biogas dari kotoran sapi - student blog · 2014-03-22 · waktu tinggal dalam pencerna (digester)...

BIOGAS DARI KOTORAN SAPI

Bambang Susilo

Retno Damayanti

ENERGI ALTERNATIF TERBARUKAN

PENDAHULUAN

PERMASALAHAN

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI BIOGAS

Energi

Lingkungan Hidup

Pembangunan Pertanian

Berkelanjutan

Dapat mengurangi pencemaran udara,

tanah, air dan biologis

Untuk pupuk : kompos dan pupuk cair

B I O G A S

Campuran gas yang dihasilkan oleh bakteri metagonik yang

terjadi pada material-material yang dapat terurai secara

alami dalam kondisi anaerobik

Komponen

BIOGAS

Gas metana (CH4) = 50 - 70 persen

Gas CO2 = 20 – 40 persen

Hidrogen (H2) = 5 – 10 persen

Hidrogen (H2) = 5 – 10 persen

Gas-gas lain dalam jumlaj sedikit

(N2, O2, H2 dan H2S)

KARAKTERISTIK GAS METANA (CH4)

Biogas memiliki berat 20% lebih ringan

dibandingkan udara

Memiliki suhu pembakaran antara 650 – 750 C

Biogas tidak berbau dan berwarna dan apanila

dibakar akan menghasilkan nyala api biru cerah

seperti gas LPG

Nilai kalor gas metana 20 MJ/m3 dengan efisiensi

pembakaran 60% pada konvensional kompor biogas

MANFAAT BIOGAS

SKALA KECIL

Dijadikan bahan bakar LPG pengganti minyak tanah

SKALA BESAR

Sebagai pembangkit listrik yang ramah lingkungan

dan terbarukan

Sisa kotoran ternak dapat digunakan sebagai

pupuk organik pada tanaman/budidaya

pertanian

POTENSI BIOGAS

SUMBER

BIOGAS

Kotoran ternak

Limbah

Sampah

KOTORAN TERNAK

Sapi

Kerbau

Babi

Kuda

Ayam

Gajah

1 ekor ternak sapi dapat

dihasilkan 2 m3 biogas/hari

POTENSI GAS

Tipe Kotoran Hewan Produksi Gas per Kg Kotoran

(m3)

Sapi (sapi dan kerbau)

Babi

Peternakan ayam

Manusia

0.023 − 0.040

0.040 − 0.059

0.065 − 0.116

0.020 − 0.028

KESETARAAN BIOGAS DENGAN

SUMBER ENERGI LAIN

APLIKASI 1 m3 BIOGAS

Memasak selama 3 jam

Menyalakan listrik 80 Watt (6 jam)

Menjalankan motor (1 hp) selama 2 jam

Menggerakkan truk 3 ton — 2,8 km

Membangkitkan listrik 1,25 kW

POTENSI PENGEMBANGAN BIOGAS DI INDONESIA

Jenis EBT Kapasitas 2005 2025

Panas Bumi 27 GW 807 MW 9500 MW

Tenaga Air 75.67 GW 4200 MW

PLTMH 500 MW 84 MW 500 MW (On Grid)

330 MW (Off Grid)

Energi surya 4.8 kwH/m2/Hr 8 MW 80 MW

Biomassa/Biogas 49.81 GW 302 MW 810 MW

Energi Angin 3-6 m/detik 0,5 MW 250 MW (On Grid)

5 MW (Off Grid)

Biodiesel 5% Total konsumsi Solar

(4,7 Juta KL)

Gasohol 5% Total Konsumsi bensin

Bio Oil 2,5% Total Konsumsi

Minyak Bakar dan IDO

Kurangnya technical expertise

Tidak berfungsinya digester (bocor, kesalahan konstruksi, dll)

Disain tidak user friendly

Memerlukan penanganan secara manual (pengumpanan/

pengeluaran material dari digester)

Biaya pembuatan masih mahal

Perlu disain APPROPRIATE : Teknik,

ekonomi, sosial, lingkungan

HAMBATAN PENGEMBANGAN INSTALASI BIOGAS

FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH

FAKTOR UTAMA

C/N rasio

20 - 30

Kandungan bahan kering

5 – 10 %

Aktivitas organisme

NILAI pH

Nilai pH dari campuran input dalam pencerna 7.0 – 7.2

SUHU

Suhu dalam digester/reaktor dipertahankan 32C - 36C

FAKTOR PENUNJANG

PENGADUKAN

Dilakukan apabila bahan organik dalam digester mengering

TIDAK MENGANDUNG BAHAN BERACUN

Zat yang dapat meracuni bakteri methanogenik : detergen,

insektisida, herbisida dan lain-lain

Selulosa

Glukosa

Asam Lemakdan Alkohol

Metan + CO2

(C6H10O5)n + nH2O n(C6H12O6)

selulosa glukosa1. Hidrolisis

2. Pengasaman

3. Metanogenik

(C6H12O6)n + nH2O CH3CHOHCOOH

glukosa asam laktat

CH3CH2CH2COOH + CO2 + H2

asam butirat

CH3CH2OH + CO2

etanol

4H2 + CO2 2H2O + CH4

CH3CH2OH + CO2 CH3COOH + CH4

CH3COOH + CO2 CO2 + CH4

CH3CH2CH2COOH + 2H2 + CO2 CH3COOH + CH4

Faktor yg berpengaruh:

pH

Temperature

Laju Pengisian

Waktu tinggal dalam

digester

Toxicity

TAHAP PEMBENTUKAN BIOGAS

NILAI pH

Nilai pH dari campuran input dalam pencerna 7.0 – 7.2

SUHU

Suhu dalam digester/reaktor dipertahankan 32C - 36C

LAJU PENGUMPANAN

Pada umumnya, 6 kg kotoran sapi per m3 volume pencerna

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENCERNA

WAKTU TINGGAL DALAM PENCERNA (DIGESTER)

Waktu tinggal juga tergantung pada suhu, dan diatas 35C

atau suhu lebih tinggi, waktu tinggal semakin singkat

TOXICITY

NH4 pada konsentrasi 50 hingga 200 mg/l merangsang

pertumbuhan mikroba, namun bila konsentrasinya diatas

1500 mg/l akan mengakibatkan keracunan

SLURY

Setelah ekstraksi biogas (energi), slurry keluar dari ruang

pencerna sebagai produk samping dari sistem pencernaan

secara aerobik

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENCERNA

TINGKATAN RACUN DARI BEBERAPA ZAT PENGHAMBAT

PERTIMBANGAN DESAIN

EKONOMI

SEDERHANA

PENGGUNAAN BAHAN LOKAL

KEAWETAN (DURABILITY)

SESUAI DENGAN TIPE INPUT

FREKUENSI PENGGUNAAN INPUT DAN

OUTPUT

TIPE BIOREAKTOR

Bio-reaktor tipe floating dome (India)

Fixed Dome (Chinese) Digester

Bio-reactor tipe aliran kontinyu

TIPE FIXED DOME (CHINA TYPE)

WHY ?

umur dapat mencapai 20-tahun ekonomis 25

terbuat dari bahan-bahan lokal

konstruksi berupa dome sehingga mampu menahan beban

baik dalam maupun di atas permukaan tanah

konstruksi terdapat dibawah permukaan tanah sehingga

kestabilan suhu bahan didalam digester dapat terjamin

penghematan penggunaan lahan

operasional alat mudah dilakukan

perawatan relatif mudah dan murah

CONTOH REAKTOR BIOGAS SKALA BESAR

TAHAPAN PEMBUATAN DIGESTER

Generator listrik dengan penggerak

mesin diesel (bahan bakar minyak

solar/biogas) (3000W)

Algen gas generator (1500 W)

Algen gas generator (700 W)

CONTOH REAKTOR BIOGAS SKALA RUMAH TANGGA

Volume reaktor (plastik) : 4.000 liter

Volume penampung gas (plastik) : 2.500 liter

Kompor Biogas : 1 buah

Drum pengaduk bahan : 1 buah

Pengaman gas : 1 buah

Selang saluran gas : + 10 m

Kebutuhan bahan baku : kotoran ternak dari 2-3

ekor sapi/ kerbau, atau 6 ekor babi.

Biogas yang dihasilkan : 4 m3 per hari (setara

dengan 2,5 liter minyak tanah)

SPESIFIKASI TEKNIS

KEUNGGULAN

Konstruksi sederhana, mudah dan cepat pemasangannya

(tidak sampai 1 hari).

Harga terjangkau, sekitar Rp 2,5 juta sudah termasuk

pemasangan dan satu unit kompor biogas.

Awet, menggunakan material plastik khusus sehingga tahan

hingga 6 tahun.

Mudah dalam perawatan dan penggunaan.

Produksi gas setara dengan 2,5 liter minyak tanah/hari, lebih

dari cukup untuk dijadikan bahan bakar memasak.

Menghasilkan kompos (pupuk organik) yang sangat bagus

kualitasnya dan dapat langsung digunakan pada

lahan/usaha budidaya pertanian.

Gambar Penggunaan biogas untuk lampu penerangan dan kompor gas

PEMANFAATAN BIOGAS

KERJASAMA IPB – OBIHIRO UNIVERSITY (JEPANG)

PABRIK BIOGAS YANG TELAH DIBUAT OLEH MASYARAKAT