

Tabel 5.5 Hasil uji statistik one way anova ....................................................... 44

xv

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 3.1 Kerangka teori proses pembentukan biogas .................................... 22

Gambar 3.2 Kerangka konsep penelitian ............................................................ 24

Gambar 4.1 Kerangka kerja yang digunakan dalam penelitian ......................... 26

xvi

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Form Komunikasi proposal Penelitian

Lampiran 2 Cara kerja penelitian

Lampiran 3 Tabel observasi pembuatan biogas dengan penambanhan

EM4 dan starbio

Lampiran 4 Hasil uji statistik dengan SPSS

Lampiran 5 Form persetujuan revisi skripsi

Lampiran 6 Jadwal kegiatan penelitian

Lampiran 7 Dokumentasi peneltian

xvii

xvii

DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH

KEN : Kebijakan Energi Nasional

PERPERS : Peraturan Presiden

E. Coli : Escherichia Coli

Escherichia Coli : Bakteri dari spesies bakteri gram negatif

ISPA : Infeksi Saluran Pernapasan Akut

EM4 : Efektif Mikroorganism

GRK : Gas Rumah Kaca

BBM : Bahan Bakar Minyak

PVC : Polyvinyl Chloride

PE : Poly Ethilen

POC : Pupuk Organik Cair

Ca : Kalsium

Mg : Magnesium

Fe : Besi

Al : Aluminuim

Zn : Seng

Cu : Tembaga

Mn : Mangan

Na : Natrium

B : Borium

N : Nitrogen

Ni : Nikel

K : Kalium

P : Fosfor

Cl : Khlor

C : Karbon

Ph : Power of Hidrogen

FCR : Feed Conversion Ratio oC : Derajat Celcius

CO2. : Carbon Dioksida

ml : Mililiter

ppm : Part Per Million

Kg : Kilogram

LPG : Liquefied Petroleum Gas

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Beberapa tahun terakhir ini Indonesia menghadapi berbagai permasalahan

terkait dengan ketersediaan energi. Hal ini disebabkan karena pertumbuhan

penduduk, tingkat ekonomi yang semakin meningkat, serta perkembangan

teknologi yang semakin pesat dari waktu ke waktu mengakibatkan Indonesia

membutuhkan energi yang sangat besar. Bahan bakar fosil seperti minyak bumi

dan batu bara merupakan sumber energi utama di Indonesia. Minyak bumi adalah

sumber energi yang tidak terbarukan butuh ratusan bahkan jutaan tahun untuk

mengkonversi biomasa menjadi minyak bumi. Eksploitasi energi yang berlebihan

dari sumber daya alam terutama minyak bumi selama ini menyebabkan

menipisnya kandungan minyak bumi tersebut menimbulkan kerusakan lingkungan

dan krisis energi. Krisis energi dan kerusakan lingkungan ini memerlukan

penanganan serius. Usaha untuk mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan

dan pengembangan sumber energi alternatif termasuk biaya energi terus di

upayakan dan dilakukan. Hal ini sesuai dengan PERPRES No.5 tahun 2006

tentang Kebijakan Energi Nasional (KEN). KEN bertujuan untuk mewujudkan

ketahanan energi dengan sasaran pada tahun 2025 (Batubara, 2014).

2

Bioenergi merupakan energi terbarukan yang berasal dari biomasa.

Pengembangan bioenergi ini tidak hanya dapat mengurangi ketergantungan

terhadap bahan bakar minyak yang harganya terus meningkat, tetapi juga dapat

meningkatkan keamana pasokan energi nasional. Oleh karena itu perlu untuk

diwujudkan energi alternatif yang dapat diperbaharui (renewable energy) dan

aman lingkungan (green energy) sangat dibutuhkan dan sangat penting untuk

diupayakan serta dioptimalkan pengolahan dan penggunaanya. Biogas seperti

metana dan biohidrogen merupakan energi terbarukan yang dihasilkan oleh bakteri

dalam keadaan tanpa oksigen. Umumnya bakteri yang menghasilkan biogas adalah

bakteri kotoran ternak termasuk kotoran sapi. Untuk menghasilkan biogas

dibutuhkan reaktor biogas (digester) yang merupakan suatu instalasi kedap udara

sehingga proses dekomposisi bahan organik dapat berjalan secara optimum.

Disamping itu, digester biogas dapat mengurai emisi gas metana (CH4) yang

merupakan salah satu gas yang menimbulkan efek gas rumah kaca yang

menyebabkan terjadinya fenomena pemanasan (Wahyuni 2008).

Pemanfaatan kotoran hewan ternak sebagai bahan baku biogas akan

mengatasi beberapa permasalahn yang ditimbulkan kotoran tersebut bila

dibandingkan dengan limbah hanya dibiarkan menumpuk tanpa pengolahan.

Kotoran yang menumpuk dapat mencemari lingkungan. Jika kotoran tersebut

terbawa air masuk ke dalam tanah atau sungai akan mencemari air tanah dan air

sungai. Selain itu, kotoran tersebut juga dapat membahayakan kesehatan manusia

karena mengandung racun dan bakteri-bakteri patogen seperti E. Coli. Limbah

3

yang menumpuk dapat menyebabkan polusi udara, berupa bau yang tidak sedap,

menyebabkan penyakit pernapasan (ISPA), terganggunya kebersihan lingkungan,

dan dapat menimbulkan efek rumah kaca yang ditimbulkan oleh gas metana

(Hambali dkk, 2007).

Ketersediaan bahan baku biogas yaitu kotoran hewan di Indonesia cukup

melimpah. Hewan –hewan tersebut dipelihara baik dalam jumlah besar di

peternakan maupun dipelihara secara individu dalam jumlah kecil oleh rumah

tangga. Di Jawa Timur populasi hewan ternak terutama sapi meningkat signifikan,

hal ini terbukti setelah Badan Pusat Statistik melakukan pendataan sapi dengan

jumlah 4,3 juta ekor sapi pada tahun 2015. Provinsi lain seperti Jawa Tengah,

Sulawesi Selatan dan Nusa Tenggara Barat masing-masing hanya mencatatkan 1

juta ekor sapi. Berdasarkan data statistik yang ada di Desa Pakis Baru jumlah

populasi hewan ternak sapi di Desa Pakis Baru yaitu berjumlah 750 ekor sapi.

Menurut hasil estimasi, seekor sapi dalam satu hari dapat menghasilkan kotoran

sebanyak 10-30 Kg. Diketahui bahwa setiap 10 Kg kotoran sapi berpotensi

mengahasilkan 360 liter biogas. Dengan jumlah yang demikian tinggi, dapat

dibayangkan berapa jumlah biogas yang dapat dihasilkan. Penerapan biogas juga

memberikan dampak terhadap perkembangan peternakan di Indonesia, yaitu dapat

meningkatkan jumlah petani-peternak dan secara otomatis meningkatkan populasi

ternak, menghemat devisa negara, dan mendukung perbaikan ekonomi rakyat

(Hambali dkk, 2007).

4

Melihat dari segi keuntungan biogas serta melihat dampak buruk bagi

kesehatan dan lingkungan yang diakibatkan dari kotoran sapi yang menumpuk

peneliti tertarik untuk melakukan penelitian terkait biogas. Pada lokasi penelitian

kotoran ternak terutama yang berasal dari hewan ternak sapi masih belum

dimanfaatkan untuk bahan biogas sebagian besar hanya dimanfaatkan sebagai

pupuk tanaman secara langsung. Apabila pupuk tidak dimanfaatkan sebagai

pupuk, kotoran sapi hanya dibiarkan menumpuk di sekitar kandang ternak dan

sebagian besar kandang ternak berdekatan dengan rumah pemilik ternak yang rata-

rata memiliki jarak kurang dari 10 meter. Hal ini bisa juga memiliki dampak buruk

terhadap kesehatan penghuni rumah yang berdekatan dengan kandang ternak.

Selain itu bagi masyarakat yang memiliki sumber air di sekitar kandang ternak bisa

dicemari oleh bakteri yang berasal dari kotoran ternak yang menumpuk tersebut.

Namun pada penelitian ini, peneliti tidak melakukan penelitian tentang pembuatan

biogas melainkan melakukan penelitian tentang “Pengaruh Penambahan Em4 dan

Starbio Terhadap KuantitasBiogas di Desa Pakis Baru Kecamatan Nawangan

Kabupaten Pacitan”. Alasan peneliti menggunakan Microorganism EM4 dan

Microorganism Starbio dikarenakan di dalam kedua bahan tersebut mengandung

bakteri anaerob, dinama bakteri anaerob merupakan bakteri yang membantu dalam

setiap tahapan pembuatan biogas. Selain itu pada EM4 memiliki salah satu fungsi

yaitu untuk memfermentasi bahan-bahan organik secara singkat oleh effective

microorganism sehingga diperkirakan bisa membantu proses fermentasi bahan

biogas yang bersifat organik dalam hal ini adalah kotoran sapi. Sedangkan pada

5

Starbio terdapat bakteri yang mampu mencerna protein dan lemak, hal ini diduga

dapat membantu proses pembentukan biogas.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan uraian latar belakang diatas, rumusan masalah pada penelitian

ini sebagai berikut “Bagaimana pengaruh EM4 dan Starbio terhadap kuantitas

biogas yang dihasilkan ?”.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

1.3.1 Umum

Mengetahui pengaruh EM4 dan Starbio terhadap kuantitas biogas yang

dihasilkan.

1.3.1 Khusus

1. Mengetahui pengaruh penambahan EM4 dan Starbio dengan perbandingan

sebanyak 0:0 ml.

2. Mengetahui pengaruh penambahan EM4 dan Starbio dengan perbandingan

sebanyak 0:60 ml.

3. Mengetahui pengaruh penambahan EM4 dan Starbio dengan perbandingan

sebanyak 60:0 ml.

4. Mengetahui pengaruh penambahan EM4 dan Starbio dengan perbandingan

sebanyak 30:30 ml.

6

5. Mengetahui pengaruh penambahan EM4 dan Starbio dengan perbandingan

sebanyak 20:40 ml.

6. Mengetahui pengaruh penambahan EM4 dan Starbio dengan perbandingan

sebanyak 40:20 ml.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

1.4.1 Manfaat Bagi Masyarakat

1. Dapat sebagai masukan kepada masyarakat Desa Pakis Baru, Kecamatan

Nawangan Kabupaten Pacitan.

2. Sebagai alternatif untuk masyarakat dalam mengelola kotoran sapi yang

lebih bermanfaat sebelum dijadikan pupuk.

1.4.2 Manfaat Bagi Instansi

1. Menambah informasi sebagai bahan ajaran terhadap pembuatan biogas dari

kotoran sapi.

2. Menambah mitra kerjasama dengan daerah tempat penelitian dalam upaya

menambah keterampilan dan pengetahuan manusia.

1.4.3 Manfaat Bagi Peneliti

Memberikan pemahaman dan pengetahuan bagi tenaga Kesehatan Masyarakat

mengenai pengaruh penambahan EM4 dan Starbio terhadap kuantitas biogas

yang dihasilkan.

7

1.5 KEASLIAN PENELITIAN

Tabel 1.1 Keaslian penelitian

Judul Penelitian Metode Penelitian Hasil Penelitian

Tri Ratna Ardiningtyas (2013),

Pengaruh penggunaan Effective

Microorganism 4 (EM4) dan

molase terhadap kualitas kompos

dalam pengomposan sampah

organik RSUD DR.R. Soetrasno

Rembang

True Experiment,

dengan desain posttest

only control group

design. Dengan

menggunakan uji

Wilcoxon.

Ada pengaruh

penggunaan Effective

Microorganism 4

(EM4) dan molase

terhadap kualitas

kompos.

Riswandi, Sofia Sandi dan Fitra

Yosi (2012), Kombinasi

pemberian Starbio dan EM-4

melalui pakan dan air minum

terhadap performa itik.

Rancangan acak

lengkap (RAL) yang

terdiri atas 5 perlakuan

3 ulangan.

Penambahan Starbio

dan EM-4 pada pakan

dan air minum tidak

berpengaruh nyata.

Beberapa hal yang membedakan penelitian ini dengan penelitian

sebelumnya adalah sebagai berikut :

1. Pada penelitian-penelitian sebelumnya EM4 dan Starbio banyak digunakan

pada kegiatan pengomposan sampah organik dan peternakan. Dan pada

penelitian ini digunakan pada pembuatan biogas.

2. Variabel bebas pada penelitian ini adalah EM4 dan Starbio Variabel terikat

dalam penelitian ini adalah biogas.

8

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

1.1 SEJARAH BIOGAS

Biogas atau gas bio merupakan gas yang dihasilkan oleh aktivitas

Microorganisme anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik, seperti

kotoran manusia dan hewan, limbah domestik atau rumah tangga,sampah organik

yang mudah diurai (biodegradable). Biogas merupakan bahan bakar alternatif masa

depan berupa gas yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun

untuik menghasilkan listrik termasuk untuk memenuhi kebutuhan energi rumah

tangga. Biogas dalam aplikasi Teknik pemanfaatan limbah memegang peranan yang

penting, karena biogas dengan nama kimia gas Metana (CH4) merupakan salah satu

dari kelompok Gas Rumah Kaca (GRK) yang lebih berbahaya dalam pemanasan

global bilamana dibandingkan dengan gas Karbondioksida (CO2). Hal ini

dikarenakan karbon yang menyusun biogas merupakan karbon yang diambil dari

atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan kembali ke atmosfer

tidak akan menambah jumlah karbon di atmosfer apabila dibandingkan dengan

pembakaran bahan bakar fosil (Karno dkk, 2013).

9

Sejarah biogas dimulai dari kebudayaan Mesir, China dan Romawi kuno yang

diketahui telah memanfaatkan biogas alami yang ada di alam ini yang dibakar untuk

menghasilkan panas. Namun demikian, orang pertama yang mengaitkan gas bakar

ini dengan proses pembusukan sayuran adalah Alessandro Volitera pada tahun

1776. Volitera mengamati bahan organik yang sedang melapuk menghasilkan gas

yang mudah terbakar dan ini disebut gas metana. Pada akhir abad ke-19 Jerman dan

Perancis melakukan beberapa riset unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan

limbah dari pertanian. Di Inggris dan benua eropa selama perang dunia ke 2 banyak

petani yang membuat digester (pencerna) kecil untuk menghasilkan biogas yang

digunakan untuk menggerakkan traktor (Karno dkk, 2013). Mengingat pada tahun

1950-an harga BBM fosil semakin murah dan dengan mudah diperoleh, maka

pemakaian biogas di eropa mulai ditinggalkan. Di negara China sejak tahun 1975

dicanangkan program “Biogas for every household” dan pada tahun 1992 sebanyak

5 juta rumah tangga di China telah menggunakan biogas dengan bahan baku kotoran

ternak dan manusia serta limbah pertanian. Di India pada tahun 1981 telah

dikembangkan biogas dalam program “The National Project on Biogas

Development” oleh departemen sumber energi non konvensional dan pada tahun

1999 jumlah rumah tangga yang menggunakan biogas sudah sebanyak 3 juta. Di

Indonesia biogas mulai diperkenalkan pada tahun 1970-an dan selanjutnya pada

tahun 1981 melalui proyek perkembangan biogas dengan dukungan dana dari FAO

(Food AgricuLiterur Organization) dibangun contoh instalasi biogas di beberapa

10

provinsi atau kawasan peternakan antara lain Aceh, Padang, Jambi, Lampung, Jawa

Barat dan Jawa Timur (Karno dkk, 2013).

1.2 BIOGAS DARI LIMBAH PETERNAKAN DAN PERTANIAN

Ada beberapa jenis limbah dari peternakan dan pertanian, yaitu limbah padat,

cair dan gas. Limbah padat adalah semua limbah yang berbentuk padatan atau

berada dalam fase padat. Limbah cair adalah semua limbah yang berbentuk cairan

atau berada dalam fase cair. Sementara limbah gas adalah semua limbah yang

berbentuk gas atau berada dalam fase gas. Limbah tersebut dapat diolah menjadi

energi yaitu biogas (Wahyuni 2008).

Teknologi biogas merupakan salah satu teknik tepat guna untuk mengolah

limbah, baik limbah peternakan, pertanian, limbah industri, dan rumah tangga untuk

mengahasilkan energi. Teknologi ini memanfaatkan Microorganism yang tersedia

dialam untuk merombak dan mengolah berbagai limbah organik yang ditempatkan

pada ruangan kedap udara (anaerob). Selanjutnya hasil pengolahan limbah tersebut

dengan konsep hasil akhir menjadi produk berdaya guna sebagai bahan bakar gas

(biogas) dan pupuk organik padat atau cair bermutu baik (limbah keluaran dari

digester). Dua jenis produk ini sangat membantu permasalahan bahan bakar dan

kebutuhan pupuk organik (Wahyuni 2008).

11

Berdasarkan hasil penelitian, penggunaan limbah keluaran dari digester biogas

secara rutin mampu meningkatkan produksi padi secara berkesinambungan. Hal ini

berbeda dengan pupuk kimia atau sintesis yang justru bisa menurunkan produksi

tanaman jika digunakan secara terus menerus. Keunggulan lainnya adalah pupuk

yang dihasilkan tidak menimbulkan adanya residu atau gulma di dalam lahan sawah

(Wahyuni 2008).

1.3 PROSES PEMBUATAN BIOGAS

Sebelum membuat biogas, terlebih dahulu kita harus mengetahui model

instalasi biogas sehingga tekhnik dan cara-cara pembuatan biogas itu dapat

dipraktikkan (Karno dkk, 2013). Berikut di bawah ini merupakan langkah-langkah

pembuatan biogas dari bahan Poly Ethilen (PE) :

1. Persiapan infrastruktur pembangkit.

Bahan dan peralatan yang dibutuhkan untuk membuat infrastruktur ini

semuanya dengan mudah diperoleh di toko di daerah sehingga yang awalnya

proses pembuatan biogas dianggap rumit, namun pada akhirnya menjadi

sederhana dan dapat dibuat oleh masyarakat sendiri. Selain itu bahan yang

digunakan ada yang berupa barang-barang bekas, seperti karet dan ban dalam

kendaraan bermotor sebagai tali yang dibutuhkan untuk mengikat Poly Ethilen

baik pada pembuatan digester maupun tangki biogas. Peralatan yang

dibutuhkan untuk pembangkit biogas Poly Ethilen (PE) antara lain :

12

a. Bak inlet dan outlet dari buis beton ukuran garis tengah 80 Cm dengan

tinggi 50 Cm sebanyak dua buah.

b. Pembangkit (digester) biogas dari bahan PE yang dibuat rangkap atau

lapis tiga dengan diameter dan volume disesuaikan dengan bahan baku

yang dihasilkan perhari.

c. Penampung (tangki) gas dari bahan PE yang sama seperti dengan untuk

pembangkit biogas yang dibuat rangkap dua.

d. Selang plastik untuk menyalurkan biogas dari pembangkit ke penampung

dan dari penampung ke kompor.

e. Pipa PVC, shock drat dalam dan luar 1 2⁄ Inci serta stop kran diameter 3-4

Inci.

f. Kompor gas yang dimodifikasi yaitu kompor gas biasa yang dimodifikasi

maupun membuat sendiri.

2. Inventarisasi bahan dan alat.

Inventarisasi bahan dan alat dilakukan dengan cara mencatat bahan-bahan dan

alat yang telah dibeli yang nantinya akan digunakan untuk membuat biogas dari

PE. Sehingga dapat mengetahui kelengkapan alat dan bahan.

3. Merakit pembangkit biogas dari PE.

a. Merakit pembangkit biogas PE

Plastik PE dapat diperoleh ditoko plastik. Spesifikasi plastik yang tebal

(0,08 Mm) yang dapat digunakan. Dipasaran tersedia berbagai pilihan

13

ukuran, antara lain : lebar mulai 80 Cm, 100 Cm, 120 Cm dan 150 Cm

dengan ukuran panjang yang sama yaitu 25 Meter per gulungan atau roll.

Menurut FAO akan lebih baik apabila menggunakan plastik yang memiliki

anti ultra violet (UV) seperti yang digunakan di rumah-rumah kaca

(biasanya berwarna kuning dan kehijau-hijauan). Plastik PE adalah bahan

yang cukup kuat, namun apabila terlipat dapat meninggalkan goresan dan

ketika terkena panas matahari dan air hujan bisa retak dan sobek. Dalam

pembuatan instalasi digester ini menggunakan plastik rangkap 3-4 untuk

kekuatan digester. Pembangkit atau digester merupakan tempat terjadinya

proses pencernaan bahan organik (seperti kotoran sapi) oleh bakteri-bakteri

anaerob yang menghasilkan gas CH4 (metana).

b. Pembangkit biogas dilengkapi pipa inlet dan outlet yang dipasang di kran.

4. Memasang pembangkit.

Volume pembangkit atau digestrer disesuaikan dengan kotoran sapi yang

dihasilkan perhari sehingga diharapkan tidak ada kotoran sapi yang tidak

tertampung dalam pembangkit. Sebagai gambaran bahwa setiap ekor sapi

menghasilkan 10 Kg per hari, sedang proses fermentasi anaerob dalam

pembangkit berlangsung selama 20-21 hari, dengan penyediaan 25% dari

volume digester untuk menampung gas, maka dapat dihitung volume gas yang

dibutuhkan untuk pembangkit.

14

5. Pembuatan bak inlet.

Bak inlet (yang terbuat dari buis beton) sekaligus berfungsi sebagai bak

pencampur (mixer) antar kotoran sapi dan air dengan perbandingan 1 (kotoran

sapi) : 2 (air). Pada bagian ujung pipa penyalur ke digester dilengkapi dengan

saringan terpasang dan stop kran sebelum masuk ke pembangkit PE.

6. Pembuatan bak outlet.

Bak untuk outlet dibuat dari buis beton dengan bentuk dan ukuran yang sama

dengan untuk inlet dan dipasang stop kran. Fungsi bak ini un tuk menampung

limbah digester yang sekaligus sebagai pupuk organik cair (POC) yang

langsung dapat dimanfaatkan untuk pupuk sekaligus menyiram tanaman. Bak

ini dilengkapi dengan stop kran, yang berfungsi mengatur keluarnya limbah

digester. Volume limbah digester yang keluar sama dengan volume yang masuk

dalam digester setiap hari. Stop kran ini baru dikeluarkan pada hari ke 21 dan

seterusnya.

7. Membuat penampung biogas.

Pada langkah ini kegiatan yang dilakukan adalah merakit penampung biogas

dari bahan PE. Penampung biogas yang telah terpasang diletakkan pada lokasi

yang strategis dan aman.

15

8. Membuat saluran biogas.

Saluran gas yang berasal dari digester yang nantinya menuju bak penampung

terbuat dari selang plastik. Saluran biogas yang berasal dari PVC yang

merupakan penghubung antara digester dengan penampung gas harus

dilengkapi dengan stop kran dan botol penjebak air.

9. Merakit botol penjebak uap air.

Botol penjebak uap air ini berfungsi untuk mencegah dan menahan uap air yang

dihasilkan dari pembangkit agar tidak lansung masuk kedalam plastik

penampung gas. Hal ini dilakukan karena apabila uap air tersebut apabila

sampai (hasil ikutan proses fermentasi) masuk ke plastik penampung gas

berakibat yaitu api yang ada dikompor meletup-letup karena uap air ikut

terbakar yang berdampak pada pemakai biogas menjadi takut akan terjadi

letupan-letupan kecil yang terjadi selama pemanfaatan biogas untuk memasak.

10. Instalasi saluran biogas ke kompor.

Pada langkah ini yang dilakukan adalah menyambungkan selang dari

penampung gas dengan selang yang akan menuju ke kompor. Kompor bisa

dibuat dengan cara memodifikasi kompor bekas yang mungkin masih bisa

digunakan. Namun juga harus memperhitungkan segi keamanannya.

11. Menyalurkan saluran biogas ke kompor.

Setelah selang salurang biogas sudah terpasang pada kompor maka harus

dilakukan pengecekan terlebih dahulu, sebelum nantinya siap untuk digunakan.

16

1.4 PENGERTIAN EM4 DAN STARBIO

1.4.1 Pengertian EM 4

Effective mincroorganism 4 (EM4) merupakan Microorganisme (bakteri)

pengurai yang dapat membantu dalam pembusukan sampah organik. Effective

mincroorganism 4 (EM4) berisi sekitar 80 genus Microorganisme fermentasi,

di antaranya bakteri fotosintetik, Lactobacillus sp., Streptomyces sp.,

Actinomycetes., dan ragi. EM4 Digunakan untuk pengomposan modern. EM4

diaplikasikan sebagai inokulan untuk meningkatkan keragaman dan populasi

Microorganisme di dalam tanah dan tanaman yang selanjutnya dapat

meningkatkan kesehatan, pertumbuhan, kualitas dan kuantitas produksi

tanaman. Kompos yang dihasilkan dengan cara ini ramah lingkungan berbeda

dengan kompos anorganik yang berasal dari zat kimia. Kompos ini

mengandung zat-zat yang tidak dimiliki oleh pupuk anorganik yang baik bagi

tanaman (Maman dalam Tri R., 2013). Berikut tabel komposisi bioaktivator

EM4 :

Tabel 2.1 Komposisi bioaktivator EM4 No Jenis Mikroba dan Unsur hara Nilai

1 Lactobacillus 8,7 x 105

2 Bakteri pelarut fosfat 7,5 x 106

3 Ragi/Yeast 8,5 x 106

4 Actinomycetes +

5 Bakteri fotosintetik +

6 Ca (ppm) 1,675

7 Mg (ppm) 597

8 Fe (ppm) 5,54

9 Al (ppm) 0,1

10 Zn (ppm) 1,90

11 Cu (ppm) 0,01

12 Mn (ppm) 3,29

17

13 Na (ppm) 363

14 B (ppm) 20

15 N (ppm) 0,07

16 Ni (ppm) 0,92

17 K (ppm) 7,675

18 P (ppm) 3,22

19 Cl (ppm) 414,35

20 C (ppm) 27,05

21 Ph 3,9

Effective Microorganism 4 (EM4) adalah suatu larutan kultur (biakan) dari

Microorganisme yang hidup secara alami di tanah yang subur serta bermanfaat

untuk peningkatan produksi (Maman dalam Tri R., 2013). EM4 mempunyai

sifat-sifat sebagai berikut :

a) Effective Microorganism 4 (EM4) adalah suatu cairan berwarna coklat

dengan bau yang enak. Apabila baunya busuk atau tidak enak, berarti

Microorganisme tersebut telah mati dan harus dicampur dengan air untuk

menghentikan tumbuhnya gulma (rumput liar).

b) Effective Microorganism 4 (EM4) harus disimpan ditempat teduh dalam

wadah yang ditutup rapat.

c) Bahan-bahan organik dapat difermentasikan dalam waktu yang singkat

oleh effective Microorganism 4 (EM4).

d) Makanan-makanan untuk effective Microorganism 4 (EM4) termasuk

bahan organik molase, rabuk hijau, kotoran hewan, dan bekatul.

e) Effective Microorganism 4 (EM4) mampu bekerja secara efisien tanpa

bahan kimia.

18

Effective Microorganism 4 (EM4) dapat ditambahkan dalam

pengomposan sampah organik karena dapat mempercepat proses

pengomposan. Effective Microorganism 4 (EM4) diaplikasikan sebagai

inokulan untuk meningkatkan keragaman dan populasi Microorganisme di

dalam tanah dan tanaman. Selain itu, effective Microorganism 4 (EM4) dapat

digunakan untuk mempercepat dekomposisi sampah organik juga dapat

meningkatkan pertumbuhan serta dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas

produksi tanaman (Maman dalam Tri R,. 2013).

1.4.2 Pengertian Mikroorgnisme Starbio

Probiotik Starbio merupakan bibit Microorganisme yang diambil dari

lambung sapi yang kemudian diproses dengan pencampuran tanah, akar rumput

dan daun-daunan atau ranting-ranting daun-daunan yang dibusukkan. Di di

dalam pencampuran tersebut mengandung mikroba khusus yang mempunyai

fungsi berbeda-beda, contohnya Cellulomonas Clostridium thermocellulosa

sebagai pencerna lemak, Agaricus dan coprius (pencerna lignin), serta

Klebssiella dan Azozpirillum trasiliensis sebagai pencerna protein. Probiotik

Starbio adalah kumpulan bakteri atau koloni dari bakteri alami yang terdiri dari

sebagai berikut :

1. Mikroba proteolitik : 6x109 satuan pembentukan koloni/gram bahan, jenis

yang biasa diformulasikan yaitu Nitrosomonas, Nitobacter, Nitrosococcus,

Nitrosolobus.

19

2. Mikroba lignolitik : 6x109 suatu pembentuk koloni/gram bahan, jenis yang

biasa diformulasikan yaitu Clavaria dendroidea, Clitocybe alexandri,

Hypolima fasciculurae.

3. Mikroba nitrogenifikasi non simbiotik : 4x108 satuan pembentukan

koloni/garam, jenis yang diformulasikan yaitu Azotobacter Spp,

Beyerinkya, Colostodium pasteurianum, Nostoc Spp, Anabaena Spp,

Tolypothrix Spp, Spirillum lipoferum.

4. Mikroba selulolitik : 8x108 sattuan pembentuk koloni/gram bahan. Koloni

yang diformulasikan yaitu Trichoderma polysporeum, Tricoderma viridae,

Cellulomonas acidula, Bacillus sellulase disolven.

5. Mikroba lipolitik : 5x108 satuan pembentuk koloni/gram bahan. Jenis yang

biasa diformulasikan yaitu Spirillum liporerum.

1.4.2.1 Cara kerja Mikroorgnisme Starbio

Probiotik Starbio adalah probiotik yang bersifat anaerob (tanpa udara) yang

dapat menghasilkan enzim yang berguna untuk memecah karbohidrat seperti

(selulosa, hemiselulosa, lignin) dan protein serta lemak. Secara umum setiap

dus Microorganism Starbio mengandung miliaran mikroba pengurai

(menguntungkan) yang khusus diformulasikan untuk menguraikan tinja, ternak,

minyak, dan sisa makanan dari limbah organik lain menjadi partikel yang tidak

berbahaya dan mudah diserap oleh tanah. Untuk hasil terbaik bisa dicampurkan

dengan air secukupnya lalu biarkan selama 12-24 jam sebelum digunakan maka

mikroba akan langsung bekerja untuk mencari makanan dan berkembang biak,

20

di dalam bahan bakteri yang ada pada Starbio akan memakan tinja atau kotoran

serta bakteri yang merugikan lainnya. Formula akan mulai aktif setelah 12-24

jam digunakan pada bahan. Kondisi mikroba pengurai yang terkandung dalam

Starbio adalah mikroba dalam keadaan tidur sehingga tidak memerlukan

makanan, sehingga paling aman serta lebih lama dalam penyimpanan.

Kegunaan Starbio dalam ransum atau pakan ternak yaitu meningkatkan

daya cerna, lebih mudah menyerap nutrisi dan tentunya efisiensi penggunaan

ransum, probiotik ini juga mampu menghilangkan bau kotoran ternak.

Kegunaan utama dari Starbio antara lain :

a) Menurunkan biaya pakan

Mikroba yang terkandung dalam Starbio akan membantu pencernaan

dalam tubuh ternak, membantu penyerapan pakan lebih banyak jadi

pertumbuhan ternak lebih cepat dan produksi biasa lebih meningkat. Jadi

FCR (Feed Conversion Ratio) akan menurunkan sehingga biaya pakan

lebih murah.

b) Mengurangi bau kotoran ternak

Pakan ternak yang dicampur dengan Starbio akan meningkatkan

penyerapaan dalam pencernaan sehinhha kotoran ternak lebih sedikit

kering dan kandungan amoniak dalam kotoran ternak akan menurun

sampai 50% sehingga akhirnya daya tahan tubuh ternak akan meningkat

dalam kondisi ternak akan lebih segar karena kontaminasi lalat yang lebih

21

sedikit. Kondisi peternak dan lingkungannya akan lebih nyaman tidak

terganggu denga kotoran ternak.

c) Menghasilkan enzim

Peternak yang menggunakan probiotik Starbio pada ternak ternyata

menguntungkan karna bisa menghasilkan bermacam enzim yang bisa

membantu pencernaan (Lembah Hijau Mulfifarm, 2015).

22

BAB 3

KERANGKA TEORI

2.1 Kerangka Teori

Gambar 3.1 Kerangka teori proses pembentukan biogas

Subtrat polimer

Protein Karbohidrat Lemak

Asam amino

Gula

Asam lemak

Asam organik

Alkohol

Asam asetat Hidrogen CO2

Metana

Hidrolisis

Pembentukan

asam

Pembentukan

Asam asetat

Pembentukan

metana Bakteri

Pembentuk

metana

Acetogenic

bacteri

Fermentative

bacteria

Fermentative

bacteria

Sumber : Wittmajer, Et al ., 2005 dalam Hambali dkk Teknologi Bioenergi

tahun 2008

23

Pembentuk asam antara lain pseudomonas, escherichia, flavobacterium, dan

alcaligenes. Bakteri-bakteri tersebut akan mendegradasi bahan-bahn organik menjadi

asam-asam lemah. Selanjutnya, asam-asam tersebut didegradasi seperti

Methanobacterium, Methanosarcina, dan Methanococcus. Penguraian bahan-bahan

organik menjadi biogas melalui tiga proses utama, yaitu hidrolisis,asidifikasi, dan

metanisasi atau fermentasi. Pada tahap hidrolisis terjadi penguraian senyawa rantai

panjang (seperti lemak, protein, dan karbohidrat) menjadi senyawa-senyawa yang lebih

sederhana. Dalam tahap asidifikasi terjadi proses pembentukan asam-asam organik dan

pertumbuhan atau perkembangan sel bakteri, sedangkan pada tahap metanisasi terjadi

perkembangan sel Microorganisme yang menghasilkan gas metana sebagai komponen

utama biogas.

Secara umum kondisi operasi yang perlu diperhatikan dalam memproduksi biogas

adalah temperatur, ph, pengadukan, dan bahan-bahan penghambat. Perkembangbiakan

bakteri sangat dipengaruhi oleh temperatur. Pencernaan anaerobik dapat berlangsung

pada kisaran suhu 5oC sampai 55oC. Adapun temperatur optimun untuk menghasilkan

biogas adalah 35oC. Pengadukan berfungsi untuk memecah lapisan kerak di permukaan

cairan dalam sistem yang menggunakan bahan baku yang sukar dicerna (misalnya

jerami yang mengandung senyawa lignin). Lapisan kerak tersebut perlu dipecah agar

mengurangi hambatan terhadap laju biogas yang dihasilkan. Bahan penghambat adalah

bahan-bahan yang dapat menghambat pertumbuhan Microorganisme, sehingga

berpengaruh terhadap jumlah biogas yang dihasilkan. Bahan penghambat ini seperti

logam berat (tembaga, cadmium, dan kromium), disinfektan, detergen dan antibiotik.

24

Karena itu, dalam proses pembuatan biogas tersebut perlu diperhatikan air yang

digunakan sebagai pelarut atau pencampur. Pembuatan biogas dengan cara pertama

(penghancuran dalam digester) memberikan beberapa keuntungan sebagai berikut.

a. Dapat menghasilkan metana yang bisa digunakan sebagai bahan bakar.

b. Sampah berupa slurry yang kaya nutrisi dan cocok digunakan sebagai pupuk.

c. Selama proses penghancuran, bakteri-bakteri patogen dalam kotoran, seperti E.

Coli, terbunuh sehingga dapat menyehatkan lingkungan.

Pemrosesan kotoran-kotoran hewan dan sampah menjadi biogas dapat mengurangi

produksi gas metan. Gas ini merupakan penyumbang terbesar pada efek rumah kaca,

bahkan lebih besar dibandingkan dengan CO2.

Berdasarkan alur pada proses pembentukan biogas menurut Wittmajer dkk (2005)

diatas dapat digunakan sebagai acuan dalam pembuatan kerangka konsep penelitian,

dimana kerangka konsep penelitian tersebut yang akan digunakan sebagai acuan untuk

meneliti masing-masing variabel. Pada kerangka teori dijelaskan bahwa terdapat tiga

tahapan pembuatan biogas yaitu hidrolisis, asidifikasi dan metanisasi dimana setiap

tahapan memerlukan bakteri fermentasi khususnya pada tahap asidifikasi dan

metanisasi. Pada kedua tahap tersebut terjadi pertumbuhan dan perkembangan bakteri

penghasil gas metan dimana bakteri sebagian besar adalah bakteri anaerob. Dan karena

sebagian besar bakteri yang ada dalam proses pembuatan biogas adalah bakteri

anaerob, maka hal ini yang menimbulkan keterkaitan untuk melakukan penambahan

EM4 dan Starbio pada proses pembuatan biogas. EM4 memiliki salah satu fungsi yaitu

untuk memfermentasi bahan-bahan organik secara singkat oleh effective

25

microorganism sehingga bisa membantu proses fermentasi bahan biogas yang bersifat

organik dalam hal ini adalah kotoran sapi. Sedangkan pada Starbio terdapat bakteri

yang mampu mencerna protein dan lemak, hal ini diduga dapat membantu proses

pembentukan biogas. Sehingga dapat dijabarkan seperti pada kerangka konsep sepeti

pada sub bab selanjutnya.

26

2.2 Kerangka Konsep

Gambar 3.2 Kerangka konsep penelitian

Keterangan :

Berdasarkan kerangka konsep diatas cara kerja pada penelitian ini adalah dengan

cara memberikan perlakuan pada bahan biogas yaitu kotoran sapi. Kotoran sapi akan

diberikan perlakuan dengan cara menambahkan Microorganism EM4 dan

Microorganism Starbio. Hal tersebut dilalukan untuk mengetahui Microorganism

manakah yang membantu menghasilkan kuantitas biogas paling banyak. Sebelum

melakukan percobaan langkah pertama yang harus dilakukan adalah menyortir kotoran

sapi dari sisa rumput yang ada dikotoran sapi, karena kotoran sapi yang bercampur

dengan rumput akan menghambat pertumbuhan Microorganism, sehingga berpengaruh

Variabel Bebas

- EM4

- Starbio

Variabel Terikat

Kuantitas biogas

27

terhadap jumlah biogas yang dihasilkan. Namun peneliti tidak meneliti sisa rumput

yang ada dikotoran sapi.

Hipotesis :

Hi : Adanya pengaruh pemberian Microorganism EM4 dan Microorganism Starbio

terhadap kuantitas biogas .

28

BAB 4

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 DESAIN PENELITIAN

Desain penelitian merupakan suatu perencanaan, pola dan strategi

penelitian sehingga dapat menjawab pertanyaan penelitian atau masalah. Pada

penelitian ini peneliti menggunakan jenis penelitian studi eksperimental dengan

menggunakan uji One Way Anova, dimana peneliti melakukan penelitian dengan

perlakuan pada bahan baku kotoran sapi dan pengencer air dengan perbandingan

1:2, dengan penambahan Microorganism EM4 dan Microorganism Starbio. Pada

penelitian ini membutuhkan 6 kali replikasi kemudian masing-masing perlakuan

akan diukur hasil volume biogasnya.

4.2 KERANGKA KERJA PENELITIAN

Gambar 4.1 Kerangka kerja yang digunakan dalam penelitian

TAHAP PRA PENELITIAN

TAHAP PENELITIAN

TAHAP PASCA KEGIATAN

PENELITIAN

29

Berdasarkan alur diatas dapat dijelaskan bahwa pelaksanaan penelitian dilakukan

dengan langkah sebagai berikut :

A. Tahap pra penelitian

Kegiatan pada tahap pra penelitian meliputi :

1. Pengadaan instrumen penelitian.

Pada tahap ini menyiapkan bahan Microorganisme EM4 dan

Microorganism Starbio. Pada tahap ini juga dilakukan penyusunan

perbandingan Microorganism EM4 dan Microorganisme Starbio yang

akan digunakan saat perlakuan penelitian. Rincian perbandingan

membuat bioinokulan bakteri fermentor dengan bahan baku EM 4 dan

Starbio, dengan perbandingan sebagai berikut :

Tabel 4.1 Perbandingan penggunaan Microorganism EM 4 dan Starbio Sampel Em4

(ml)

Starbio

(ml)

1 0 0

2 0 60

3 60 0

4 30 30

5 20 40

6 40 20

Berdasarkan tabel 4.1 diatas menunjukkan perbandingan

penggunaan EM4 dan Starbio dalam pembuatan biogas. Penambahan

EM4 dan Starbio dilakukan dengan perbandingan antara 0:0 ml, 0:60

ml, 60:0 ml, 30:30 ml, 20:40 ml, 40:20 ml.

30

2. Melakukan karakterisasi kotoran sapi.

Kegiatan yang dilakukan pada tahap ini yaitu pemisahan sisa rumput

yang ada di kotoran sapi. Hal ini dilakukan karena sisa rumput pada

kotoran sapi dapat mempengaruhi kinerja Microorganisme yang akan

digunakan pada proses pembuatan biogas.

3. Penyusunan alat kerja penelitian.

Tabel 4.2 Alat dan bahan untuk proses pembuatan biogas No Alat Jumlah No Bahan Jumlah

1 Pipa PVC 3 dim 2 buah 1 Kotoran sapi 36 Kg

2 Pipa PVC ½ dim 2 buah 2 Air 72 Liter

3 Ember plastik 1 buah 3 EM 4 350 Ml

4 Cup pipa 12 buah 4 Starbio 350 Ml

5 Pipe fitting 6 buah

6 Kran 6 buah

7 Pipa asesoris 12 buah

8 Gelas ukur 1 buah

9 Plastik 6 buah

B. Tahap penelitian

1. Kotoran sapi 1,5 Kg dan air 3 Liter diaduk merata hingga homogen dan

masukan dalam pipa PVC. Media ini kita membuat sejumlah 6 buah

sampel.

2. Memasukan bioinokulan bakteri fermentor sebanyak sekali perlakuan

dengan pemakaian formula sebanyak 2% dengan rincian perlakuan

sebagai berikut :

a) Tidak memasukan bioinokulan bakteri fermentor formula 1

perbandingan EM4 dan Starbio adalah 0:0 ke dalam larutan kotoran

31

sapi 1,5 Kg dan air 3 Liter diaduk merata hingga homogin dalam

pipa PVC. Replikasi yang dilakukan sebanyak 1 kali pada satu

perlakuan.

b) Memasukan bioinokulan bakteri fermentor formula 2

perbandingan EM4 dan Starbio adalah 0:60 ke dalam larutan

kotoran sapi 1,5 Kg dan air 3 Liter diaduk merata hingga homogin

dalam pipa PVC. Replikasi yang dilakukan sebanyak 1 kali pada

satu perlakuan.

c) Memasukan bioinokulan bakteri fermentor formula 3 perbandingan

EM4 dan Starbio adalah 60:0 ke dalam larutan kotoran sapi 1,5 Kg

dan air 3 Liter diaduk merata hingga homogin dalam pipa PVC.

Replikasi yang dilakukan sebanyak 1 kali pada satu perlakuan.

d) Memasukan bioinokulan bakteri fermentor formula 4 perbandingan

EM4 dan Starbio adalah 30:30 ke dalam larutan kotoran sapi 1,5 Kg

dan air 3 Liter diaduk merata hingga homogin dalam pipa PVC.

Replikasi yang dilakukan sebanyak 1 kali pada satu perlakuan.

e) Memasukan bioinokulan bakteri fermentor formula 5 perbandingan

EM4 dan Starbio adalah 20:40 ke dalam larutan kotoran sapi 1,5 Kg

dan air 3 Liter diaduk merata hingga homogin dalam pipa PVC.

Replikasi yang dilakukan sebanyak 1 kali pada satu perlakuan.

f) Memasukan bioinokulan bakteri fermentor formula 6 perbandingan

EM4 dan Starbio adalah 40:20 ke dalam larutan kotoran sapi 1,5 Kg

32

dan air 3 Liter diaduk merata hingga homogin dalam pipa PVC.

Replikasi yang dilakukan sebanyak 1 kali pada satu perlakuan.

Dari 6 perlakuan tersebut di atas dilakukan pengamatan dengan parameter

sebagai berikut :

a) Lama Waktu Pembentukan Biogas

Lama waktu pembentukan biogas dapat diketahui setelah volume

biogas mulai terlihat dan dicatat berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk

proses pembentukan biogas. Pengamatan dilakukan setiap 7 hari untuk

mengetahui pertambahan volume biogas yang terbentuk.

b) Volume Biogas yang dihasilkan

Volume biogas yang yang dihasilkan proses fermentasi akan diamati dan

diukur. Pengukuran dilakukan dengan cara volume gas yang terbentuk tiap

harinya akan diukur dengan menghitung volume gas yang ditampung pada

plastik PE, setelah itu plastik PE tersebut dimasukkan ke dalam bak

penuh air. Jumlah air yang keluar dari bak tersebut diukur volumenya

dengan asumsi bahwa volume air yang keluar sama dengan volume gas

yang ada pada balon udara tersebut. Setelah diperoleh data volume maka

dalam satu hari volume biogas dapat dihitung dengan perhitungan

sebagai berikut :

hari

mlPlastikdibiogasvolbiogasVol

)(....

33

Hasil tersebut dicatat, apabila sudah menunjukkan tidak adanya

penambahan volume biogas berarti proses pembentukan biogas telah

selesai.

c) Uji Nyala Api

Uji nyala dilakukan untuk membuktikan biogas yang dihasilkan

mengandung gas metane. Semakin banyak gas tersebut semakin

mudah menyala. Warna api yang ditimbulkan biru seperti gas LPG.

Pengujian nyala api biogas menggunakan botol yang akan

dimodifikasi untuk uji api biogas.

C. Tahap pasca penelitian

a. Pengumpulan data

Pengumpulan data pada tahap pasca penelitian ini maksudnya adalah

semua data baik catatan harian dan data hasil rekapitulasi ataupun data

primer dikumpulkan menjadi satu berdasarkan kategori masing-masing.

b. Analisis data

Pada tahap analisis data kegiatan yang dilakukan adalah melakukan

Dikarenakan skala variabel yang diuji adalah skala rasio, maka dilakukan

uji prametrik. Uji parametrik yang digunakan adalah uji One Way Anova.

c. Membuat kesimpulan berdasarkan hasil analisis dalam bentuk

pembahasan mendalam.

34

4.3 VARIABEL PENELITIAN DAN DEFINISI OPERASIONAL

4.3.1 Variabel Penelitian

Pada suatu penelitian penetapan variabel dilakukan berdasarkan kerangka

konsep yang telah dibangun berdasarkan tinjauan pustaka. Berdasarkan

fungsinya variabel dikelompokan menjadi variabel dependent, variabel

independent, variabel perancu dan variabel non terkendali. Variabel dependent

(variabel bebas) merupakan variabel yang berupa outcome atau hasil ataupun

penyakit. Variabel independent (variabel terikat) merupakan variabel yang

menunjukkan suatu faktor resiko atau paparan. Sedangkan variabel perancu

(confounding variabel) merupakan suatu variabel penganggu, variabel ini dapat

dihilangkan antara lain dengan melakukan randomisasi terhadap sampel

penelitian dan melakukan standarisasi dalam pengukuran dan penilaian hasil

penelitian (Chandra, 2008).

Pada penelitian ini variabel bebas terdiri dari Effective Microorganism 4

(EM4) dan Microorganism Starbio. Untuk variabel terikatnya merupakan

biogas. Sedangkan variabel perancunya adalah sisa rumput dan makanan yang

belum tercerna dengan sempurna yang masih ada di kotoran sapi.

35

4.3.2 Definisi Operasional

Tabel 4.3 Definisi operasional penelitian No Variabel Definisi

operasional

Alat ukur Skala

1. Variabel

bebas

Penggunaan

EM4 dan

Starbio

Larutan EM4 dan

Starbio digunakan

secara bersamaan

Gelas ukur Ordinal

2 Variabel

terikat

Kuantitas

biogas

Jumlah gas yang

dihasilkan

Plastik dan gelas

ukur

Rasio

4.4 INSTRUMEN PENELITIAN

Alat ukur yang digunakan pada penelitian ini adalah gelas ukur, air dan

plastik.

4.5 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

4.5.1 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Desa Pakis Baru Kecamatan Nawangan Kabupaten

Pacitan.

4.5.2 Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan mulai bulan Maret sampai dengan bulan Agustus 2017.

36

4.6 PROSEDUR PENGUMPULAN DATA

4.6.1 Pengumpulan Data Primer

Data primer merupakan data yang dikumpulkan secara langsung oleh peneliti

terhadap sasaran (Budiarto, 2001). Pada penelitian ini data primer yang

digunakan adalah data hasil pelaksanaan eksperimental.

4.6.2 Pengumpulan Data Sekunder

Data sekunder yaitu data yang diperoleh dari orang lain atau tempat lain dan

bukan oleh peneliti sendiri (Budiarto, 2001). Pada penelitian ini data sekunder

yang digunakan adalah data-data pendukung yang berasal dari tempat penelitian

ataupun referensi.

4.7 TEKNIK ANALISIS

Analisis data menjelaskan tentang bagaimana seorang peneliti mengubah

data hasil penelitian menjadi informasi yang nantinya dapat dijadikan cara

untuk mengambil kesimpulan penelitian. Secara rinci analisis data merupakan

proses mengorganisasikan dan mengurutkan data kedalam pola,kategori dan

satuan uraian dasar sehingga dapat ditemukan tema dan dirumuskan hipotesis

kerja seperti yang disarankan oleh data (Budiarto, 2001). Pada penelitian ini

analisis data yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Analisis univariat

Analisis univariat dilakukan pada setiap variabel dari hasil penelitian.

Analisis ini menghasilkan distribusi dan persentase dari setiap variabel

37

yaitu variabel penggunaan Effective mincroorganism 4 (EM4) dan

Microorganisme Starbio.

2. Analisis bivariat

Analisis ini dilakukan pada variabel yang kemungkinan memiliki

hubungan yaitu variabel penggunaan Effective mincroorganism 4 (EM4)

dan Microorganisme Starbio pada biogas. Dikarenakan skala variabel yang

diuji adalah skala rasio, maka dilakukan uji prametrik. Uji parametrik yang

digunakan adalah uji One Way Anova.

38

BAB 5

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 HASIL PENELITIAN

5.1.1 Gambaran Umum Desa Pakis Baru

Desa Pakis Baru merupakan sebuah desa yang terletak di sebelah utara

Kecamatan Nawangan Kabupaten Pacitan. Desa Pakis Baru memiliki luas

1.151,47 Ha/meter2, yang terdiri dari wilayah pemukiman, persawahan,

perkebunan, pemakaman, pekarangan, tanaman, perkantoran dan wilayah

prasarana umum. Dengan batas wilayah sebelah utara berbatasan dengan Desa

Brenggolo Kecamatan Jatiroto Kabupaten Wonogiri, sebelah selatan berbatasan

dengan Desa Jetis Lor Kecamatan Nawangan, sebelah timur berbatasan dengan

Desa Ngromo Kecamatan Nawangan dan sebelah barat berbatasan dengan Desa

Penggung Kecamatan Nawangan. Desa pakis baru terdiri dari 4 dusun yaitu

Dusun Tempel, Menur, Krajan dan Katosan. Jarak Desa Pakis Baru dengan

Kecamatan kurang lebih 15 Kilometer, sedangakan jarak Desa Pakis Baru

dengan Ibukota Kabupaten kurang lebih 50 kilometer (Desa Pakis Baru, 2015).

Jumlah penduduk Desa Pakis Baru pada tahun 2015 berjumlah 5.506

orang, dengan jumlah penduduk laki-laki 2.806 orang dan jumlah penduduk

perempuan 2.700 orang, secara umum jumlah KK sebanyak 1.717 KK. Tingkat

pendidikan masyarakat Desa Pakis baru dimulai dari pendidikan Taman Kanak-

Kanak, SD sederajat, SMP sederajat, SMA sederajat, D-1 sederajat, D-2

39

sederajat, D-3 sederajat, S-1 sederajat dan S-2 sederajat. Masyarakat Desa

Pakis Baru mayoritas menganut agama Islam dengan jumlah sebesar 5.503 orang

dan penganut agama Kristen sebanyak 3 orang yang terdiri dari etnis Sunda dan

Jawa. Desa Pakis Baru juga memiliki potensi pada bidang peternakan. jenis

hewan ternak yang terdapat di Desa Pakis Baru antara lain adalah hewan sapi,

ayam kampung, jenis ayam broiler, bebek, kambing, domba dan angsa. Untuk

masing-masing populas hewan ternak berjumlah 750 ekor sapi, 3.250 ekor ayam

kampung, 1.000 ekor ayam broiler, 500 ekor bebek, 2.560 ekor kambing, 145

ekor domba dan 19 ekor angsa. Namun dengan jumlah populasi sedemikian

banyak petani sebagian besar belum memanfaatkan limbah yang dihasilkan oleh

hewan ternak. Sebagai contoh kotoran hewan sapi yang belum dimanfaatkan

secara maksimal. Sebagian hanya dimanfaat sebagai pupuk dan selebihnya hanya

dibiarkan menumpuk di dalam kandang ternak (Desa Pakis Baru, 2015).

40

5.1.2 Hasil Pembuatan Biogas

Pembuatan biogas dilakukan dengan waktu tunggu selama 35 hari. Selama

35 hari dilakukan observasi serta pencatatan mengenai jumlah biogas dengan

rentang kurun waktu selama 7 hari dengan pengulangan 5 kali penghitungan.

Selama penghitungan 5 kali dengan masing-masing sebanyak 7 hari maka jumlah

hari yang digunakan untuk eksperimen pembuatan biogas dengan menggunakan

EM4 dan Starbio adalah selama 35 hari. Hal ini dilakukan untuk melihat jumlah

maksimal volume biogas yang dihasilkan. Pada kurun waktu 1-35 hari ternyata

antara kotoran sapi dengan zat EM4 dan Starbio masih tetap bereaksi untuk

menghasilkan biogas. Untuk mengetahui volume biogas yang dihasilkan perlu

dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus :

hari

mlPlastikdibiogasvolbiogasVol

)(....

Perhitungan volume biogas dilakukan dengan rentang waktu 7 hari. Setiap

hasil reaksi yang berupa biogas dilakukan perhitungan sehingga dapat diketahui

volume biogas yang sesungguhnya.

41

Berikut adalah hasil pengukuran yang didapat dari kegiatan eksperimen

serta hasil berdasarkan perhitungan rumus yang ada :

Tabel 5.1 Biogas yang dihasilkan selama 35 hari (30 juni-3 Agustus)

No. Hari (35 hari) EM4

(ml)

Starbio

(ml)

Hasil Pengukuran

Biogas (ml)

Volume Biogas

yang dihasilkan

(ml)

1 1-7 hari

0 0 1.400 200

0 60 1.150 164,3

60 0 1.125 160,71

30 30 2.375 339,3

20 40 625 89,3

40 20 1.600 228,6

2 8-14 hari

0 0 2.800 200

0 60 2.296 164

60 0 2.254 161

30 30 4.746 339

20 40 1.246 89

40 20 3.206 229

3 15-21 hari

0 0 4.225 201,2

0 60 3.469 165,2

60 0 3.406 162,2

30 30 7.225 344,04

20 40 1.900 90,5

40 20 4.834 230,2

4 22-28 hari

0 0 2.450 87,5

0 60 1.946 92,7

60 0 1.904 90,7

30 30 4.396 123,1

20 40 896 32

40 20 2.856 102

5 29-35 hari

0 0 1.050 30

0 60 800 22,86

60 0 775 22,14

30 30 2.025 57,9

20 40 275 7.9

40 20 1.250 35,8

Berdasarkan tabel 5.1 diatas dapat disimpulkan bahwa jumlah volume

biogas tertinggi dihasilkan pada 15-21 hari. Sedangkan volume biogas mulai

menurun atau menghasilkan volume biogas terendah adalah pada 29-35 hari.

42

5.1.3 Hasil Uji Statistik

5.1.3.1 Uji normalitas data

Uji normalitas pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui jenis

distribusi data apakah berdistribusi normal atau tidak. Berikut hasil uji statistik

untuk uji normalitas data :

Tabel 5.2 Hasil uji normalitas data

No. Perlakuan

Nilai statistik Nilai Signifikansi EM4 (ml) Starbio (ml)

1 0 0 0,359 0,034

2 0 60 0,348 0,048

3 60 0 0,345 0,052

4 30 30 0,361 0,032

5 20 40 0,359 0,034

6 40 20 0,356 0,037

Berdasarkan tabel 5.2 di atas menunjukkan bahwa nilai signifikansi dari

keseluruhan perlakuan adalah sebesar 0,237. Nilai signifikansi hasil uji lebih

besar daripada nilai signifikansi yang ditetapkan sebesar 0,05. Sehingga jenis

data yang diperoleh berdistribusi normal. Sehingga pengambilan keputusan

untuk elakukan uji ANOVA dapat dilakukan.

43

5.1.3.1 Uji homogenitas

Uji homogenitas bertujuan untuk mengetahui variasi pada setiap

perlakuan saat penambahan EM4 dan Starbio. Berikut tabel hasil uji

homogenitas :

Tabel 5.3 Hasil uji statistik homogenitas

Nilai statistik

Nilai derajat

kebebasan 1 Nilai derajat kebebasan 2

Nilai

signifikan

6,247 5 24 0,001

Berdasarkan tabel 5.3 untuk mengetahui homogenitas adalah

membandingkan nilai signifikansi htung dengan signifkansi 0,05. Maka nilai

singnifikansi htung sebesar 0,001 < 0,05 maka H0 ditolak dan Ha diterima atau

variasi data hasl eksperimen adalah memiliki jenis variasi data yang sama,

maka asumsi uji ANOVA bisa diterima.

5.1.3.2 Hasil rata-rata volume biogas

Berdasarkan hasil uji statistik dapat dijabarkan mengenai rata-rata

hasil kuantitas biogas yang dihasilkan adalah sebaga berikut :

Tabel 5.4 Hasil rata-rata volume biogas

No Perlakuan yang diberikan Hasil rata-rata kuantitas

biogas EM4 (ml) Starbio (ml)

1 0 0 143.60

2 0 60 121.40

3 60 0 119.00

4 30 30 240.40

5 20 40 61.58

6 40 20 164.80

Berasarkan tabel 5.4 dapat ditarik kesimpulan bahwa rata-rata nilai

tertinggi adalah sebanyak 240,40 yaitu pada perlakuan penambahan EM4

sebesar 30 ml dan Starbio sebesar 30 ml. Sedangkan rata-rata volume biogas

44

terkecil adalah sebesar 61,58 pada perlakuan penambahan EM4 20 ml dan

Starbio sebesar 40 ml.

5.1.3.2 Uji one way anova

Pada penelitian ini untuk mengambil keputusan apakah terdapat

perbedaan yang berpengaruh atau tidak maka harus dilakukan uji statistik

untuk uji one way anova. Berikut hasil uji statistik untuk uj one way anova :

Tabel 5.5 Hasil uji statistik one way anova Nilai F Nilai signifikansi

2,425 0,065

Berdasarkan tabel 5.5 di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa nilai F

hitung sebesar 2,425. Sedangkan nilai F tabel sebesar 2,53 sehingga nilai F

hitung > F tabel. Sedangkan nilai signfikan sebesar 0,065 yang bernilai lebih

kecil dari pada taraf sinifikansi yang ditetapkan.sehingg memiliki arti bahwa

terdapat perbedaan rata-rata pada setiap perlakuan penambahan EM4 dan

Starbio terhadap kuantitas biogas yang dihasilkan.

45

5.2 PEMBAHASAN

Setelah dikategorikan sebanyak 6 perlakuan kemudian dilakukan observasi

dan pencatatan dengan rentang waktu 7 hari selama 35 hari. Saat semua data

sudah terkumpul kemudian dilakukan pengolahan data baik secara manual

ataupun dengan perhitungan statistik dengan menggunakan Statistik. Untuk

menarik kesimpulan pada uji statistik one way anova adalah dengan

membandingkan nilai F htung dengan F tabel dan nilai signifikasi hasil uji statstik

juga dibandingkan dengan nilai singnifikasi tetapan yaitu sebesar 0,05. Apabila

nilai F hitung > F tabel maka Ho ditolak maka Ha diterima yang artinya terdapat

suatu perbedaan. Sedangkan apabila nilai F hitung < F tabel maka Ho diterima

maka Ha ditolak yang artinya tidak terdapat suatu perbedaan. Untuk nilai

signifikansi > 0,05 maka Ho ditolak dan sebaliknya. Perbandingan hasil uji

statistik dengan membandingkan nila F hitung dan F tabel serta nilai signifikasi

dapat dilihat pada tabel 5.5 dengan penjabaran sebagai berikut :

1. Berdasarkan hasil uji statistik didapatkan nilai F hitung adalah sebesar 2,425

dan nilai F tabel adalah 2,53. Nilai F tabel dicari dengan menggunakan tabel

dengan membandingkan antara N1 dan N2. N1 menunjukkan jumlah

kelompok sedangkan N2 adalah jumlah keseluruhan dalam masing-masing

kelompok. Maka nilai F hitung > F tabel yang artinya Ho ditolak maka Ha

diterima atau terdapat perbedaan rata-rata pada masing-masing perlakuan

penambahan EM4 dan Starbio pada pembuatan biogas.

46

2. Sedangkan nilai signifikan berdasarkan uji statistik adalah sebesar 0,065

sedangkan nilai signifikasi tetapan adalah sebesar 0,05. Maka nilai

signifikansi < 0,05 yang artinya Ho ditolak maka Ha diterima.

Sehingga berdasarkan penjelasan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa

pada kegiatan eksperimen mengenai penambahan EM4 dan Starbio pada

pembuatan biogas yang dilakukan dengan uji statistik one way anova dapat

disimpulkan bahwa terdapat perbedaan pada rata-rata kuantitas biogas yang

dihasilkan dengan perlakuan menambahkan EM4 dan Starbio pada pembuatan

biogas dengan bahan utama kotoran sapi. Jika dilihat dari hasil rata-rata

kuantitas biogas yang dihasilkan pada tabel 5.4 terdapat perbedaan pada rata-

rata volume biogas yang dihasilkan yaitu pada perlakuan penambahan EM4

sebesar 30 ml dan Starbio sebesar 30 ml. Jika dilihat secara rinci volume biogas

yang dihasilkan setiap minggunya memiliki jumlah yng relatif besar. Hal ini

diakibatkan karena perbandingan penambahan EM4 dan strabio yang sama

besar.

Bakteri yang terkandung di dalam EM4 ataupun Starbio memiliki reaksi

yang berbeda terhadap bahan utama biogas yaitu kotoran sapi. Namun hal ini

juga dipengaruhi oleh temperatur, ph, pengadukan, dan bahan-bahan

penghambat. Seperti pengaruh cuaca pada tempat penelitian yang tidak

menentu juga berpengaruh terhadapat temperatur ruangan tempat penyimpanan

alat pembuatan biogas. Selain itu proses pencernaan pada hewan yang belum

47

sempurna juga berpengaruh terhadap kotoran sapi yang dihasilkan, sebagai

contoh masih banyak terdapat sisa rumput pada kotoran sapi serta proses

pemisahan yang kurang sempurna oleh penelit bisa mengakibatkan penurunan

kualitas biogas. Berdasarkan hasil observasi penulis perkembangan volume

biogas cepat terjadi pada perlakuan 30 ml EM4 dan 30 ml Starbio. Sedangkan

untuk melihat zat yang paling efektif untuk untuk meningkatkan reaksi dalam

proses pembuatas biogas jika dilihat dari rata-rata adalah EM4 namun kedua

zat ini tidak menunjukkan pengaruh yang terlalu singnifikasn, hanya memiliki

selisih dalam jumlah sedikit hal ini dapat dilihat pada tabel rata-rata dimana

perbandingan EM4 dan Starbio pada perbandingan 0:60 menghaslkan volume

sebesar 121,40, sedangkan pada perbandingan 60:40 sebesar 199 (Hambali,

2005).

Berdasarkan hasil observasi dan analisa yang menjelaskan bahwa setiap

perlakuan yang dilakukan memiliki pengaruh yang berbeda-beda terhadap

kuantitas biogas yang dihasilkan. Hal ini menandakan bahwa EM4 dan Starbio

memiliki peranan penting dalam membantu pembuatan biogas dengan kotoran

sapi. Walaupun jenis bakteri yang terdapat pada kedua zat yang ditambahkan

pada proses pembuatan biogas berbeda dengan jenis bakteri yang membantu

proses pembuatan biogas secara alami namun di dalam EM4 dan Starbio

terdapat bakteri yang memiliki sifat dan peranan yang sama (Hambali, 2005).

48

Mengenai peranan bakteri yang terdapat pada EM4 dan Starbio bisa

dijelaskan dan ditarik suatu hubungan dengan proses pembentukan biogas yang

terdapat pada kerangka teori, yaitu terdapat tiga tahapan pembuatan biogas

yaitu hidrolisis, asidifikasi dan metanisasi dimana setiap tahapan memerlukan

bakteri fermentasi khususnya pada tahap asidifikasi dan metanisasi. Pada kedua

tahap tersebut terjadi pertumbuhan dan perkembangan bakteri penghasil gas

metan dimana bakteri sebagian besar adalah bakteri anaerob. Dan karena

sebagian besar bakteri yang ada dalam proses pembuatan biogas adalah bakteri

anaerob, maka hal ini yang menimbulkan keterkaitan untuk melakukan

penambahan EM4 dan Starbio pada proses pembuatan biogas. EM4 memiliki

salah satu fungsi yaitu untuk memfermentasi bahan-bahan organik secara

singkat oleh effective microorganism sehingga bisa membantu proses

fermentasi bahan biogas yang bersifat organik dalam hal ini adalah kotoran

sapi. Sedangkan pada Starbio terdapat bakteri yang mampu mencerna protein

dan lemak, hal ini dapat membantu proses pembentukan biogas (Hambali,

2005).

Sehingga berdasarkan penelitian eksperimen dapat ditarik kesimpulan

bahwa terdapat pengaruh pada jumlah kuantitas biogas yang dihasilkan jika

ditaambahkan dengan EM4 maupun Starbio. Hal ini membuktikan hipotesis

yang disusun oleh peneliti. Seperti pada penelitian yang serupa yang

menyatakan bahwa EM4 yang ditambahkan pada saat pembuatan kompos yang

berbahan dasar sampah dapat mempengaruhi kualitas kompos yang dihasilkan.

49

Pada pembuatan kompos juga diperlukan bakteri anaerob (Ardiningtyas, 2013).

Hal ini memperkuat pendapat bahwa sebagian besar bakteri yang ada dalam

proses pembuatan biogas adalah bakteri anaerob, yang mana fungsi dari bakteri

anaerob yang membantu pada proses pembuatan biogas dimiliki oleh bakteri

yang terdapat pada EM4 yang berfungsi untuk memfermentasi bahan-bahan

organik secara singkat oleh effective microorganism sehingga bisa membantu

proses fermentasi bahan biogas yang bersifat organik dalam hal ini adalah

kotoran sapi. Sedangkan pada Starbio terdapat bakteri yang mampu mencerna

protein dan lemak, hal ini dapat membantu proses pembentukan biogas.

50

50

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

1.1 KESIMPULAN

1. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh

atau perbedaan pada penambahan EM4 dan Starbio pada pembuatan biogas

di Desa Pakis Baru Kecamatan Nawangan Kabupaten Pacitan. Zat yang

paling efektif untuk meningkatkan reaksi pada pembentukan biogas adalah

Starbio, namun pada perlakuan dengan perbandingan EM4 dan Starbio

sebesar 30:30 ml jumlah volume biogas yang dihasilkan memliki rata-rata

yang cukup tinggi.

2. Rata-rata kuantitas biogas yang dihasilkan pada perbandingan EM4 dan

Starbio 0:0 ml adalah sebesar 143,60 ml, perbandingan 0:60 ml sebesar

121,40 ml, perbandingan 60:0 ml sebesar 119 ml, perbandingan 30:30

sebesar 240,40 ml, perbandingan 20:40 sebesar 61,58 dan pada

perbandingan EM4 dan Starbio 40:20 ml sebesar 164,80. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa kuantitas biogas yang dihasilkan paling sedikit adalah

pada perbandingan EM4 dan Starbio sebesar 20:40 ml dan peningkatan

jumlah kuantitas biogas terbesar adalah pada penambahan EM4 dan Starbio

sebesar 30:30 ml. Maka pengaruh penambahan EM4 dan Starbio dengan

perbandingan sama menghasilkan kuantitas biogas yang yang meningkat

51

3. sebanyak ±50% dibandingkan tanpa penambahan EM4 ataupun Starbio

(0:0 ml).

1.2 SARAN

1. Kepada masyarakat Desa Pakis Baru Kecamatan Nawangan Kabupaten

Pacitan bisa memiliki motivasi untuk mengembangkan inovasi dalam

bidang peternakan, sehingga hasil ataupun limbah yang berasal dari

peternakan bisa dimanfaatkan secara optimal, sebagai contoh adalah

berinovasi untuk membuat biogas yang berasal dari kotoran sapi secara

bergotong royong.

2. Kepada instansi pendidikan untuk bisa membantu meningkatkan

pengetahuan masyarakat Desa Pakis Baru Kecamatan Nawangan

Kabupaten Pacitan mengenai pengelolaan limbah yang berasal dari ternak

secara optimal.

3. Setelah melakukan penelitian ini peneliti berharap kepada pemerintah Desa

Pakis Baru Kecamatan Nawangan Kabupaten Pacitan untuk bisa

memperhatikan peluang mengenai pemberdayaan sumberdaya alam berupa

biogas yang bisa berasal dar kotoran ternak. Melihat potensi peternakan

yang cukup banyak dalam satu lingkup desa peneliti tertarik untuk

menyampaikan saran mengenai pemberdayaan masyarakat dalam hal

pemanfaatan kotoran ternak sebagai bahan biogas. Karena biogas yang

dihasilkan bisa membantu kebutuhan masyarakat

50

DAFTAR PUSTAKA

Ardiningtyas, Tri R. 2013. PENGARUH PENGGUNAAN EM4 DAN MOLASE

TERHADAP KUALITAS KOMPOS DALAM PENGOMPOSAN SAMPAH

ORGANIK RSUD DR.R. SOETRASNO REMBANG.

Batubara, Marwan. 2014. SETUMPUK MASALAH ENERGI YANG TERJADI DI

INDONESIA.Tersedia: https://bisnis.liputan6.com/read/2065578/setumpuk-

masalah-energi-yang-terjadi-di-indonesia. Diakses pada : 25 Maret 2017.

Chandra, Budiman. 2008. METODOLOGI PENELITIAN KESEHATAN. Jakarta:

Penerbit BUKU kedokteran EGC.

Hambali., dkk. 2007. TEKNOLOGI BIOENERGI. Jakarta: PT Agro Media Pustaka.

Karno dkk. 2013. PANDUAN PRAKTIS MEMBUAT BIOGAS. Surabaya: Politeknik

Kesehatan Kemenkes Surabaya.

Lembah Hijau Multifarm. 2015. MENGENAL PRODUK STARBIO. Tersedia dalam

:http://www.peternakankita.com/probiotik-Starbio-untuk-fermentasi-pakan/.

Diakses pada 29 April 2017

Pemerintah Kabupaten Pacitan Badan Pemberdayaan Masyarakat dan Pemerintah Desa.

(2005). DAFTAR ISIAN DATA PROFIL DESA/KELURAHAN TAHUN 2015

POTENSI DAN PERKEMBANGAN DESA PAKIS BARU KECAMATAN

NAWANGAN KABUPATEN PACITAN.

Riswandi, dkk. 2012. KOMBINASI PEMBERIAN STARBIO DAN EM4 MELALUI

PAKAN DAN AIR MINUM TERDAPAT PEFORMA ITIK.

Suparman, Maman. 1994. EM4 MICROORGANISMA YANG EFEKTIF. Sukabumi:

KTNA Tersedia dalam Ardiningtyas, Tri Ratna. 2013. PEBGARUH

PENGGUNAA

EFFECTIVE MICROORGANISM 4 (EM4) DAN MOLASE TERHADAP KUALITAS

KOMPOS DALAM PENGOMPOSAN SAMPAH ORGANIK. Semarang: UNNES.

Wahyuni, Sri. 2008. BIOGAS. Jakarta: Penebar Swadaya.

50

LAMPIRAN

51

52

HASIL UJI STATISTIK DENGAN SPSS

Tests of Normality

Jumlah EM4 dan starbio

yang ditambahkan

Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk

Statistic df Sig. Statistic Df Sig.

Volume biogas yang dihasilkan EM4(0):Starbio(0) .359 5 .034 .771 5 .046

EM4(0):Starbio(60) .348 5 .048 .777 5 .051

EM4(60):Starbio(0) .345 5 .052 .781 5 .056

EM4(30):Starbio(30) .361 5 .032 .760 5 .037

EM4(20):Starbio(40) .359 5 .034 .769 5 .045

EM4(40):Starbio(20) .356 5 .037 .775 5 .049

a. Lilliefors Significance Correction

53

Descriptives

Volume biogas yang dihasilkan

N Mean Std. Deviation Std. Error

95% Confidence Interval for Mean

Minimum Maximum Lower Bound Upper Bound

EM4(0):Starbio(0) 5 143.60 80.258 35.892 43.95 243.25 30 201

EM4(0):Starbio(60) 5 121.40 63.787 28.526 42.20 200.60 22 165

EM4(60):Starbio(0) 5 119.00 62.338 27.878 41.60 196.40 22 162

EM4(30):Starbio(30) 5 240.40 139.280 62.288 67.46 413.34 57 344

EM4(20):Starbio(40) 5 61.58 38.948 17.418 13.22 109.94 8 90

EM4(40):Starbio(20) 5 164.80 91.048 40.718 51.75 277.85 35 230

Total 30 141.80 95.147 17.371 106.27 177.33 8 344

Test of Homogeneity of Variances

Volume biogas yang dihasilkan

Levene Statistic df1 df2 Sig.

6.247 5 24 .001

54

ANOVA

Volume biogas yang dihasilkan

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 88127.242 5 17625.448 2.425 .065

Within Groups 174406.328 24 7266.930

Total 262533.570 29

55

LEMBAR PERSETUJUAN PERBAIKAN PROPOSAL SKRIPSI

PROGRAM STUDI S1 KESEHATAN MASYARAKAT

STIKES BHAKTI HUSADA MULIA MADIUN

NAMA : PONGKI HARDI PUTRA

NIM : 201303037

JUDUL : PENGARUH PENAMBAHAN EM4 DAN STARBIO TERHADAP KUANTITAS BIOGAS

DI DESA PAKIS BARU KECAMATAN NAWANGAN KABUPATEN PACITAN

NO BAB/SUB BAB HAL YANG DIREVISI PENGUJI

1

Bab 1

Bab 5

Bab 6

Tujuan penelitian

Sumber referensi belum dicantumkan

Perbaikan tabel hasil uji statistik

Pembahasan

Kesimpulan dan saran

Ketua Dewan Penguji

Zaenal Abidin, S.KM.,M.kes

(epid)

2

Lembar pengesahan

Abstrak

Bab 5

Urutan dewan penguji

Penyusunan abstrak disesuaikan dengan

konsep IMRAD

Sumber referensi belum dicantumkan

Penguji 1

56

Bab 6

Perbaikan tabel hasil uji statistik

Pembahasan disajikan secara langsung

Kesimpulan dan saran

Riska Ratnawati, S.KM.,Mkes

3

Bab 5 Perbaiki sistematika Penguji 2

A.Agus Widodo, S.KM.,M.kes

Madiun, 16 Agustus

2017

Kaprodi S1 Kesehatan

Masyarat

Avicena Sakufa,

S.KM., M.Kes

NIS. 20150114

57

JADWAL KEGIATAN PENELITIAN

PENGARUH PENAMBAHAN EM4 DAN STARBIO TERRHADAP KUANTITAS BIOGAS DI DESA PAKIS

BARU KECAMATAN NAWANGAN KABUPATEN PACITAN

NO JENIS KEGIATAN

BULAN

JANU

A-RI

FEBR

U-ARI

MARE

T APRIL MEI JUNI JULI

AGU-

STUS

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1. Penyusunan proposal skripsi

2. Seminar proposl skripsi

3. Revisi proposal skripsi

4. Pengumpulan psoposal skripsi

5. Penelitian di Ds. Pakis Baru Kec.

Nawangan Kab Pacitan

6. Penyusunan skripsi

7. Seminar skripsi

8. Pengumpulan hasil skripsi

58

CARA KERJA

1. Alat dan bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan biogas adalah pipa PVC ukuran 3 dim, pipa PVC ukuran ½ dim,

ember, kran, pipa fitting, cup pipa, kran, pipa asesoris, gelas ukur, plastik, air, mikroorganism EM 4 dan Starbio.

2. Potong pipa PVC ukuran 3 dim dengan panjang 4 meter dengan ukuran perpotong menjadi 50 Cm.

3. Memberi lubang pada cup pipa dengan ukuran ½ dim. Karena lubang tersebut akan digunakan untuk menjadi instalasi

keluarnya biogas.

4. Setelah memberi lubang pada cup pipa, langkah selanjutnya adalah memasang cup pipa tersebut ke pipa 3 dim yang

telah dipotong dengan ukuran 50 Cm. Cara memasang cup pipa pada pipa 3 dim harus diberi lem karena agar tidak

adanya kebocoran.

5. Setelah selesai kemudian langkah selanjutnya adalah memasang pipa fitting, pipa ½ dim yang sudah di potong, pipa

asesoris, kran yang dirangkai menjadi satu instalasi keluarnya biogas.

6. Campurkan kotoran sapi dan air dengan perbandingan 1:2. Setelah dicampurkan kita masukkan mikroorganism sesuai

takaran. Setelah semua telah tercampur maka masukkan kotoran sapi yang sudah dicampur air dan mikroorganism

tersebut kedalam alat yang sudah dirangkai tadi. Lalu diamati selama 35 hari.

59

7.

Tabel observasi pembuatan biogas dengan penambahan EM4 dan starbio

No. Hari (35 hari) EM4

(ml)

Starbio

(ml)

Hasil Pengukuran

Biogas (ml)

Volume Biogas

yang dihasilkan

(ml)

1 1-7 hari

0 0 1.400 200

0 60 1.150 164,3

60 0 1.125 160,71

30 30 2.375 339,3

20 40 625 89,3

40 20 1.600 228,6

2 8-14 hari

0 0 2.800 200

0 60 2.296 164

60 0 2.254 161

30 30 4.746 339

20 40 1.246 89

40 20 3.206 229

3 15-21 hari

0 0 4.225 201,2

0 60 3.469 165,2

60 0 3.406 162,2

30 30 7.225 344,04

20 40 1.900 90,5

40 20 4.834 230,2

4 22-28 hari

0 0 2.450 87,5

0 60 1.946 92,7

60 0 1.904 90,7

30 30 4.396 123,1

60

20 40 896 32

40 20 2.856 102

5 29-35 hari

0 0 1.050 30

0 60 800 22,86

60 0 775 22,14

30 30 2.025 57,9

20 40 275 7.9

40 20 1.250 35,8

DOKUMENTASI

61

Gambar 1 Bak penampung yang digunakan untuk tempat bahan biogas

62

Gambar 2 Kran outlet untuk keluarnya gas dan air

63

Gambar 3 Saluran yang berfungsi sebagai pemisah antara air dan gas

64

65

Kotoran ternak sapi

66

Penimbangan kotoran sapi

67

Pencampuran air, pengadukan serta pemisahan kototan sapi dengan sisa rumput

68

69

Pengukuran kotoran sapi dengan satuan liter

70

71

Microorganism EM 4

72

73

Pencampuran EM 4 dengan kotoran sapi

74

75

Proses memasukkan kotoran sapi ke digester

76

77

Microorganism Starbio

78

79

Proses pencampuran Starbio dengan kototan sapi

80

81

Kotoran sapi yang sudah di beri starbio

82

83

Proses pemasukan kotoran sapi yang telah dicampur dengan starbio ke dalam digester

84

Proses pengaretan plastik ke pipa pvc

85

86

Pemasangan plastik ke pipa pvc untuk wadah biogas

Digester biogas

87

Pengambilan biogas

88

89

Pengambilan biogas yang ada di plastik

Pengukuran a di plastik dengan cara melihat banyaknya air dalam gelas ukur

90

Uji nyala api