biogas jadi
TRANSCRIPT
ENERGI BIOMASSA(Bahan : Kotoran Hewan)
Pendahuluan
- Sumber energi dari fosil fuel makin menipis
- Sumber energi alternatif belum digali secara ekstensif karena keterbatasan SDM dan teknologi
- Sumber pangan juga terbatas karena keterbatasan SDM, lahan dan teknologi
Sumber energi saat ini
BIOMASSAbahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar atau untuk produksi industrial.
LIMBAH BIODEGRADABLE
tumbuhan
hewan
Fungsi biomassa:1. sebagai penyedia sumber karbon untuk
energi,2. dengan teknologi modern dalam
pengkonversiannya dapat menjaga emisi pada tingkat yang rendah.
3. mendorong percepatan rehabilitasi lahan terdegradasi dan perlindungan tata air.
4. digunakan untuk menyediakan berbagai vektor energi, baik panas, listrik atau bahan bakar kendaraan.
Energi Biomassa
1 Pembakaran Langsung
2 Konversi menjadi bahan bakar cair
3 Pemanfaatan Gas Biomassa
Pembakaran Langsung
• Pemanfaatan panas biomassa telah
dikenal sejak dulu seperti
pemanfaatan kayu bakar
• Pemanfaatan yang cukup besar
umumnya untuk menghasilkan uap
pada pembangkitan listrik atau
proses manufaktur
• Di industri kayu dan kertas,
serpihan kayu terkadang langsung
dimasukkan ke boiler untuk
menghasilkan uap untuk proses
manufaktur atau menghangatkan
ruangan.
1. Bioethanol
Konversi menjadi bahan bakar cair
• Ethanol merupakan alkohol yang dibuat dengan fermentasi
biomassa dengan kandungan hidrokarbon yang tinggi seperti
jagung
• Ethanol paling sering digunakan sebagai aditif bahan bakar
untuk mengurangi emisi CO dan asap lainnya dari kendaraan
• Ethanol diperoleh dari hasil fermentasi gula ataupun
karbohidrat,dengan reaksi sebagai berikut
Konversi menjadi bahan bakar cairBiodiesel
• Biodiesel dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin
diesel dan terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur
atau lemak hewan.
• Dapat dibuat dengan reaksi transesterifikasi sehingga dapat
memiliki sifat sama dengan bahan bakar diesel (solar)
Biomass To Liquid (BTL)• Biodiesel BTL merupakan teknologi lanjutan dari penciptaan bahan
bakar berbasis biomassa. • Sering disebutdengan biodiesel generasi kedua
Pemanfaatan Gas Biomassa• Pemanfaatan gas biomassa skala kecil yang banyak diaplikasikan oleh
masyarakat adalah pemanfaatan gas metana hasil fermentasi yang langsung dibakar untuk dimanfaatkan panasnya.
• Pada skala yang lebih maju pemanfaatan gas biomassa dilakukan melalui sistem gasifikasi menggunakan temperatur tinggi untuk mengubah biomassa menjadi gas (campuran dari hidrogen, CO dan metana).
video
Biogas adalah gas mudah terbakar (flammable) yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob.
Bakteri anaerob diproduksi secara alami oleh sumber biomassa tersebut.
Bahan Biogas : Kotoran sapi/kerbau, babi, unggas, manusia, domba,
gajah, dll. limbah pertanian/perkebunan (enceng gondok, jerami
padi, jerami gandum, serbuk gergaji, dll) sampah organik rumah tangga, pasar, dll.
Biogas
Manfaat Biogas : Skala kecil : Biogas dapat dijadikan bahan bakar elpiji
sebagai pengganti bahan bakar minyak tanah Skala besar : Biogas dapat digunakan sebagai pembangkit
energi listrik, sehingga dapat dijadikan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan dan terbarukan.
Dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternak yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organik pada tanaman/budidaya pertanian
Kandungan Biogas : Metana : 60% Karbon dioksida : 38% Gas lain (N2, CO, O2, C3H8, H2S): 2%
1. C/N ratio (8-25)2. pH (6-7)3. Kadar air dan suhu (25-350 C)
4. Kandungan total padatan5. Ukuran reaktor biogas
Faktor yang mempengaruhi produksi biogas
1. Kotoran bebek : 82. Kotoran manusia : 83. Kotoran ayam : 104. Kotoran kambing : 125. Kotoran babi : 186. Kotoran domba : 197. Kotoran sapi/kerbau : 248. Kotoran gajah : 43
Rasio Karbon dan Nitrogen (C/N)
Jika C/N terlalu tinggi,nitrogen akan dikonsumsi dengan cepat oleh bakteri pengurai untuk pertumbuhannya dan hanya sedikit yang bereaksi dengan karbon akibatnya gas yang dihasilkan rendah.
Jika C/N rendah,nitrogen akan dibebaskan dan berakumulasi dalam bentuk amoniak (NH4) sehingga pH > 8,5 yang menyebabkan berkurangnya bakteri pengurai.
Pengaruh C/N
1. Unggas : 0,065 – 0,116 m3
2. Babi : 0,040 – 0,059 m3
3. Sapi/kerbau : 0,023 – 0,040 m3
4. Manusia : 0,020 – 0,028 m3
Potensi produksi gas dari berbagai kotoran per kg
Biogas dapat mengurangi pencemaran
sungai dan sumber – sumber air lainnya.
Biogas dapat menekan nilai CO2 dalam
udara yang dihasilkan dari pemakaian
bahan bakar fosil.
Biogas dapat mengurangi CH4 dalam udara
sebagai hasil dari penumpukan kotoran
hewan yang tidak dimanfaatkan.
Pelestarian Alam dengan Biogas
Volume reaktor (plastik) : 4000 liter Volume penampung gas (plastik) : 2500 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 Biogas yang dihasilkan : 4 m3 perhari (setara
dengan 2,5 liter minyak tanah).
Spesifikasi Teknis
Hindarkan reaktor dari gangguan anak, tangan
jahil ataupun dari ternak yang dapat merusak
reaktor dengan cara memagar dan memberi atap
supaya air tidak dapat masuk ke dalam galian
reaktor.
Isilah selalu pengaman gas dengan air sampai
penuh. Jangan biarkan sampai kosong karena gas
yang dihasilkan akan terbuang melalui pengaman
gas.
Pemeliharaan dan Perawatan Reaktor Biogas
Pembuatan Biogas
(Digester)
Bahan baku (kotoran hewan)
dicampur dengan air dengan
perbandingan 1:1
Tahap 1: Persiapan Umpan
Tahap 2 : Digester
Campuran kotoran ternak - air sebanyak 2000 L dimasukkan
ke dalam ruangan tertutup kedap udara (digester) sehingga
bakteri anaerob akan membusukkan bahan organik tersebut
yang kemudian menghasilkan biogas. Proses penguraian
awal berlangsung selama 10 hari, untuk selanjutnya dapat
dilakukan secara kontinu setiap hari.
Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat
dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak kira-kira 10
% dari volume digester.
Sisa pengolahan bahan biogas berupa sludge
secara otomatis akan keluar dari lubang
pengeluaran (outlet) setiap kali dilakukan
pengisian bahan biogas.
Sisa hasil pengolahan bahan biogas tersebut
dapat digunakan sebagai pupuk kandang/pupuk
organik, baik dalam keadaan basah maupun
kering.
Biogas yang telah terkumpul di dalam
digester selanjutnya dialirkan melalui pipa
penyalur gas menuju tabung penyimpan gas
atau langsung ke lokasi penggunaannya.
Tahap 3 : Penyaluran biogas
Faktor Sukses Pemanfaatan Biogas Kotoran
Ternak
1. Ketersediaan Ternak
• Jumlah dan sebaran ternak di suatu daerah dapat menjadi potensi bagi pengembangan biogas. Jenis ternak yang dapat dijadikan sumber biogas antara lain: sapi potong, sapi perah, unggas, dan babi.
• Jenis ternak mempengaruhi jumlah kotoran yang dihasilkannya.
1 ekor sapi : kotoran = 15 kg/hari 0,6 m3
Biogas/hari
Jadi, jumlah sapi yang dibutuhkan minimal 2 ekor
1 m3 Biogas = 0,46 kg LPG0,6 m3 Biogas = 0,276 kg
LPG
Survei:1 keluarga (4 orang) = 0,43 kg LPG/hari
3. Pola Pemeliharaan Ternak
Kotoran ternak lebih mudah didapatkan bila ternak dipelihara dengan cara dikandangkan dibandingkan dengan cara digembalakan
2. Kepemilikan Ternak Jumlah ternak yang dimiliki oleh peternak menjadi dasar pemilihan jenis dan kapasitas biogas yang dapat digunakan. Kepemilikan ternak yang lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk biogas skala besar.
Untuk membangun reaktor biogas diperlukan lahan disekitar kandang yang luasannya bergantung pada jenis dan kapasitas biogas.Skala rumah tangga : 14 m2
Skala besar : 40 m2
4. Ketersediaan Lahan
5. Tenaga Kerja
Biogas dapat berfungsi optimal bila pengisian kotoran ke dalam reaktor dilakukan dengan baik serta dilakukan perawatan peralatannya
6. Manajemen Kotoran
Manajemen kotoran terkait dengan penentuan komposisi padat cair kotoran ternak yang sesuai untuk menghasilkan biogas, frekuensi pemasukan kotoran, dan pengangkutan atau pengaliran kotoran ternak ke dalam raktor
7. Kebutuhan Energi • Pengelolaan kotoran ternak melalui proses
reaktor an-aerobik akan menghasilkan gas yang dapat digunakan sebagai energi.
• Bila energi lain berupa listrik, minyak tanah atau kayu bakar mudah, murah dan tersedia dengan cukup di lingkungan peternak, maka energi yang bersumber dari biogas tidak menarik untuk dimanfaatkan
Pemanfaatan energi ini dapat optimal bila jarak antara kandang ternak, reaktor biogas dan rumah peternak tidak telampau jauh dan masih memungkinkan dijangkau instalasi penyaluran biogas.
8. Jarak Peralatan
9. Pengelolaan Hasil Samping Biogas
• Pengelolaan hasil samping biogas ditujukan untuk memanfaatkannya menjadi pupuk cair atau pupuk padat (kompos).
• Pengelolaan : pupuk cair dilakukan fermentasi dengan penambahan bioaktivator agar unsur haranya dapat lebih baik, sedangkan untuk membuat pupuk kompos hasil samping biogas perlu dikurangi kandungan airnya dengan cara diendapkan, disaring atau dijemur.
10. Sarana Pendukung
• Sarana pendukung dalam pemanfaatan biogas terdiri dari saluran air, peralatan kerja, dan pembuangan.
• Saluran air : untuk mengalirkan kotoran ternak dari kandang ke reaktor biogas sehingga kotoran tidak perlu diangkut secara manual.
• Peralatan kerja : untuk mempermudah pekerjaan/perawatan instalasi biogas.
• Saluran drainase : untuk mengalirkan kotoran bekas/hasil samping.
instalasi pengolahan biogas dari kotoran sapi yang diterapkembangkan
Kelompok Tani Budi Luhur:
Bak Pengisi• digunakan untuk
memasukkan bahan baku berupa kotoran padat dan cair sapi.
• Bak pengisi merupakan silinder terbuka yang dibuat dari drum minyak, bak pengisi diberi katup outlet sederhana yang dilengkapi dengan kawat penyaring
• Bahan baku kotoran sapi dicampur dengan air dan diaduk, perbandingan jumlah air dengan kotoran sapi antara 7-9 % dari bahan padat
• Hasil adukan dimasukkan ke dalam bak pencerna (digester) melalui katup outlet setelah melewati kawat penyaring
Bak Digester • merupakan bak pencerna
yang dibuat dari kantung plastik polyethylene dengan lebar 150 cm dalam bentuk tubular memiliki diameter 95 cm.
• Kapasitas bak pencerna direncanakan 4000 liter, sehingga panjang kantung plastik yang dibutuhkan 5,6 meter.
• Tebal kantung plastik polyethylen yang berhasil didapatkan memiliki ketebalan 0,15 mm, agar diperoleh kekuatan yang lebih besar maka kantung plastik perlu dirangkap dua.
Bak Penampung• bak untuk menampung
biogas sebelum
digunakan.
• Kapasitas bak
penampung dibuat 2000
liter dengan bahan yang
sama dengan bak
digester yang
membedakan adalah
lapisan yang digunakan
Tabung Kontrol Gas
• merupakan tabung penjebak air hasil kondensasi air yang ikut mengalir bersama biogas.
• Tabung penjebak dibuat dari sambungan pipa PVC model T dengan Æ ½ inchi
• saluran atas merupakan saluran input dan output sedangkan saluran bawah terendam dalam air
Kompor• penggunaan biogas yang paling umum adalah sebagai bahan bakar. • Untuk mengetahui apakah biogas yang dihasilkan dapat terbakar atau tidak dilakukan dengan menyambungkan pipa biogas ke pipa tembaga dengan diameter 0.5 cm.
Bak Output Digester
• permukaan isian digester
mulai lubang input
sampai output menganut
prinsip bejana
berhubungan
• Apabila lubang input
terus diisi, permukaan
isian akan mencapai garis
tertinggi dan akhirnya
akan dikeluarkan melalui
lubang output
Kelebihan Biogas sebagai Energi
Alternatif • Sumber energi alternatif yang
ramah lingkungan. Energi biogas punya kelebihan dibanding energi nuklir atau batu bara, yakni tak berisiko tinggi bagi lingkungan.
• Sumber energi alternatif yang jauh lebih murah ketimbang minyak dan gas
• Dapat dipakai untuk memasak, lampu penerangan, transportasi hinggakeperluan lain yang perlu energi
• Dalam hal tingkat nilai kalor yang dimiliki, biogas punya keunggulan yang signifikan ketimbang sumber energi lainnya, seperti coalgas (586 K.cal/m3) ataupun watergas (302 K.cal/m3).
• Biogas juga bisa dipakai sebagai bahan bakar untuk menggerakkan motor
• Biogas tak memiliki polusi yang tinggi. Alhasil, sanitasi lingkungan pun makin terjaga.
• Pemanfaatan kotoran ternak sebagai sumber energi, tidak mengurangi jumlah pupuk organik yang bersumber dari kotoran ternak
Kelemahan Biogas sebagai Energi Alternatif
• Dari aspek sosio-kultural penerapan teknologi
baru kepada masyarakat merupakan suatu
tantangan tersendiri akibat rendahnya latar
belakang pendidikan, pengetahuan dan
wawasan yang mereka miliki
• Begitu juga dengan penerapan teknologi
biogas. Tidak pernah terbayangkan bahwa
kotoran sapi dapat menghasilkan api.
• Selain itu juga perasaan jijik terhadap
makanan yang dimasak menggunakan
makanan yang dimasak menggunakan biogas
menghambat penerapan biogas di kalangan
masyarakat.