View
278
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
7/27/2019 Ralat Bio Gas
1/61
RANCANG BANGUN
ALAT PENGHASIL BIOGAS MODEL TERAPUNG
SKRIPSI
Oleh
INDRA LAZUARDY
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2008
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
2/61
RANCANG BANGUN
ALAT PENGHASIL BIOGAS MODEL TERAPUNG
SKRIPSI
Oleh
INDRA LAZUARDY
TEKNOLOGI PERTANIAN / 030308044
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjanadi Departemem Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh:
Komisi Pembimbing
(Ainun Rohanah, STP.,M.Si) (Taufik Rizaldi, STP.,MP.)
Ketua Anggota
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2008
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
3/61
ABSTRACT
Biogas is a gas mixture that can be burned. It can be produced through ananaerobic fermentation of organic materials such as livestock feces, and
agricultural waste in a digester. In this research digester was made from iron
tank containing mixture of cow dung and paddy hay. The aim of this research was
to design of a drift biogas producer which was easy to be assembled, cheap, and
had a best performance. From this research following can be obtained: pressure,
volume of biogas, and flame time. They can be applied in a biogas stove as an
appliance of cooking.
Keyword : Biogas, digester, pressure, volume, flame time.
ABSTRAK
Biogas adalah campuran gas yang dapat dibakar, yang diproduksi melaluifermentasi anaerobik bahan organik seperti kotoran ternak dan limbah pertanian didalam suatu ruang pencerna (digester). Dalam penelitian ini digester terbuat daritangki besi dan bahan isiannya berasal dari campuran kotoran sapi dan jerami
padi. Penelitian ini bertujuan merancang alat penghasil biogas model terapungyang mudah dirakit, murah, dan dapat berkinerja dengan baik. Dari hasil
penelitian ini dapat diperoleh tekanan biogas, volume biogas, dan lama nyala apiyang dihasilkan oleh alat penghasil biogas model terapung ini dan dapatdiaplikasikan ke kompor biogas yang dapat digunakan untuk memasak.
Kata Kunci : Biogas, tangki pencerna (digester), tekanan, volume, lama nyalaapi.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
4/61
RINGKASAN PENELITIAN
INDRA LAZUARDY, Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas ModelTerapung, dibimbing oleh Ainun Rohanah sebagai ketua dan Taufik Rizaldisebagai anggota.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat penghasil
biogas model terapung dengan melakukan studi pustaka, eksperimen, serta
pengamatan ke lapangan tentang alat penghasil biogas.
Parameter yang diamati adalah tekanan biogas, volume biogas, lama nyala
api, dan biaya produksi.
Dari analisis dapat dirangkumkan sebagai berikut.
Performansi Alat
Dari hasil penelitian dapat dikatakan bahwa alat penghasil biogas model
terapung memiliki performansi yang cukup baik karena dapat diaplikasikan ke
kompor biogas untuk memasak.
Tekanan gas
Tekanan gas diperoleh dengan menggunakan manometer U. Dari hasil
perhitungan diperoleh tekanan yang dihasilkan oleh alat penghasil biogas model
terapumg ini adalah 0,1132 Psi/hari.
Volume Biogas
Volume biogas diperoleh dengan cara menghitung volume tangki
penampung gas pada saat tangki pada keadaan maksimum. Dari hasil perhitungan
diperoleh volume biogas yang dihasilkan adalah 23,55 liter/hari.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
5/61
Lama Nyala Api
Lama nyala api diperoleh dari lamanya api yang menyala pada saat
pemakaian ke kompor biogas. Dari hasil perhitungan diperoleh lama nyala api
dalam sekali pemakaian adalah 12,2 menit (12 menit 12 detik).
Analisis Ekonomi
Biaya yang dibutuhkan untuk menghasilkan biogas diperoleh dengan cara
menghitung biaya tetap dan biaya tidak tetap. Dari hasil perhitungan diperoleh
biaya untuk menghasilkan biogas adalah Rp.226,5/liter.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
6/61
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 3 Maret 1985 dari ayah Zainal
Abidin dan ibu Zuniarti. Penulis merupakan putra keempat dari 4 bersaudara.
Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Kisaran dan lulus Seleksi
Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada tahun 2003. Penulis memilih Program
Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara.
Selama perkuliahan, penulis mengikuti organisasi Ikatan Mahasiswa
Teknik Pertanian (IMATETA) Sebagai ketua seksi Olahraga pada periode 2006-
2007. Penulis juga pernah dipercaya sebagai wakil ketua di Faperta F.C.
Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di P.T. Publomas Agri
Citra-Asam Kumbang Medan pada tahun 2006.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
7/61
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
segala berkat dan karunia-Nya, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Adapun
judul skripsi ini adalah Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model
Terapung.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Ainun Rohanah, STP, MSi,
sebagai ketua komisi pembimbing dan Bapak Taufik Rizaldi, STP, MP, selaku
anggota yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan pada penulis
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik, serta teman-teman
stambuk 2003 di Teknik Pertanian terutama buat Indri Vesalina H, Hilal Syahriza
A L, Erwin Rafli S, Irva Sarah Ginting, Adhari, Bambang Gatot, Leilil Muttaqin,
Heriansyah P, serta Gita Mayanti dan Dwi Fatmi Hariati Dmk, yang telah banyak
memberikan dukungan dan bantuan kepada penulis selama penelitian dan
menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga memberikan ucapan terima kasih kepada
Ayahanda Zainal Abidin dan Ibunda Zuniarti serta abang dan kakak saya: Fahrizal
Riza, Yulia Helfi dan Waldey Sukma serta seluruh keluarga atas segala doa dan
perhatiannya.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang
telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini dan semoga skripsi ini bermanfaat.
Medan, Februari 2008
Penulis
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
8/61
DAFTAR ISI
HalABSTRACT........................................................................................................ iiiRINGKASAN .................................................................................................... ivRIWAYAT HIDUP............................................................................................ viKATA PENGANTAR ....................................................................................... viiDAFTAR TABEL................................................................................................ xDAFTAR GAMBAR .................................................................................... ..... xiDAFTAR LAMPIRAN...................................................................................... xii
PENDAHULUAN ............................................................................................... 1Latar Belakang ........................................................................................... 1Tujuan Penelitian ....................................................................................... 3Kegunaan Penelitian .................................................................................... 3
TINJAUAN LITERATUR.................................................................................. 4Biogas ........................................................................................................ 4Bahan Penghasil Biogas ........................................................................... 6Proses Pembentukan Biogas ...................................................................... 7Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Biogas ........................ 9
Bahan Isian........................................................................................ 9
Rasio Karbon dan Nitrogen (C/N) .................................................... 9Kandungan Bahan Kering ................................................................. 10Temperatur ........................................................................................ 11Derajat Keasaman (pH)..................................................................... 12Lama Fermentasi ............................................................................... 12
Digester Biogas .......................................................................................... 13
METODOLOGI PENELITIAN.......................................................................... 16Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................... 16Bahan dan Alat Penelitian .......................................................................... 16Metode Penelitian ...................................................................................... 17
Prosedur Penelitian .................................................................................... 17Persiapan Penelitian ........................................................................... 17Pembuatan Alat Penghasil Biogas Model Terapung.......................... 18
Pembuatan Digester (Tangki Pencerna)..................................... 18Pembuatan Tangki Penyekat ...................................................... 19Pembuatan Tangki Pengumpul .................................................. 19Pembuatan Batang Penyangga ................................................... 20Uji Kebocoran ............................................................................ 20Perangkaian ................................................................................ 21
Penyiapan Bahan Isian Digester ........................................................ 21Proses Pemasukan Bahan kedalam Alat Penghasil Biogas................ 22Proses Fermentasi .............................................................................. 22
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
9/61
Pengamatan Parameter ............................................................................... 23Performansi Alat ................................................................................ 23Tekanan Biogas.................................................................................. 23Volume Biogas................................................................................... 23
Lama Nyala Api ................................................................................. 23Analisis Ekonomi ............................................................................... 23
HASIL DAN PEMBAHASANPerformansi Alat ......................................................................................... 26Tekanan Biogas........................................................................................... 27Volume Biogas............................................................................................ 28Lama Nyala Api .......................................................................................... 30Analisis Ekonomi ........................................................................................ 31
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ................................................................................................. 34Saran............................................................................................................ 34
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 35LAMPIRAN........................................................................................................ 37
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
10/61
DAFTAR TABEL
Hal
1. Komposisi jenis gas dan jumlahnya pada suatu unit gas bio. ...................... 4
2. Karakteristik kotoran sapi ............................................................................ 6
3. Kandungan bahan kering kotoran beberapa jenis ternak. ............................ 10
4. Lama pencernaan kotoran ternak di dalam tangki pencerna ................ 13
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
11/61
DAFTAR GAMBAR
Hal
1. Proses pembentukan biogas ................................................................... 8
2. Grafik hubungan antara lama fermentasi terhadap tekanan biogas......... 27
3. Grafik hubungan antara periode penuh keterhadap lama rentang volume .............................................................. 29
4. Grafik hubungan antara lama fermentasi terhadap lama nyala api ........ 30
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
12/61
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
1. Gambar tiga dimensi alat penghasil biogas model terapung................... 37
2 Gambar alat penghasil biogas model terapung (tampak samping) . ....... 38
3 Gambar alat penghasil biogas model terapung (tampak atas) ................ 39
4 Diagram alir pembuatan biogas. ............................................................. 40
5. Data tekanan biogas ............................................................................... 41
6. Data volume biogas ................................................................................ 43
7. Data lama nyala api ................................................................................. 45
8. Daftar material pembuatan alat penghasil biogas mode lterapung 46
9. Gambar alat penghasil biogas model terapung ....................................... 47
10. Gambar warna nyala api biogas pada kompor biogas............................ 48
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
13/61
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dengan meningkatnya populasi manusia dan meningkatnya taraf hidup
masyarakat maka kebutuhan energi semakin meningkat pula. Berbagai jenis
bentuk energi telah digunakan manusia seperti batu bara, minyak bumi, dan gas
alam. Selain itu juga bahan bakar tradisional, seperti kayu yang penggunaannya
dapat mengakibatkan berkurangnya hasil hutan sebagai salah satu sumber kayu.
Masalah-masalah lingkungan tersebut diakibatkan oleh persediaan yang masih
sangat terbatas sehingga sering menimbulkan berbagai masalah yang dihadapi
oleh masyarakat saat ini.
Krisis energi yang dipicu naiknya harga minyak dunia (pernah mencapai
US$ 70/barrel) turut menghimpit kehidupan masyarakat diberbagai lapisan di
Indonesia. Hal ini semakin menyadarkan berbagai kalangan ditanah air bahwa
ketergantungan terhadap BBM (Bahan Bakar Minyak) secara perlahan perlu
dikurangi. Buruknya pengaruh pembakaran BBM terhadap lingkungan juga
menjadi faktor pendorong pencarian dan pengembangan energi alternatif non
BBM (Indartono, 2005).
Dalam situasi seperti ini, pencarian, pengembangan, dan penyebaran
teknologi energi non BBM yang ramah lingkungan menjadi penting, terutama
ditujukan pada kalangan miskin sebagai golongan yang paling terkena dampak
kenaikan BBM. Permasalahan tersebut dapat diatasi apabila tidak tergantung pada
bahan bakar fosil dan menggunakan sumber energi alternatif yang ramah
lingkungan, murah, mudah diperoleh dan dapat diperbaharui. Salah satunya
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
1
7/27/2019 Ralat Bio Gas
14/61
adalah energi gas bio yang merupakan energi yang layak dipergunakan secara
teknis, sosial, maupun ekonomis terutama untuk mengatasi masalah energi yang
ada di pedesaan (Udiharto, 1982).
Biogas merupakan gas yang dihasilkan yang dapat diproduksi dari bahan
organik seperti biomassa, limbah pertanian, dan juga kotoran hewan melalui
proses fermentasi anaerobik. Gas yang dihasilkan dari proses fermentasi tersebut
mengandung nilai kalor yang tinggi sehingga dapat digunakan untuk memasak
dan penerangan bagi rumah tangga dipedesaan. Sisa dari fermentasi ini juga dapat
digunakan sebagai pupuk yang sangat bermanfaat bagi tanaman. Disamping itu
juga pengelolaannya dapat meningkatkan kebersihan lingkungan, karena limbah
pertanian dan kotoran hewan yang selama ini dibuang pada tempat
terbuka (Wibowo, dkk, 1985).
Kandungan biogas didominasi oleh gas metana (CH4) yang merupakan
hasil sampingan proses dekomposisi mikroba pada suatu biomassa. Mikroba
tersebut merupakan bakteri pembentuk metan yang banyak terdapat dalam tubuh
hewan ruminansia, oleh karenanya kotoran hewan ruminansia mempunyai potensi
yang sangat besar, tidak hanya sebagai sumber pupuk organik, tetapi juga
terkandung energi yang sangat besar, yakni dalam proses penguraian yang bersifat
anaerob akan menghasilkan gas bio (Musanif, dkk, 2006).
Secara prinsip pembuatan gas bio sangat sederhana, dengan memasukkan
subtract (kotoran hewan atau manusia) ke dalam unit pencerna (digester), ditutup
rapat, dan selama beberapa waktu gas bio akan terbentuk yang selanjutnya dapat
digunakan sebagai sumber energi (Karim, dkk, 2005).
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
15/61
Menurut Yunus (1995), membuat unit biogas sebenarnya sama dengan
meniru perut ternak untuk proses pencernaan. Digester atau tangki pencerna dapat
dibuat dari bahan plastik, karet, drum, dan semen atau beton. Untuk memenuhi
kondisi tersebut maka perlu dilakukan penelitian dengan merancang dan membuat
alat penghasil biogas yang sederhana dengan membuat model digester (tangki
pencerna) yang meniru kondisi perut ternak, sehingga proses pembentukan gas
metan dapat berjalan dengan baik. Serta dilakukan perancangan dan pembuatan
wadah penampung gas yang dapat menunjukkan perubahan volume gas yang
dihasilkan oleh tangki pencerna, sehingga pengisian bahan ke digester dapat
berlangsung sesuai kebutuhan untuk menghasilkan gas.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah merancang dan membuat alat penghasil
biogas model terapung.
Kegunaan Penelitian
1. Sebagai bahan penulis untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk
menyelesaikan pendidikan di program studi Teknik Pertanian Departemen
Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Sebagai bahan informasi bagi mahasiswa yang akan mengembangkan
teknologi ini.
3. Sebagai informasi bagi masyarakat dalam pemanfaatan biogas sebagai sumber
energi alternatif.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
16/61
TINJAUAN LITERATUR
Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan
organik oleh mikroorganisme pada kondisi langka oksigen (anaerob). Komponen
biogas: 60 % CH4 (metana), 38 % CO2 (karbondioksida), 2 % N2, O2, H2,
dan H2S. Biogas dapat dibakar seperti elpiji, dalam skala besar biogas dapat
digunakan sebagai pembangkit energi listrik, sehingga dapat dijadikan sumber
energi alternatif yang ramah lingkungan dan terbarukan (Musanif, dkk, 2006).
Biogas yang didominasi oleh gas metana, merupakan gas yang dapat
dibakar. Metana secara luas diproduksi dipermukaan bumi oleh bakteri pembusuk
dengan cara menguraikan bahan organik. Bakteri metanogenesis berperan dalam
pembusukan. Bakteri ini terdapat di rawa-rawa, lumpur sungai, sumber air panas
(hot spring), dan perut hewan herbivora seperti sapi dan domba. Hewan-hewan
ini tidak dapat memproses rumput yang mereka makan, bila tidak ada bakteri
anaerobik yang memecah selulosa di dalam rumput menjadi molekul-molekul
yang dapat diserap oleh perut mereka. Gas yang diproduksi oleh bakteri ini
adalah gas metana (Meynell, 1976).
Tabel 1. Komposisi jenis gas dan jumlahnya pada suatu unit gas bio
Jenis Gas Kandungan (%)
Metana 60-70
Karbondioksida 30-40
Nitrogen 3
Hidrogen 1-10
Oksigen 3
Hidrogen Sulfida 5
Sumber: Meynel, 1976.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008 4
7/27/2019 Ralat Bio Gas
17/61
Gas metana terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa
udara) oleh bakteri metan atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas
yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik
(biomassa) sehingga terbentuk gas metan (CH4) yang apabila dibakar dapat
menghasilkan energi panas. Sebetulnya ditempat-tempat tertentu proses ini terjadi
secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk dibawah
tumpukan sampah. Gas metanan sama dengan gas elpiji (LiquidPetroleum
Gas/LPG), perbedaannya adalah gas metana mempunyai satu atom C, sedangkan
alpiji lebih banyak.
LPG (liquified petroleum gas) adalah campuran dari berbagai unsur
hidrokarbon yang berasal dari gas alam. Dengan menambah tekanan dan
menurunkan suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi
propana (C3H8) dengan massa jenis 2,02 kg/m3 danbutana (C4H10) dengan massa
jenis 2,673 kg/m3. Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah
kecil, misalnya etana (C2H6) danpentana (C5H12) (Wikipedia, 2007).
Gas metan (CH4) adalah komponen penting dan utama dari gas bio karena
merupakan bahan bakar yang berguna dan memiliki nilai kalor yang cukup tinggi
Mempunyai sifat tidak berbau dan tidak bewarna. Jika gas yang dihasilkan dari
proses fermentasi anaerobik ini dapat terbakar, berarti mengandung sedikitnya
45% gas metan. Untuk gas metan murni (100%) mempunyai nilai kalor 8900
kkal/m3. Ketika dibakar 1ft3 gas bio menghasilkan sekitar 10 BTU (2,52 Kkal)
energi panas per persentase komposisi metan (Harahap, 1978).
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_alamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Propanahttp://id.wikipedia.org/wiki/Butanahttp://id.wikipedia.org/wiki/Etanahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pentana&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pentana&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Etanahttp://id.wikipedia.org/wiki/Butanahttp://id.wikipedia.org/wiki/Propanahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gas_alam7/27/2019 Ralat Bio Gas
18/61
Bahan Penghasil Biogas
Kotoran hewan lebih sering dipilih sebagai bahan pembuat gas bio karena
ketersediaannya yang sangat besar diseluruh dunia. Bahan ini memiliki
keseimbangan nutrisi, mudah diencerkan dan relatif dapat diproses secara boilogi.
Kisaran pemrosesan secara biologi antara 28-70% dari bahan organik
tergantung dari pakannya. Selain itu kotoran segar lebih mudah diproses
dibandingkan dengan kotoran yang lama dan atau telah dikeringkan,
disebabkan karena hilangnya substrat volatil solid selama waktu pengeringan
(Gunnerson andStuckey, 1986).
Pada umumnya komposisi kotoran sapi memiliki karakteristik yang dapat
dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Karakteristik kotoran sapiKomponen Massa (%)
Total padatan 3-6
Total padatan volatile (mudah menguap) 80-90Total Kjeldahl Nitrogen 2-4Selulosa 15-20Lignin 5-10Hemiselulosa 20-25
Sumber : Kumbahan dan industri (1979).
Kotoran sapi merupakan substrat yang dianggap paling cocok sebagai
sumber pembuat gas bio, karena substrat tersebut telah mengandung bakteri
penghasil gas metan yang terdapat dalam perut hewan ruminansia. Keberadaan
bakteri di dalam usus besar ruminansia tersebut membantu proses fermentasi,
sehingga proses pembentukan gas bio pada tangki pencerna dapat dilakukan lebih
cepat. Walaupun demikian, bila kotoran tersebut akan langsung diproses dalam
tangki pencerna, perlu dilakukan pembersihan terlebih dahulu (Sufyandi, 2001).
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
19/61
Bahan baku yang memproduksi gas metan bisa berasal dari semua bahan
organik, baik yang berwujud padat, maupun cair, kecuali bahan organik senyawa
hidrokarbon tinggi seperti plastik, karet, juga lilin (Wax). Bahan yang mudah
dicerna banyak mengandung selulosa seperti jerami padi atau gandum, rumput-
rumputan dan sebagainya. Sedangkan bahan yang banyak mengandung lignin
(kayu) sukar untuk dicerna. Bahan yang memiliki kadar air tinggi lebih mudah
untuk dicerna (Sianturi, 1990).
Biogas atau gas bio merupakan salah satu jenis energi yang dapat dibuat
dari banyak jenis bahan buangan dan bahan sisa, semacam sampah, kotoran
ternak, jerami, eceng gondok serta banyak bahan-bahan lainnya lagi. Pendeknya,
segala jenis bahan yang dalam istilah kimia termasuk senyawa organik, entah
berasal dari sisa dan kotoran hewan ataupun sisa tanaman, dapat dijadikan bahan
biogas (Suriawiria dan Unus, 2002).
Proses Pembentukan Biogas
Secara garis besar proses pembentukan biogas dibagi dalam tiga tahap
yaitu:
1. Tahap Hidrolisis
Pada tahap ini, bahan organik dienzimatik secara eksternal oleh enzim
ekstraseluler (selulose, amilase, protease, dan lipase) mikroorganisme. Bakteri
memutuskan rantai panjang karbohidrat kompleks, protein dan lipida menjadi
senyawa rantai pendek. Sebagai contoh polisakarida diubah menjadi
monosakarida sedangkan protein diubah menjadi peptida dan asam amino.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
20/61
2. Tahap Asidifikasi (Pengasaman)
Pada tahap ini bakteri menghasilkan asam, mengubah senyawa rantai
pendek hasil proses pada tahap hidrolisis menjadi asam asetat, hidrogen (H2) dan
karbondioksida. Bakteri tersebut merupakan bakteri anaerobik yang dapat tumbuh
dan berkembang pada keadaan asam. Untuk menghasilkan asam asetat, bakteri
tersebut memerlukan oksigen dan karbon yang diperoleh dari oksigen yang
terlarut dalam larutan. Pembentukan asam pada kondisi anaerobik tersebut penting
untuk pembentukan gas metana oleh mikroorganisme pada proses selanjutnya.
Selain itu, bakteri tersebut juga mengubah senyawa yang bermolekul rendah
menjadi alkohol, asam organik, asam amino, karbondioksida, H2S dan sedikit gas
metana.
3. Tahap pembentukan gas metana
Pada tahap ini bakteri metanogenik mendekomposisikan senyawa dengan
berat molekul rendah menjadi senyawa dengan berat molekul tinggi. Sebagai
contoh bakteri ini menggunakan hidrogen, CO2 dan asam asetat untuk membentuk
metana dan CO2. bakteri penghasil asam dan gas metana bekerja sama secara
simbiosis. Bakteri penghasil asam membentuk keadaan atmosfer yang ideal untuk
bakteri penghasil metana. Sedangkan bakteri pembentuk gas metana
menggunakan asam yang dihasilkan bakteri penghasil asam.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
bakteri
Asam asetat,
H2, dan CO2
Asam propionik, asambutirik, alcohol,
senyawa lainnyaAsam asetat
Bakteri
bakteri
Gas metana,CO2
Tahap pembentukan
metanaTahap asidifikasi
Bahanorganik,
karbohidrat.Lemak, dan
protein
Tahap hidrolisis
Gambar 1. Proses pembentukan biogas (Sufyandi, 2001).
7/27/2019 Ralat Bio Gas
21/61
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Produksi Biogas
Banyak faktor yang mempengaruhi keberhasilan produksi biogas, antara
lain:
1. Bahan Isian
Bahan baku isian berupa bahan organik seperti kotoran ternak, limbah
pertanian, sisa dapur dan sampah organik. Bahan isian harus terhindar dari bahan
anorganik seperti pasir, batu, beling dan plastik (Simamora, 2006).
Bahan baku dalam bentuk selulosa lebih mudah dicerna oleh bakteri
anaerobik. Sebaliknya, pencernaan akan lebih sukar dilakukan bakteri anaerob
jika bahan bakunya banyak mengandung zat kayu atau lignin. Kotoran sapi dan
kerbau sangat baik dijadikan bahan baku karena banyak mengandung selulosa
(Paimin, 2001).
2. Rasio Karbon Dan Nitrogen (C/N)
C/N rasio dengan nilai 30 (C/N = 30/1 atau karbon 30 kali dari jumlah
nitrogen) akan menciptakan proses pencernaan pada tingkat yang optimum, bila
kondisi yang lain juga mendukung. Bila terlalu banyak karbon, nitrogen akan
habis terlebih dahulu. Hal ini akan menyebabkan proses berjalan dengan lambat.
Bila nitrogen terlalu banyak (CN rasio rendah; misalnya 30/15), maka karbon
habis terlebih dahulu dan proses fermentasi berhenti (Fry, 1974).
Ternak ruminansia seperti sapi, kambing dan domba rata-rata lebih lama
dalam menghasilkan gas bio dibandingkan dengan ternak non ruminansia.
Lamanya produksi gas bio disebabkan oleh mutu pakan yang lebih rendah,
sehingga rasio C/Nnya tinggi akibatnya perkembangan mikroba pembentuk gas
lebih lama dibandingkan yang bermutu tinggi. Tinggi rendahnya mutu ini
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
22/61
tergantung pada nilai N (nitrogen) di dalam ransum. Namun demikian nilai N juga
tergantung pada C (karbon). Jadi, perbandingan C dan N akan menentukan lama
tidaknya proses pembentukan gas bio (Yunus, 1995).
tergantung pada nilai N (nitrogen) di dalam ransum. Namun demikian nilai N juga
tergantung pada C (karbon). Jadi, perbandingan C dan N akan menentukan lama
tidaknya proses pembentukan gas bio (Yunus, 1995).
Mikroorganisme membutuhkan nitrogen dan karbon untuk proses
asimilasi. Karbon digunakan sebagai energi sedangkan nitrogen digunakan untuk
membangun struktur sel. Bakteri penghasil metana menggunakan karbon 30 kali
lebih cepat dari pada nitrogen (Fry, 1974).
Mikroorganisme membutuhkan nitrogen dan karbon untuk proses
asimilasi. Karbon digunakan sebagai energi sedangkan nitrogen digunakan untuk
membangun struktur sel. Bakteri penghasil metana menggunakan karbon 30 kali
lebih cepat dari pada nitrogen (Fry, 1974).
3. Kandungan Bahan Kering3. Kandungan Bahan Kering
Bahan isian dalam pembuatan bio gas harus berupa bubur. Bentuk bubur
ini dapat diperoleh bila bahan bakunya mempunyai kandungan air yang tinggi.
Bahan baku dengan kadar air yang rendah dapat dijadikan berkadar air tinggi
dengan menambahkan air ke dalamnya dengan perbandingan tertentu sesuai
dengan kadar bahan kering bahan tersebut. Bahan baku yang paling baik
mengandung 7-9 % bahan kering (Paimin, 2001).
Bahan isian dalam pembuatan bio gas harus berupa bubur. Bentuk bubur
ini dapat diperoleh bila bahan bakunya mempunyai kandungan air yang tinggi.
Bahan baku dengan kadar air yang rendah dapat dijadikan berkadar air tinggi
dengan menambahkan air ke dalamnya dengan perbandingan tertentu sesuai
dengan kadar bahan kering bahan tersebut. Bahan baku yang paling baik
mengandung 7-9 % bahan kering (Paimin, 2001).
Ternyata kotoran masing-masing jenis ternak mempunyai kandungan
bahan kering yang berbeda-beda. Perbedaan bahan kering yang dikandung
berbagai macam kotoran ternak akan membuat penambahan air yang berlainan.
Untuk lebih jelasnya dapat diterangkan seperti pada tabel di bawah ini.
Ternyata kotoran masing-masing jenis ternak mempunyai kandungan
bahan kering yang berbeda-beda. Perbedaan bahan kering yang dikandung
berbagai macam kotoran ternak akan membuat penambahan air yang berlainan.
Untuk lebih jelasnya dapat diterangkan seperti pada tabel di bawah ini.
Tabel 3. Kandungan bahan kering kotoran beberapa jenis ternakTabel 3. Kandungan bahan kering kotoran beberapa jenis ternak
Jenis KotoranJenis Kotoran Bahan Kering (%)Bahan Kering (%)
Sapi- betina potong- betina perah
1214
Ayam-petelur-pedaging
2625
Babi- dewasa 9
Domba 26Sumber: Fontenot et al.(1983).et al.(1983).
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
23/61
Setiap kotoran atau bahan baku akan berbeda sifat pengencerannya.
Kotoran sapi segar misalnya, mempunyai kadar bahan kering 18 %. Agar
diperoleh kandungan bahan isian sebesar 7-9 % bahan kering, bahan baku
tersebuit perlu diencerkan dengan air dengan perbandingan 1:1 (bahan baku : air).
Adonan tersebut lalu diaduk sampai tercampur rata (Paimin, 2001).
4. Temperatur
Gas metana dapat diproduksi pada 3 tingkat temperature sesuai dengan
bakteri yang hadir. Bakteri psyhriphilic 0-7 oC, bakteri mesophilic pada
temperatur 13-40 oC sedangkan termophilic pada temperatur 55-60 oC.
Temperatur yang optimal untuk digester adalah temperatur 30-35 oC, kisaran
temperatur ini mengkombinasikan kondisi terbaik untuk pertumbuhan bakteri dan
produksi metana di dalam digester dengan lama proses yang pendek. Temperatur
yang tinggi atau pada tingkat termophilic jarang digunakan karena sebagian besar
bahan sudah dicerna dengan baik pada tingkat temperatur mesophilic, selain itu
bakteri termophilic mudah mati karena perubahan temperatur (Fry, 1974).
Dekomposisi bahan-bahan organik dibawah kondisi anaerobik
menghasilkan suatu gas yang sebagian besar terdiri atas campuran metana dan
arang oksida. Gas ini dikenal sebagai gas rawa ataupun bio gas. Campuran gas ini
adalah hasil dari fermentasi atau peranan anaerobic disebabkan sejumlah besar
mikroorganisme terutama bakteri metana. Suhu yang baik untuk proses fermentasi
adalah 30 oC hingga kira-kira 55 oC (Kamaruddin, dkk, 1995).
Tempertur yang tinggi akan memberikan hasil biogas yang baik namun
suhu tersebut sebaiknya tidak boleh melebihi suhu kamar. Bakteri ini hanya dapat
subur bila suhu disekitarnya berada pada suhu kamar. Suhu yang baik untuk
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
24/61
proses pembentukan biogas berkisar antara 20-40 oC dan suhu optimum antara 28-
30 oC (Paimin, 2001).
5. Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman (pH) sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan
aktivitas bakteri. Kisaran pH optimal untuk produksi metana adalah 7-7,2 tetapi
pada kisaran 7,2-8,0 masih diizinkan. Untuk mencegah penurunan pH pada awal
pencernaan dan menjaga pH pada kisaran yang diizinkan, maka dibutuhkan buffer
yakni dengan penambahan larutan kapur (Kamaruddin, dkk, 1995).
Derajat keasaman sangat berpengaruh terhadap kehidupan
mikroorganisme. Derajat keasaman yang optimum bagi kehidupan
mikroorganisme adalah 6,8-7,8. Pada tahap awal fermentasi bahan organik akan
terbentuk asam (asam organik) yang akan menurunkan pH. Untuk mencegah
terjadinya penurunan pH dapat dilakukan dengan menambahkan larutan kapur
(Ca(OH)2) atau kapur CaCO3 (Simamora, 2006).
6. Lama Fermentasi
Secara umum menurut Sweeten (1979), yang disitasi oleh Fontenot
(1983), menerangkan bahwa proses fermentasi/pencernaan limbah ternak di dalam
tangki pencerna dapat berlangsung 60-90 hari, tetapi menurut Sahidu (1983),
hanya berlangsung 60 hari saja dengan terbentuknya gas bio pada hari ke-5
dengan suhu pencernaan 28 oC, sedangkan menurut Hadi (1981), gas bio sekitar
10-24 hari.
Produksi biogas sudah terbentuk sekitar 10 hari. Setelah 10 hari fermentasi
sudah terbentuk kira-kira 0.1-0.2 m3/kg dari berat bahan kering. Peningkatan
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
25/61
penambahan waktu fermentasi dari 10 hari hingga 30 hari meningkatkan produksi
biogas sebesar 50% (Hadi, 1981).
Pada hari ke 30 fermentasi jumlah gas bio yang terbentuk mencapai
maksimal, dan setelah 30 hari fermentasi terjadi penurunan jumlah gas bio
(Sembiring, 2004).
Tabel 4. Lama pencernaan kotoran ternak di dalam tangki pencernaJenis Kotoran Ternak Lama Cerna (hari)Sapi 60-80Babi 40-60
Ayam 80Kambing/Domba 80-100
Sumber: Yunus (1995).
Digester Biogas
Reaktor biogas dapat diklasifikasikan berdasarkan susunan konstruksi
penampung gas, yaitu: (a) kombinasi reaktor/penampung gas: fixeddome dan
flexible bag, (b) penampung gas terapung, terdiri dari: tanpa sekat air dan dengan
sekat air, dan (c) penampung gas terpisah (Anonim, 1980).
Terdapat dua tipe digester yang telah dikembangkan, antara lain: tipe
batch, pada tipe ini bahan organik ditempatkan di tangki tertutup dan dan diproses
secara anaerobik selama 2-6 bulan tergantung pada jumlah bahan yang akan
dimasukkan. Isi dari digester biasanya dihangatkan dan dipertahankan
temperaturnya.
Tipe digester ini tidak membutuhkan banyak perhatian selama proses.
Meskipun demikian hampir semua bahan organik tetap akan diproses. Efisiensi
maksimal dari proses hanya dapat diharapkan bila digester diisi dengan hati-hati.
Ruang yang terbuang dan udara yang terjebak didalam bahan isian (sludge) harus
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
26/61
dihindarkan karena akan menghambat pembentukan gas metana. C/N rasio harus
dikontrol dengan baik pada awal proses, karena sulit untuk memperbaiki bila
digester sudah mulai memproses (Meynell, 1976).
Tipe aliran kontiniu (Continous Flow Type), pada tipe ini terdapat aliran
bahan baku masuk dan residu keluar pada selang waktu tertentu sesuai dengan
keinginan. Pengisian bahan baku kedalam digester dilakukan secara kontiniu
yakni setiap hari, dilakukan pada minggu ketiga dan keempat setelah pengisian
awal dan demikian rentang waktu selanjutnya mengikuti pola diatas tanpa
mengeluarkan atau membuang bahan isian awal. (Karim dkk, 2005).
Terdapat beberapa jenis digester gas bio yang biasa digunakan. Digester
dibuat dengan bahan dasar batu bata dan semen. Digester tersebut yaitu fixed
dome dan floating drum. Jenis fixed dome terdiri dari bagian pencerna yang
berbentuk kubah yang tidak dapat dipindah-pindah, penahan gas kaku, dan
baskom pemindah substrat (keseimbangan). Bagian silinder pencerna terbuat dari
beton, walaupun demikian efektifitas penggunaan gasnya rendah, karena fluktuasi
tekanan yang tidak konstan, selain itu bahan beton tidak kedap air, sehingga pada
bagian penyimpanan gas harus dicat dengan bahan yang kedap udara seperti ;atels
atau cat sintetis. Digesterfloating drum terdiri dari ruangan pencerna berbentuk
silinder atau kubah yang dapat bergerak, penahan gas mengapung. Pergerakan
penahan gas dipengaruhi oleh proses fermentasi dan pembentukan gas. Bagian
drum sebagai tempat tersimpannya gas yang terbentuk mempunyai rangka
pengarah agar pergerakan drum stabil.
Produksi gas bio yang dihasilkan dari bahan kotoran sapi mencapai 1,4
m3/hari atau setara dengan 0,8 liter minyak tanah per hari, apabila menggunakan
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
27/61
biodigester dengan kapasitas 8,8 m3. Lama waktu pemanfaatan alat ini bergantung
pada spesifikasi penyimpan gas dalam plastik polyethilene. Untuk pemanfaatan
tungku pemasak selama 4-5 jam memerlukan alat biodigester dengan kapasitas
penyimpan gas 2,5 m3 (Amaru, dkk, 2006).
Reaktor skala menengah telah bersifat komersil, karena dipasarkan secara
bebas dan mendapatkan pengakuan. Dilihat dari sisi konstruksinya, pada
umumnya reaktor biogas dapat digolongkan dalam dua jenis yaitu :
1. Fixed Dome (Tangki Tetap)
Reaktor biogasfixed dome mewakili konstruksi reaktor yang memiliki volume
tetap sehingga produksi gas akan meningkatkan tekanan di dalam reaktor.
2. Floating Drum (Tangki Terapung)
Reaktor biogasfloating drum berarti ada bagian pada konstruksi reaktor yang
bisa bergerak untuk menyesuaikan dengan kenaikan tekanan reaktor.
Pergerakan bagian reaktor tersebut juga menjadi tanda telah dimulainya
produksi gas dalam reaktor biogas. Tangki ini dapat dibedakan atas dua jenis.
Jenis pertama ialah tangki yang diletakkan diatas bahan mentah yang sedang
berfermentasi di dalam tangki. Sedangkan jenis kedua ialah tangki yang
diletakkan diatas air dalam satu tangki yang berbeda. Tiang-tiang penunjuk
perlu digunakan supaya tangki terapung tidak saling bersinggungan
(Indartono, 2005).
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
28/61
METODOLOGI PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober-Desember 2007 di
Laboratorium Teknik Pertanaian, Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas
Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang akan digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Tangki (drum) besi
2. Kotoran sapi
3. Air
4. EM4
5. Jerami Padi
6. Pipa Besi
7. Pipa PVC
8. Selang
9. Kran Gas
10.Besi Siku
11.Plat Besi
12.Baut dan Mur
13.Lem Pipa
14.Isolasi Pipa
15.Pengikat Selang
16.Pentil Ban
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
16
7/27/2019 Ralat Bio Gas
29/61
17.Dempul
18.Cat
Alat yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Las Karbit
2. Manometer Air
3. Gergaji Besi
4. Pahat Besi
5. Timbangan
6. Goni
7. Ember
8. Palu
9. Kalkulator
10.Gelas Ukur
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode eksperimental untuk mengetahui
kinerja dari alat penghasil biogas yang dirancang dengan menguji coba alat di
Laboratorium Teknik Pertanian.
Prosedur Penelitian
1) Persiapan
- Membuat gambar serta merancang bentuk dan ukuran alat.
- Menyediakan bahan dan alat yang akan digunakan dalam pembuatan alat.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
30/61
2) Pembuatan Alat Penghasil Biogas Model Terapung
a. Pembuatan Digester (Tangki Pencerna)
- Disediakan tangki (drum) besi dengan dimensi:
Diameter : 60 cm
Tinggi : 85 cm
- Tutup tangki yang berlubang dibuka agar mudah dalam pembersihan dan
pengecatan bagian dalam tangki.
- Pada kedua tutup tangki dibuat lubang dengan diameter yang lebih besar
sedikit dari 2 inci, posisi lubang berjarak 5 cm dari tepi tutup.
- Tutup tangki dilas kembali dan diberi dempul agar tidak terjadi
kebocoran.
- Pada sisi tangki dibuat lubang dengan diameter lebih besar sedikit dari
0,5 inci dengan posisi lubang tepat ditengah sisi tangki.
- Disediakan dua buah pipa besi berdiameter 3 inci dengan panjang 35 cm
dan 50 cm.
- Pipa 35 cm dan 50 cm dilas kelubang yang ada pada kedua tutup tangki
dengan posisi kemiringan kira-kira 45o dari tutup dan pipa ini berfungsi
sebagai saluran pemasukan dan pengeluaran bahan.
- Untuk menguatkan kedudukan pipa, maka dilas besi siku pada pipa dan
dihubungkan ke tutup tangki.
- Disediakan pipa besi berdiameter 0,5 inci dan dipotong dengan
panjangnya masing-masing 12 cm dan 13 cm.
- Disediakan kran gas yang masing-masing ujung kran dihubungkan
dengan kedua pipa 0,5 inci tersebut.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
31/61
- Pipa 13 cm dilas ke lubang pada sisi tangki dan berfungsi sebagai
saluran gas ke tangki pengumpul gas.
b. Pembuatan Tangki Penyekat
- Disediakan tangki besi yang berdimensi sama dengan tangki pencerna.
- Tutup tangki yang berlubang dibuka dan tidak digunakan.
- Pada ujung sisi tangki yang tidak bertutup, di pasang baut sebanyak 12
buah yang berfungsi sebagai penyambung ke batang penyangga.
c. Pembuatan Tangki Pengumpul
- Disiapkan tangki besi berdimensi:
Diameter : 50 cm
Tinggi : 80 cm
- Tutup tangki yang berlubang dibuka dan tidak digunakan seperti
pembuatan tangki penyekat.
- Pada tutup tangki dibuat dua lubang dengan diameter kira-kira 0,5 inci.
Kedua lubang berada pada garis dimeter tutup dan berjarak 5 cm dari
tepi tutup.
- Dipotong pipa besi berdiameter 0,5 inci sepanjang 25 cm satu buah, 13
cm dua buah, dan 50 cm satu buah.
- Kedua pipa 13 cm dirangkaikan dengan kran.
- Pipa besi 25 cm dan pipa yang telah dihubungkan dengan kran dilas ke
masing-masing lubang. Pipa tersebut berfungsi sebagai pipa pemasukan
gas dan pipa pengeluaran gas dari tangki pengumpul.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
32/61
- Dipotong besi siku kira-kira sepanjang 30 cm, dilas pada tutup tangki
dengan posisi berada pada garis diameter dan diantara pipa pemasukan
dan pengeluaran gas.
- Kemudian pipa besi dilas tepat pada bagian tengah besi siku dengan
posisi tegak lurus.
d. Pembuatan Batang Penyangga
- Besi siku dipotong dengan ukuran 50 cm, 35 cm, dan 10 cm, masing
masing sebanyak 3 buah.
- Pada besi siku 50 cm kedua ujung dipotong dengan kemiringan 45o,
sedangkan pada besi siku lainnya hanya pada salah satu ujungnya saja,
kemudian ketiga besi siku dilas.
- Dipotong plat besi dengan ukuran kira-kira 6 x 8 cm sebanyak 3 buah
dan diberi lubang disambungkan ke masing masing besi siku.
- Dipotong pipa besi kira-kira 10 cm dengan diameter lebih besar dari 0,5
inci.
- Ketiga sambungan besi siku dilas ke potongan pipa besi tersebut dengan
poisi ketiga besi siku membentuk sudut 120o.
e. Uji Kebocoran
- Tangki pencerna, tangki pengumpul dan tangki penyekat diisi air hingga
penuh.
- Jika ada air yang keluar dari masing masing tangki, maka diberi tanda
agar dapat dilakukan penambalan pada kebocoran-kebocoran tersebut.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
33/61
f. Perangkaian
- Tangki pengumpul dimasukkan ke tangki penyekat yang telah berisi air
sebagai media pengapung.
- Batang penyangga disambungkan ke tangki penyekat.
- Pada pipa pengeluaran gas yang di digester dipasang pipa T, dimana
kedua ujungnya dihubungkan dengan selang untuk pengaliran gas ke
tangki pengumpul dan ke manometer.
- Selang yang telah terpasang didigester kemudian di sambungkan ke pipa
pemasukan gas yang ada pada tangki pengumpul.
- Untuk menghindari kebocoran pada selang diberikan lem pipa, isolasi
pipa, serta pengikat selang.
3) Penyiapan Bahan Isian Digester
Bahan yang digunakan berupa campuran kotoran sapi, jerami padi, air, dan
EM4 (Effective Mikroorganism) sebagai starter. EM4 yang digunakan sebanyak
41,1 ml.
Banyaknya bahan campuran dan air digunakan perbandingan 1:1,5. Untuk
memperoleh volume total campuran 176 liter yaitu :
Bahan campuran : 70,4 liter
Air : 105,6 liter
Banyaknya jerami padi yang dicampurkan kedalam kotoran sapi untuk
memperoleh kandungan C/N 30 dan volume bahan campuran 70,4 liter adalah
menggunakan perhitungan sebagai berikut :
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
34/61
BahanMasukan
C/N %NBerat(Kg)
Kandungan C (Kg) Kandungan N (Kg)
KotoranSapi
19,86 2,05 % 53,219,86 x (2,05% x 53,2) =
21,6593162,05% x 53,2= 1,0906
JeramiPadi
143,46 0,57 % 17,2143,46 x (0,57% x 17,2)
= 14,06481840,57% x 17,2 = 0,09804
300,098040906,1
0648184,14659316,21
C=
+
+=
NKandungan
Kandungan
Berdasarkan perhitungan diatas maka bahan campuran yang dibutuhkan
yaitu kotoran sapi sebanyak 53,2 kg dan jerami padi sebanyak 17,2 kg.
4) Proses Pemasukan Bahan ke dalam Alat Penghasil Biogas
Proses pencampuran bahan isian (kotoran sapi, jerami padi, air dan EM4)
dilakukan di dalam ember sampai diperoleh campuran yang homogen. Setelah
campuran benar-benar homogen, maka dilanjutkan pengisian kedalam digester
yang dilakukan pada hari yang sama.
5) Proses Fermentasi
Fermentasi yang dilakukan pada proses pembentukan biogas yaitu
fermentasi aneorob. Oleh karena itu digester harus diamati dan diawasi jangan
sampai terjadi kebocoran, karena sedikit saja isian digester kontak udara luar,
maka fermentasi tidak akan berlangsung. Setelah 7 hari fermentasi dilakukan
pembuangan gas yang ada pada tangki pengumpul dengan tujuan agar gas yang
masih banyak mengandung CO2 terbuang. Kemudian dilakukan pengamatan
parameter dimulai pada hari ke 8.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
35/61
Pengamatan Parameter
Adapun parameter yang diamati adalah:
1. Performansi Alat
Pengamatan performansi dari alat penghasil biogas model terapung ini
dilakukan dengan cara melihat kinerja alat mulai dari memasukkan bahan hingga
alat dapat diaplikasikan ke kompor biogas.
2. Tekanan Biogas
Pengukuran tekanan biogas dilakukan dengan melihat angka atau nilai
yang ditunjukkan oleh manometer U yang diukur tiap hari pada tangki pencerna.
Besarnya nilai tekanan yang ditunjukkan pada manometer U menunjukkan
besarnya tekanan dan produksi biogas yang dihasilkan.
3. Volume Biogas
Pengukuran volume gas yang dihasilkan dilakukan dengan melihat
perubahan ketinggian tangki pengumpul.
4. Lama Nyala Api
Lama nyala api dihitung dengan melihat lamanya waktu yang terpakai
pada kompor gas mulai dari api menyala hingga api mati.
5. Analisis Ekonomi
Perhitungan biaya dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang
dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap.
Biaya Pokok = CBTTx
BT
+ .. (1)
dimana:
BT = Total biaya tetap (Rp/tahun)
BTT = Total biaya tidak tetap (Rp/tahun)
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
36/61
x = Total jam kerja per tahun (jam/tahun)
C = Kapasitas Alat (jam/kg)
a. Biaya tetap (Rp/tahun)
Menurut Darun (2002), biaya tetap terdiri dari:
1) Biaya Penyusutan
D =n
SP .(2)
dimana:
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai Awal (harga beli/pembuatan) alat (Rp)
S = Nilai akhir (10% dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun)
2) Biaya bunga modal
I =nnPi
2)1)((
+..(3)
dimana:
i = Persentase bunga modal (15%)
3) Biaya Pajak
Di Indonesia masih belum ada ketentuan besar pajak secara khusus
untuk peralatan pertanian, diperkirakan bahwa biaya pajak adalah 2%
per tahun dari nilai awalnya.
4) Biaya Gudang/garasi
Biaya gudang ataupun gedung diperkirakan berkisar antara 0,5-1%,
rata-rata diperhitungkan 1% dari nialai awal (P) per tahun.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
37/61
b) Biaya Tidak Tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari:
1) Biaya Reparasi/perbaikan
Biaya reparasi ataupun perbaikan dapat dihitung dengan persamaan:
BR =jam
SP
1000
)%(2,1 .(4)
2) Biaya Perawatan
Biaya perawatan adalah sebesar 10% dari nilai awal dibagi 1000 jam
Biaya Perawatan = 10% x jamRpjam
Rp/,53.
1000
000.530.=
3) Biaya Bahan Isian
Biaya bahan isian diperoleh dari total biaya bahan isian (kotoran
sapi, jerami padi, EM4, dan air) dibagi dengan lama fermentasi.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
38/61
HASIL DAN PEMBAHASAN
Performansi Alat
Alat penghasil biogas model terapung ini terbuat dari bahan yang murah
dan mudah didapat, yaitu terbuat dari tangki besi yang biasa digunakan untuk
penyimpanan minyak tanah. Alat ini terdiri atas tiga komponen utama yaitu:
- tangki pencerna (digester)
- tangki penyekat, dan
- tangki pengumpul gas.
Hal ini sesuai dengan Yunus (2005) yang menyatakan bahwa digester atau tangki
pencerna dapat dibuat dari bahan plastik, karet, drum, dan semen atau beton.
Alat penghasil biogas model terapung ini bekerja dengan cara
memasukkan bahan isian (kotoran sapi, jerami, air, dan EM4) dengan
perbandingan bahan isian dan air 1:1,5 melalui saluran pemasukan. Campuran
bahan diaduk terlebih dahulu secara merata (homogen), agar pemasukan bahan ke
digester dapat berlangsung dengan baik. Untuk mengkondisikan digester anaerob
maka pada lubang saluran pemasukan dan pembuangan ditutup.
Produksi gas yang dihasilkan dari fermentasi anaerob oleh digester mulai
pada hari ke delapan, hal ini sesuai dengan yang dinyatakan oleh Hadi (1990)
yang menyatakan bahwa produksi biogas sudah terbentuk sekitar 10 hari. Gas
yang dihasilkan dengan sendirinya mengalir ke tangki penampung gas. Dengan
memanfaatkan gaya dorong air yang ada pada tangki penyekat maka massa tangki
pengumpul dapat terangkat dengan semakin bertambahnya produk biogas. Agar
pergerakan kenaikan tangki pengumpul tetap dalam keadaan vertikal maka
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
26
7/27/2019 Ralat Bio Gas
39/61
dipasang batang penyangga. Jika tangki pada ketinggian maksimalnya (40 cm)
maka gas dapat diaplikasikan ke kompor biogas. Dengan memanfaatkan tekanan
dari tangki pengumpul, maka gas dapat dialirkan ke kompor biogas. Besar
kecilnya api dapat disesuaikan dengan mengubah-ubah posisi kran yang ada pada
tangki pengumpul.
Secara konstruksi alat ini termasuk kedalam jenis floating drum karena
produksi gas yang dihasilkan dari tangki pencerna memiliki tekanan yang cukup
untuk mengapungkan/mengangkat tangki pengumpul. Hal ini sesuai dengan yang
dinyatakan oleh Indartono (2005) yang menyatakan bahwa floating drum berarti
ada bagian pada konstruksi reaktor yang bisa bergerak untuk menyesuaikan
dengan kenaikan tekanan reaktor, pergerakan bagian reaktor tersebut juga menjadi
tanda telah dimulainya produksi gas dalam reaktor biogas.
Tekanan Biogas
Tekanan biogas selama fermentasi cenderung mengalami perubahan yaitu
mengalami kenaikan dan penurunan. Dari grafik dibawah ini dapat dilihat
perubahan tekanan selama fermentasi.
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0 8 16 20 23 26 29 32 36 40 44 48 52 56 61 66 71 77 83 90 98 108
Lama Fermentasi (Hari)
Tekanan
(Psi)
Gambar 2. Grafik hubungan antara lama fermentasi terhadap tekanan biogas
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
40/61
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa produksi biogas tertinggi adalah
pada hari fermentasi ke 29. Hal ini sesuai dengan pernyataan Hadi (1981) yang
menyatakan bahwa peningkatan penambahan waktu fermentasi dari 10 hari
hingga 30 hari meningkatkan produksi biogas sebesar 50%. Setelah hari
fermentasi ke 29 tekanan biogas cenderung mengalami penurunan, hal ini sesuai
dengan pernyataan Sembiring (2004) yang menyatakan bahwa pada hari ke 30
fermentasi jumlah gas bio yang terbentuk mencapai maksimal, dan setelah 30 hari
fermentasi terjadi penurunan jumlah gas bio.
Tekanan biogas mulai terjadi pada hari fermentasi ke 8 sebesar 0,0989 Psi.
Hal ini berarti bahwa biogas telah dihasilkan pada hari ke 8 dan mencapai produk
gas maksimum pada hari ke 29.Total tekanan biogas sampai dengan hari ke 108
sebesar 11,4320 Psi sehingga rata-ratanya adalah 0,1132 Psi. Dengan nilai tekanan
tersebut, alat penghasil biogas model terapumg ini dapat dipergunakan untuk
menyalakan api pada kompor biogas.
Volume Biogas
Perubahan volume pada alat penghasil biogas ini dimulai pada hari
fermentasi ke 8. Penampung gas pada alat ini mencapai maksimum pada
ketinggian 60 cm, dan selama 100 hari mengalami 20 kali keadaan maksimum
(Lampiran 6). Dari hasil penelitian diperoleh rentang hari yang berbeda-beda
untuk mencapai kondisi penampung gas maksimum. Dari Gambar 3 dapat dilihat
hubungan periode penuh dan lama rentang volume penuh.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
41/61
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Periode Penuh Ke-
LamaRentangVolume
Penuh
(Hari)
Gambar 3. Grafik hubungan antara periode penuh ke terhadap lama rentangvolume.
Dari gambar 3 dapat dilihat bahwa lama rentang volume penuh yang
paling cepat adalah pada periode 3 sampai periode 6 yaitu selama 3 hari. Periode
ini terjadi pada hari ke 20 sampai dengan ke 32 setelah fermentasi. Setelah
periode ke 6 lama rentang hari penuh yang dibutuhkan semakin besar yaitu 10
hari, periode tersebut terjadi pada hari ke 98 sampai dengan 108 setelah
fermentasi, hal ini diduga karena produksi biogas yang menurun.
Total kenaikan tangki selama 100 hari adalah 1200 cm dan volume
totalnya adalah 2355000 cm3 atau 2355 liter (Lampiran 6). Dengan mengetahui
volume tersebut maka produksi biogas yang dihasilkan oleh alat penghasil biogas
model terapung ini adalah 23,55 liter/hari
Jika dilihat dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Amaru (2006) yang
menyatakan bahwa biodigester dengan volume bahan isian 8,8 m3 dapat
menghasilkan biogas 1,4 m3 per hari nya, maka alat penghasil biogas model
terapung ini, dengan volume bahan isian 176 liter (0,176 m3) dapat menghasilkan
biogas 23,55 liter/hari (0,02355 m3/hari), sudah memiliki produksi yang baik.
7/27/2019 Ralat Bio Gas
42/61
Lama Nyala Api
Lama nyala api diperoleh dari pengujian api pada kompor biogas,
pengujian dilakukan pada saat volume tangki penampung gas mencapai
maksimum. Dari hasil pengamatan selama 100 hari, terjadi 20 kali tangki
maksimum dan 18 kali gas diuji pada kompor biogas. Keadaan tangki pengumpul
maksimum pertama kalinya terjadi pada hari ke 16 fermentasi, akan tetapi belum
dapat menghasilkan nyala api yang dapat diaplikasikan kekompor biogas, begitu
juga pada hari ke 20 (Lampiran 7). Total keseluruhan lama nyala api yang
diperoleh adalah 13172 detik atau 3 jam 39 menit 36 detik, dan lama nyala api
rata-rata dalam sekali pemakaian alat ke kompor adalah 732 detik atau 12 menit
12 detik.
Jika dibandingkan dengan hasil penelitian Amaru (2006) yang menyatakan
bahwa biodegester dengan kapasitas penyimpan gas 2,5 m3 dapat dimanfaatkan
untuk tungku pemasak selama 4-5 jam, maka alat penghasil biogas model
terapung ini, dengan kapasitas penampung gas 0,11775 m3 (Lampiran 6) memiliki
lama nyala api 732 detik atau 12 menit 12 detik (0,203jam), sudah memiliki lama
nyala api yang cukup baik.
Hubungan lama fermentasi dan lama nyala api dapat dilihat melalui
gambar grafik dibawah ini.
0
200
400
600
800
1000
1200
0 8 16 20 23 26 29 32 36 40 44 48 52 56 61 66 71 77 83 90 98 108
LamaNyalaApi(dtk
Lama Fermentasi (Hari)
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
Gambar 4. Grafik hubungan antara lama fermentasi terhadap lama nyala api
7/27/2019 Ralat Bio Gas
43/61
Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa lama nyala api yang paling besar
adalah pada saat hari fermentasi ke 26. Lama nyala api tersebut dipengaruhi oleh
kandungan metan yang cukup besar sehingga biogas dapat terbakar. Hal ini sesuai
dengan pernyataan Harahap (1978) yang menyatakan bahwa gas metan (CH4)
adalah komponen penting dan utama dari biogas karena memiliki kadar kalor
yang cukup tinggi, dan jika gas yang dihasilkan dari proses fermentasi anaerob ini
dapat terbakar, berarti sedikitnya mengandung 45% gas metan.
Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi berguna untuk mengetahui apakah layak atau tidaknya
suatu alat untuk digunakan dalam menghasilkan suatu produk. Dengan analisa
ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat
akan dapat diperhitungkan.
Perhitungan biaya dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang
dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap.
1. Biaya tetap (Rp/tahun)
a. Biaya Penyusutan
D = =
n
SP=
,400.95.
5
000.53.000.530.Rp
RpRp
b. Biaya bunga modal
I = =+
=+
,700.47.5.2
)15(000.530.%(15
2
)1)((Rp
Rp
n
nPi
c. Biaya Pajak
BP = 2%.P = 2% x Rp.530.000 = Rp.10.600,-
d. Biaya Gudang
BG = 1% P = 1% x 530.000 = Rp.5.300,-
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
44/61
Total Biaya tetap = Rp.159.000,-/tahun.
2) Biaya Tidak Tetap (Rp/jam)
a. Biaya Reparasi
BR = jamRpjam
RpRp
jam
SP/724,5.
1000
)000.53.000.530.%(2,1
1000
)%(2,1=
=
b. Biaya Perawatan
Biaya perawatan adalah sebesar 10% dari nilai awal dibagi 1000 jam
Biaya Perawatan = 10% x jamRp
jam
Rp/,53.
1000
000.530.=
c. Biaya Bahan Isian
Biaya bahan isian diperoleh dari total biaya bahan isian dibagi dengan lama
fermentasi.
Biaya Bahan isian =jam
Rp
2400
2,493.10.= Rp. 4,37/jam.
Total biaya tidak tetap = Rp.63,09/jam..
Sehingga total biaya pokok dapat diperoleh dari persamaan berikut:
Biaya Pokok = CBTTx
BT
+
C =DibutuhkanYangWaktu
GasTotalVolumeliter/jam
=hari100
liter2355= 0,98 liter/jam.
Biaya Pokok = literjamxjamRpjam
Rp/02,1/09,63.
1000
000.159.
+
= Rp.226,5/liter.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
45/61
Berdasarkan nilai diatas dapat diketahui bahwa biaya pokok yang harus di
keluarkan untuk menghasilkan biogas per liternya adalah Rp.226,5/liter. Jika
dibandingkan dengan harga LPG per kilogram, maka alat ini memiliki biaya yang
sedikit jauh berbeda dengan LPG di pasaran yaitu Rp.5.625,-per kilogram atau
setara dengan Rp.10,8/liter ( LPG = 2,02 kg/m3).
Dengan melihat harga produksi diatas maka alat ini dari segi ekonomis
cukup menguntungkan. Begitu juga jika dilihat dari segi pemanfaatan limbah
pertanian maka cukup baik, karena dengan alat ini gas yang dihasilkan dari limbah
pertanian tersebut dapat dimanfaatkan, secara tidak langsung dapat mengurangi
pencemaran lingkungan, dan jika bahan isian tidak berproduksi lagi maka dapat
digunakan sebagai pupuk.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
46/61
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Alat penghasil biogas modal terapung ini terbuat dari bahan-bahan yang
murah dan gampang didapat.
2. Tekanan rata-rata biogas yang diperoleh dari alat penghasil biogas model
terapung ini adalah 0,1132 Psi/hari.
3. Volume biogas yang dihasilkan oleh alat penghasil biogas model terapung
ini selama hari adalah 23,55 liter/hari.
4. Lama nyala api yang dihasilkan oleh alat penghasil biogas model terapung
ini adalah 12,2 menit (12 menit 12 detik)
5. Biaya pokok produksi yang harus dikeluarkan untuk menghasilkan biogas
dari alat penghasil biogas model terapung ini adalah Rp.226,5/liter.
Saran
1. Untuk menghasilkan produksi gas yang lebih besar maka diperlukan
volume tangki pencerna (digester) yang lebih besar.
2. Perlu dirancang kembali konstruksi dan volume penampung gas yang
lebih besar agar diperoleh lama nyala api yang lebih lama.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
34
7/27/2019 Ralat Bio Gas
47/61
DAFTAR PUSTAKA
Amaru, K., Michael A., Dian Y. S., Indah K., 2006. Teknologi Digester Gas BioSkala RumahTangga.http://infoinfoanyar.blogspot.com/2007/08/biogas.html [ 9 Januari 2008].
Anonim, 1980. Guidebook on Biogas Development. Energy ResourcesDevelopment. United Nations: Economic and Social Commission for Asiaand the Pacific, Bangkok, Thailand.
Darun, 2002. Ekonomi Teknik. Jurusan Teknilogi Pertanian, Fakultas PertanianUSU, Medan.
Fontenot, J.P, L.W. Smith and A.L. Sutton, 1983. Alternative Utilization ofAnimal Waste. J. Anim. Sci. Vol. 57, London.
Fry, L.J., 1973. Methane Digesters for Fuel Gas and Fertilizer.http://journeytoforever.org/biofuel_library/MethaneDigesters/MD1.html[6 april 2007].
Gunnerson , C.G., and D.C. Stuckey, 1986. Integrated Resources RecoveryAnaerobic Digestion Participles for Biogas System. World Bank Technical
paper Number 49, Washington DC.
Hadi, N., 1981. Gas Bio Sebagai Bahan Bakar. Lemigas, Cepu.
Harahap, F.M., 1978. Teknologi Gas Bio, Pusat Tenologi Pembangunan ITB,Bandung
Indartono, Y. S., 2005. Reaktor Biogas Skala Kecil Dan Menengah (BagianPertama).http://www.beritaiptek.com/static.php, [11 Januari 2007].
Kamaruddin, A., Abdul, KI., Nirwan Sregar, Endah Agustina, Almansyah, M.Yamin, Edy, H., Y. Aris Purwanto., 1995. Energi dan Listrik Pertanian,
Academic Development of The Graduate Program, IPB. Bogor.
Karim, K., Hoffmann, R., Klasson,.T., Al-Dahhan, MH., 2005. AnaerobicDigestion Of Animal Waste. Bioresource Technology, London.
Kumbahan dan industri, 1979. Sekeliling Effluen Kumbahan dan Industri.http://www.agrolink.moa.my/jph/dvs/booklets/farmingguides/feedlot ,[15 Januari 2007].
Meynell, P.J., 1976, Methane : Planning a Digester. Prism Press, Great Britain.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
http://infoinfoanyar.blogspot.com/2007/08/biogas.htmlhttp://journeytoforever.org/biofuel_library/MethaneDigesters/MD1.html%20%20%20%20%5B6http://journeytoforever.org/biofuel_library/MethaneDigesters/MD1.html%20%20%20%20%5B6http://www.agrolink.moa.my/jph/dvs/booklets/farmingguides/feedlothttp://www.agrolink.moa.my/jph/dvs/booklets/farmingguides/feedlothttp://journeytoforever.org/biofuel_library/MethaneDigesters/MD1.html%20%20%20%20%5B6http://journeytoforever.org/biofuel_library/MethaneDigesters/MD1.html%20%20%20%20%5B6http://infoinfoanyar.blogspot.com/2007/08/biogas.html7/27/2019 Ralat Bio Gas
48/61
Musanif, J., Wildan A.A., David M.N., 2006. Biogas skala Rumah Tangga.Departemen Pertanian, Jakarta.
Paimin., 2001. Alat Pembuat Biogas Dari Drum, Penebar Swadaya. Jakarta.
Sahidu, S., 1983. Kotoran Sapi Sebagai Sumber Energi, Dewaruci press, Jakarta.
Sembiring., 2004. Pengaruh Berat Tinja Ternak dan Waktu Terhadap HasilBiogas. Laporan Penelitian. Jakarta.
Sianturi, H. S. D., 1990. SeminarUMI Bidang Pertanian Ke-6. Medan.
Simamora, S., Salundik, Sri. W., Surajudin, 2006. Membuat Biogas. Agro MediaPustaka. Jakarta.
Sufyandi, A., 2001. Informasi Teknologi Tepat Guna untuk Pedesaan Biogas,Bandung.
Suriawiria dan Unus H., 2002. Menuai Biogas Dari Limbah. http://www.pikiran-rakyat.com/squirrelmail, [15 Januari 2007].
Udiharto, M., 1982. Penelitian Teknologi Gas Bio dan Penerapannya. PusatPengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi PPTMGB, LEMIGASCepu.
Wibowo, D.,Rahayu K., Haryanto B., 1985. Gas Bio Sebagai Satu Sumber EnergiAlternatif. FATETA UGM, Yogyakarta.
Wikipedia, 2007. http://id.wikipedia.org/wiki/Elpiji , 11 Januari 2008.
Yunus, M., 1995. Teknik Membuat Dan Memanfaakan Unit Gas Bio. UnivesitasGajah Mada Press, Yogyakarta.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
http://www.pikiran-rakyat.com/squirrelmailhttp://www.pikiran-rakyat.com/squirrelmailhttp://id.wikipedia.org/wiki/Elpijihttp://id.wikipedia.org/wiki/Elpijihttp://www.pikiran-rakyat.com/squirrelmailhttp://www.pikiran-rakyat.com/squirrelmail7/27/2019 Ralat Bio Gas
49/61
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
50/61
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
51/61
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
52/61
Lampiran 4. Diagram alir pembuatan biogas
Mulai
- Tangki 220dan 200 liter
- Besi Siku- Pipa Besi
Tidak
- Isolasi Pipa
- Kotoran SapiDigester Pencampuran
- Pipa T
- Jerami PadiBahan
Perakitan
- Air- EM4- Cat dan
dempul
Pengisian ke dalam
digester
Pengukuran Parameter
Selesai
Campuran Homogen
Tidak
UjiKebocoran
LayakC/N=30
Ya Ya
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
53/61
Lampiran 5. Data tekanan biogas
Hari keTekanan
(P)(N/m2)P (atm) P (psi)
8 686 0.0068 0.09899 882 0.0087 0.1271
10 862.4 0.0085 0.124311 882 0.0087 0.127112 882 0.0087 0.127113 823.2 0.0081 0.118614 842.8 0.0083 0.121515 823.2 0.0081 0.118616 882 0.0087 0.127117 823.2 0.0081 0.118618 882 0.0087 0.127119 1038.8 0.0103 0.149720 980 0.0097 0.1412
21 803.6 0.0079 0.115822 842.8 0.0083 0.121523 882 0.0087 0.127124 882 0.0087 0.127125 862.4 0.0085 0.124326 999.6 0.0099 0.144127 940.8 0.0093 0.135628 862.4 0.0085 0.124329 1254.4 0.0124 0.180830 803.6 0.0079 0.115831 823.2 0.0081 0.118632 882 0.0087 0.127133 803.6 0.0079 0.1158
34 803.6 0.0079 0.115835 862.4 0.0085 0.124336 901.6 0.0089 0.129937 842.8 0.0083 0.121538 803.6 0.0079 0.115839 901.6 0.0089 0.129940 1038.8 0.0103 0.1497
41 842.8 0.0083 0.121542 862.4 0.0085 0.124343 882 0.0087 0.127144 1078 0.0106 0.1554
45 803.6 0.0079 0.115846 823.2 0.0081 0.1186
47 940.8 0.0093 0.135648 1078 0.0106 0.155449 803.6 0.0079 0.115850 921.2 0.0091 0.132851 960.4 0.0095 0.138452 1078 0.0106 0.1554
53 803.6 0.0079 0.115854 803.6 0.0079 0.115855 882 0.0087 0.127156 921.2 0.0091 0.132857 744.8 0.0074 0.107358 764.4 0.0075 0.110259 764.4 0.0075 0.1102
60 784 0.0077 0.1130
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
54/61
61 882 0.0087 0.127162 705.6 0.0070 0.101763 705.6 0.0070 0.101764 725.2 0.0072 0.104565 744.8 0.0074 0.1073
66 823.2 0.0081 0.118667 686 0.0068 0.0989
68 686 0.0068 0.098969 705.6 0.0070 0.101770 741.7 0.0073 0.106971 769.5 0.0076 0.110972 797.2 0.0079 0.114973 661.9 0.0065 0.095474 686.2 0.0068 0.098975 710.5 0.0070 0.102476 734.8 0.0073 0.105977 759.1 0.0075 0.1094
78 783.3 0.0077 0.1129
79 666.4 0.0066 0.096080 686 0.0068 0.098981 705.6 0.0070 0.101782 725.2 0.0072 0.104583 764.4 0.0075 0.1102
84 784 0.0077 0.113085 627.2 0.0062 0.090486 666.4 0.0066 0.096087 627.2 0.0062 0.090488 666.4 0.0066 0.096089 607.6 0.0060 0.087690 627.2 0.0062 0.090491 666.4 0.0066 0.0960
92 588 0.0058 0.084793 646.8 0.0064 0.093294 627.2 0.0062 0.090495 607.6 0.0060 0.087696 646.8 0.0064 0.093297 627.2 0.0062 0.090498 627.2 0.0062 0.0904
99 627.2 0.0062 0.0904100 588 0.0058 0.0847101 607.6 0.0060 0.0876102 627.2 0.0062 0.0904103 666.4 0.0066 0.0960104 646.8 0.0064 0.0932
105 607.6 0.0060 0.0876106 607.6 0.0060 0.0876107 627.2 0.0062 0.0904108 627.2 0.0062 0.0904
Total 11,4320
Ket: Huruf yang bercetak tebal menandakan bahwa keadaan tangki penampunggas mencapai maksimum (penuh).
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
55/61
Lampiran 6. Data volume biogas
Hari
KeTinggi tangki (cm)
Hari
KeTinggi tangki (cm)
8 0,3 59 21,49 4,1 60 30,0
10 9,3 61 40,011 13,8 62 4,512 19,3 63 12,213 24,8 64 21,014 29,3 65 30,215 33,0 66 40,016 40,0 67 4,017 5,5 68 11,218 16,2 69 2119 32,0 70 30,620 40,0 71 40
21 9,8 72 3,822 24,2 73 1023 40,0 74 17,324 10,5 75 25,525 24,0 76 33,826 40,0 77 4027 11,5 78 3,728 29,0 79 9,529 40,0 80 16,530 8,5 81 2431 25,5 82 3332 40,0 83 4033 9,0 84 2,5
34 21,7 85 10,535 31,5 86 15,436 40,0 87 22,737 7,7 88 28,738 20,5 89 35,239 34,8 90 4040 40,0 91 241 7,6 92 7,842 18,6 93 1443 31,3 94 18,544 40,0 95 23,545 6,3 96 2946 16,3 97 35
47 28,8 98 4048 40,0 99 2,349 5,2 100 5,850 12,6 101 9,651 24.3 102 13,652 40,0 103 17,753 5,0 104 21,754 12,8 105 2655 23,6 106 30,456 40,0 107 4,357 4,9 108 40
58 13,1
Ket: Huruf yang bercetak tebal menandakan bahwa keadaan tangki penampung gasmencapai maksimum (penuh).
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
56/61
Volume biogas diperoleh berdasarkan bentuk tangki pengumpul gas seperti
gambar di bawah ini:
85
80
40
20
60
85
80
80
60
Keadaan tangki penampung gas penuh
Tinggi = 40 + 20 = 60 cm
V penuh = 3,14 d2 t
= 3,14 (50)2.60
= 117750 cm3
= 11,75 liter
60
Keadaan tangki penampung gas kosong.
Dik: Diameter tangki = 50 cm
Tinggi tangki penampung gas = 80 cm, tinggi air = 60,
maka tinggi ruang kosong = 80-60 cm = 20 cm.
Tinggi maksimum kenaikan tangki = 40 cm,
maka tinggi tangki penampung saat volume maksimum = 40 +20 cm = 60 cm.
Tinggi tangki mencapai maksimum selama 100 hari terjadi 20 kali, maka tinggi
total adalah 20 x 60 cm = 1200 cm
Maka: Vtot = 3,14 d2 t
= 3,14 (50)2.12 = 2355000 cm3 = 2355 liter atau
Vtot = Vpenuh x jumlah tangki penampung gas mencapai maksimum
= 117750 cm3 x 20 = 2355000 cm3 = 2355 liter.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
57/61
Lampiran 7. Data lama nyala api
Hari KeLama Nyala
Api (Detik)Hari Ke
Lama Nyala
Api (detik)
8 0 59 09 0 60 0
10 0 61 65811 0 62 012 0 63 013 0 64 014 0 65 015 0 66 61216 0 67 017 0 68 018 0 69 019 0 70 020 0 71 597
21 0 72 022 0 73 023 902 74 024 0 75 025 0 76 026 987 77 59327 0 78 028 0 79 029 898 80 030 0 81 031 0 82 032 902 83 59433 0 84 0
34 0 85 035 0 86 036 818 87 037 0 88 038 0 89 039 0 90 55540 862 91 041 0 92 042 0 93 043 0 94 044 845 95 045 0 96 046 0 97 0
47 0 98 55248 839 99 049 0 100 050 0 101 051 0 102 052 740 103 053 0 104 054 0 105 055 0 106 056 674 107 057 0 108 544
58 0 Total 13172
Ket: Huruf yang bercetak tebal menandakan bahwa keadaan tangki penampunggas mencapai maksimum (penuh) dan diaplikasikan ke kompor biogas.
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
58/61
Lampiran 8. Daftar material pembuatan alat penghasil biogas model
terapung
Nama Alat Jumlah Harga Satuan Harga Total
Tangki 220 Liter 2 pcs Rp. 70.000 Rp. 140.000Tangki 200 Liter 1 pcs Rp. 55.000 Rp. 55.000
Pipa Besi, D = 3 1,5 m Rp. 50.000 Rp. 50.000
Pipa Besi, D = 0,5 1,5 Rp. 7000 Rp. 7.000
Kran Gas 2 pcs Rp. 25.000 Rp. 50.000
Besi Siku 3,5 m Rp. 20.000 Rp. 20.000
Pipa PVC, D = 0,5 0,5 m Rp. 6000 Rp. 6.000
Pipa T PVC 2 pcs Rp. 2000 Rp. 4.000
Selang, D = 1 1,5 m Rp. 6000 Rp. 6.000
Stop Kran PVC 1 pcs Rp. 8000 Rp. 8.000
Selang, D = 0,5 1,5 m Rp. 6000 Rp. 6.000Baut 13 16 pcs Rp. 500 Rp. 8.000
Lem Pipa 1 pcs Rp. 3000 Rp. 3.000
Isolasi Pipa 5 pcs Rp. 1000 Rp. 5.000
Cat Besi 0,5 kg Rp. 33.000 Rp. 30.000
Dempul 1 pcs Rp. 15.000 Rp. 15.000
Pengikat Selang 2 pcs Rp. 1000 Rp. 2.000
Lain-Lain Rp. 215.000 Rp. 115.000
Jumlah Rp. 530.000
Total biaya pembuatan alat penghasil biogas model terapung Rp. 530.000,-
Bahan Isian Jumlah Harga
Kotoran sapi 53,2 kg Rp. 10.000
Jerami Padi 17,2 kg -
Air 105,6 l -
EM4 41,1 ml Rp. 493,2
Total Rp. 10.493,2
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
59/61
Lampiran 9. Gambar alat penghasil biogas model terapung
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
60/61
Lampiran 10. Gambar warna nyala api biogas pada kompor biogas
Indra Lazuardy : Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas Model Terapung, 2008USU Repository 2008
7/27/2019 Ralat Bio Gas
61/61
Recommended