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