Pemodelan dan Estimasi Carbon, Energy, dan Nutrient Footprint dari Anaerobic Co-Digestion Limbah Makanan dan Kotoran Ternak Sapi

Irsahdulrizal, Mohamad and Sri Suhartini,, STP, M.Env.Mgt, PhD and Dr. Ir. Nur Hidayat,, MP. (2022) Pemodelan dan Estimasi Carbon, Energy, dan Nutrient Footprint dari Anaerobic Co-Digestion Limbah Makanan dan Kotoran Ternak Sapi. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Energi merupakan kebutuhan primer dunia yang didominasi oleh energi fosil. Akan tetapi energi fosil bersifat tidak terbarukan sehingga ketersediaannya semakin menipis. Maka diperlukan adanya strategi untuk menurunkan penggunaan energi fosil dan solusinya adalah menciptakan energi baru terbarukan (EBT). Salah satu EBT yang dapat diproduksi di Indonesia adalah bioenergi berbasis biomassa yang dapat dimanfaatkan menjadi biogas, bioetanol, dan biodiesel. Desa Tawangsari, Kecamatan Pujon, Kabupaten Malang merupakan daerah yang memiliki potensi biomassa yaitu biomassa limbah makanan dengan kisaran produksi 2.515 kg/hari dan kotoran ternak sapi 28.950 kg/hari. Kedua biomassa tersebut menjadi bahan dalam produksi biogas pada anaerobic digestion (AD). Mikroba anaerobik memiliki peranan dalam memproduksi biogas dari biomassa, kandungan biogas terdiri dari 60-70% CH4, 30-40% CO2 dan gas lainnya. Proses produksi dengan AD menghasilkan energi, emisi, dan nutrisi mineral, sehingga dibutuhkan kajian pemodelan terhadap AD. Pemodelan AD ini dapat menghasilkan hasil analisis dari energy balance, emission saving, dan nutrient savings. Hasil analisis tersebut dapat menjadi bahan pertimbangan Desa Tawangsari untuk penerapan AD dan dapat mengetahui potensi limbah makanan dan kotoran ternak sapi. Ketiga nilai di atas dapat dianalisis menggunakan software Anaerobic Digestion Assessment Tools (ADAT). Hasil analisis didapatkan potensi energy balance dengan organic loading rate (OLR) 3, 4 dan 5 kg/m3/hari untuk skenario AD+CHP dn AD+BU masing-masing berkisar 737,2 – 998,4 dan 757,7 – 1.025,3 GJ/tahun. Selain itu didapatkan nilai emissions savings untuk skenario AD+CHP dan AD+BU masing-masing berkisar 288,7 – 293,0 dan 50,2 – 54,3 ton CO2eq/tahun. Potensi nutrisi yang dihasilkan dari digestate skenario AD berkisar 23,53 – 131,93% (N), 17,39 – 97,51% (P), dan 84,21 – 472,28% (K). Hasil analisis terbaik adalah model skenario AD+BU OLR 5 kg/m3 /hari dengan digester berbahan steel dan sistem simple. Digestate dapat dimanfaatkan menjadi biofertilizer sebagai pengganti pupuk kimia. Hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa anaerobic co-digestion dari limbah makanan dan kotoran ternak sapi dapat menghasilkan biogas yang dapat dimanfaatkan sebagai EBT dan menurunkan emisi karbon serta penggunaan pupuk kimia.

English Abstract

Energy is the primary need of the world which is dominated by fossil energy. However, fossil energy is non-renewable so its availability is running low. So a strategy is needed to reduce the use of fossil energy and the solution is to create new renewable energy (NRE). One of the renewable energy sources that can be produced in Indonesia is biomass-based bioenergy which can be used as biogas, bioethanol, and biodiesel. Tawangsari Village, Pujon District, Malang Regency is an area that has biomass potential, namely food waste biomass with a production range of 2,515 kg/day and cattle manure 28,950 kg/day. The two biomasses are used as materials for biogas production in anaerobic digestion (AD). Anaerobic microbes have a role in producing biogas from biomass, the biogas content consists of 60-70% CH4, 30-40% CO2 and other gases. The production process with AD produces energy, emissions, and mineral nutrients, so a modeling study of AD is needed. AD modeling can produce analysis results from energy balance, emission savings, and nutrition savings. The results of the analysis can be taken into consideration by Tawangsari Village for the application of AD and can determine the potential for food waste and cow dung. The third value can be analyzed using Anaerobic Digestion Assessment Tools (ADAT) software. The results of the potential energy balance analysis with organic loading rates (OLR) of 3, 4 and 5 kg/m3/day for the AD+CHP and AD+BU scenarios ranged from 737.2 to 998.4 and 757.7 to 1,025.3 GJ unit/year. In addition, the emission savings values for the AD+CHP and AD+BU scenarios ranged from 288.7 – 293.0 and 50.2 – 54.3 tons CO2eq/year. The potential generated from the digest of the AD scenario ranges from 23.53 – 131.93% (N), 17.39 – 97.51% (P), and 84.21 – 472.28% (K). The best analysis result is the AD+BU OLR 5 kg/m3/day scenario model with a steel digester and a simple system. Digestate can be used as biological fertilizer as a substitute for chemical fertilizers. These results can be said that the anaerobic co-digestion of food waste and cow dung can produce biogas that can be used as NRE and reduce carbon emissions and the use of chemical fertilizers.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0522100398
Uncontrolled Keywords:	Biogas, anaerobic digestion, carbon, energy, dan nutrient footprint,Biogas, anaerobic digestion, carbon, energy, and nutritient footprint.
Subjects:	300 Social sciences > 338 Production > 338.1 Agriculture > 338.16 Production efficiency
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Teknologi Industri Pertanian
Depositing User:	soegeng sugeng
Date Deposited:	31 Jan 2023 06:42
Last Modified:	12 Feb 2024 06:32
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/197176

Text (DALAM MASA EMBARGO) Mohamad Irsahdulrizal.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (13MB)

Actions (login required)

View Item