BIOGAS DIGESTER

Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah

DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK

Oleh:

NAMA NIM

1. Febriansyah 10212110202. Febrian Syaputra 1021211019

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG2013

Daftar Isi

HalamanJudul......................................................................................................

i

DaftarIsi...............................................................................................................

ii

Kata Pengantar……………………………………………………………..........iii

Pendahuluan..........................................................................................................

1

LatarBelakang……………………………………………..................................

1

1. BiogasDigester........................................................................................

21.1 Definisi Biogas

21.2 Komponen

Biogas.......................................................................

21.3 Prinsip Biogas

Digester.........................................

......................3

1.4 KandunganBiogas.......................................................................

31.5 Faktor – faktor yang mempengaruhi

Biogas................................3

2. PenggunaanBiogas...................................................................................

42.1 Penggunaan

Biogas......................................................................

42.2 Bahan Organik sumber

Biogas....................................................

42.3 Bahan Baku Biogas dari Kotoran

Limbah...................................4

2.4 Reaktor Biogasplastik.................................................................

52.5 Cara Mengoperasikan Reaktor Biogas

Plastik.............................5

2.6 Prosedur OperasionalHarian........................................................

62.7 Cara Pemakain

Biogas..................................................................

62.8 Cara Penanganan Keluaran

Alat.............................................

......7

2.9 Tahapan Proses Pembentukan Biogas atauFermentasi Anaerob..

73. Rancangan Pembuatan

Biogas....................................................................

7 3.1 InstalasiBiogas.............................................................................

7 3.2 Bahan &Type...............................................................................

8 3.3 Biodigester Bentuk Persegi dariTembok......................................

8 3.4 DigesterBeton...............................................................................

9 3.5 PenampungGas.............................................................................

10 3.6 Penyebab Biodigester TidakBerfungsi.........................................

10 3.7 Gambar AlatBiogas.......................................................................

10

4. AnalisaEkonomi.........................................................................................

12

4.1 AnalisaEkonomi.....................................................

........................12

4.2 AnalisaPendapatan.........................................................................

12

Penutup.......................................................................................................................

13

Kesimpulan..................................................................................................................

13

DaftarPustaka.............................................................................................................

14Kata Pengantar

Puji dan syukur kehadirat Allah S.W.T yang telah

memberkati kami sehingga laporan makalah ini dapat

diselesaikan. Pada kesempatan ini, kami juga ingin

menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Wahri Sunanda,

S.T., M.Eng. selaku dosen mata kuliah Dasar Konversi Energi

Listrik serta kami juga ingin mengucapkan terima kasih bagi

seluruh pihak yang telah membantu kami baik secara langsung

maupun tidak langsung dalam pembuatan makalah ini yang kami

beri judul “ Biogas Digester” untuk memenuhi tugas mata

kuliah Dasar Konversi Energi Listrik dengan berbagai sumber

yang telah kami jadikan sebagai data dan fakta pada karya

tulis ini.

Kami mengakui bahwa kami adalah manusia yang mempunyai

keterbatasan dalam berbagai hal. Oleh karena itu tidak ada

hal yang dapat diselesaikan dengan sangat sempurna. Begitu

pula dengan karya tulis ini yang telah kami selesaikan.

Tidak semua hal dapat kami deskripsikan dengan sempurna

dalam karya tulis ini. Kami melakukannya semaksimal mungkin

dengan kemampuan yang kami miliki. Di mana kami juga

memiliki keterbatasan kemampuan.

Maka dari itu seperti yang telah dijelaskan bahwa kami

memiliki keterbatasan dan juga kekurangan, kami bersedia

menerima kritik dan saran dari pembaca yang budiman. Kami

akan menerima semua kritik dan saran tersebut sebagai batu

loncatan yang dapat memperbaiki makalah-makalah selanjutnya

di masa mendatang, dan dapat diselesaikan dengan hasil yang

lebih baik.

Balunijuk, Mei

2013

.

Penulis

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dalam melakukan aktivitas kita perlu energi.

Dengan demikian, makanan yang kita santap sehari

akan menjadi sumber energy untuk tubuh kita. Bila

makanan yang kita santap kurang mencukupi, tubuh

kita akan terasa lemas dan akan merasa malas untuk

melakukan suatu kegiatan atau aktivitas sehari-

hari. Sama halnya juga dengan sumber energi yang

berasal dari alam sebagai pembangkit. Contohnya

pembangkit listrik, ia membutuhkan sumber asupan

energi agar dapat menjalankan fungsinya sebagai

pembangkit listrik.

Begitu juga dengan kasus kelangkaan bahan

bakar minyak, yang salah satunya disebabkan oleh

kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, telah

mendorong pemerintah untuk mengajak masyarakat

mengatasi masalah energi secara bersama-sama

(Kompas,2008). Makin tingginya harga bahan bakar,

terutama gas dan bahan bakar minyak untuk

kebutuhan rumah tangga makin meresahkan

masyarakat. Selain mahal, bahan bakar tersebut

juga makin langka di pasaran. Usaha untuk

mengatasi hal-hal yang demikian ini mendorong

pemikiran akan perlunya pencarian sumber-sumber

energi alternatif agar kebutuhan bahan bakar dapat

dipenuhi tanpa merusak lingkungan. Indonesia

sebagai negara agraris yang beriklim tropis

memiliki sumber daya pertanian dan peternakan yang

cukup besar. Sumber daya tersebut, selain

digunakan untuk kebutuhan pangan juga dapat

berpotensi sebagai sumber energi dengan cara

pemanfaatan kotoran ternak dan sampah rumah tangga

dll, yang dapat menjadi biogas.

Pemanfaatan limbah peternakan (kotoran

ternak) merupakan salah satu alternatif yang

sangat tepat untuk mengatasi naiknya harga pupuk

dan kelangkaan bahan bakar minyak. Apalagi

pemanfaatan kotoran ternak sebagai sumber bahan

bakar dalam bentuk biogas.

Biogas Digester

1.1 Definisi Biogas

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari

proses penguraian bahan-bahan organik oleh

mikroorganisme pada kondisi tanpa udara (an-

aerob). Tempat proses pencernaan bahan organik

oleh mikroba anaerob. Karenanya disebut DIGESTER,

sering juga disebut REAKTOR.

Biogas adalah gas mudah terbakar

(flammable) yang dihasilkan dari proses

fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-

bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi

kedap udara). (http://www.majarikanayakan.com/).

Pada umumnya semua jenis bahan organik bisa

diproses untuk menghasilkan biogas, namun demikian

hanya bahan organik (padat, cair) homogen seperti

kotoran dan urine (air kencing) hewan ternak yang

cocok untuk sistem biogas sederhana. Di samping

itu juga sangat mungkin menyatukan saluran

pembuangan di kamar mandi atau WC ke dalam system

biogas.

1.2 Komponen Biogas

KOMPONEN GAS SECARA TERINCI

KOMPONEN ( % )

1. METHAN (CH4) 65 – 75 %

2. KARBON DIOKSIDA (CO 2) 25 – 30 %

3. NITROGEN (N2 ) < 1,0 %

4. HIDROGEN (H2) < 1,0 %

5. CARBON MONOKSIDA (CO) 0

6. HIDROGEN SULFIDA (H2S) < 1,0 %

1.3 Prinsip Biogas Digester

METANA (CH4 ) : ± 65 %

Kondisi digester anaerob/tidak ada oksigen.

Memiliki inlet (saluran pemasukkan) dan outlet

(saluran pengeluaran limbah, serta saluran pengeluaran

gas).

Memiliki ruang kosong untuk gas metan

Harus hangat (suhu : 300C – 600C)

1.4 Kandungan Biogas

Kandungan 1 m3 Biogas setara dengan :

0.46 kg Elpiji

0.62 Liter Minyak tanah

0.52 Liter Minyak solar

0.80 Liter Bensin

1.50 m3 Gas kota

3.50 kg Kayu bakar

1.5 Faktor – faktor yang mempengaruhi Biogas

1. BAHAN ORGANIK (SUBSTRAT)Limbah pertanian, peternakan, sampah organik

2. IMBANGAN C/Noptimal 25 – 30 %

3. DERAJAT KEASAMANNetral pH 6.5 – 7.5

4. TEMPERATUR

Stabil tidak terjadi perubahan temperatur5. ZAT TOKSIK

Harus bebas dari pestisida, detergen, kaporit

Penggunaan Biogas2.1 Penggunaan Biogas

Skala kecil atau rumah tangga : bahan bakar dan

penerangan Skala menengah dan besar : bahan bakar

pembangkit listrik, pemanas, transportasi

2.2 Bahan Organik Sumber Biogas

• Kotoran ternak : sapi, kuda, kerbau,

babi, ayam, kambing, domba

• Limbah industri : tahu, tempe, kecap,

kelapa sawit, tapioka

• Sampah organik : rumah tangga,

restoran, pasar

2.3 Bahan Baku Biogas dari Kotoran dan Limbah

Biogas dari Sumber Daya Hayati

Jenis

Limbah

Hasil Metana

(1 kg Vol. benda

padat)

Konsentrasi metana

dalam biogas (%)

Kotoran

sapi

180 – 250 60 – 70

Kotoran

babi

210 - 300 58 – 60

Pupuk 350 – 400 58 – 65

kandang

unggas

Isi rumen 160 – 300 60 – 65

Tanaman

hijau

250 – 450 55 – 62

Jerami 150 – 180 60 – 62

Ampas

kentang

270 – 300 58 – 60

Perasan

kue buah

300 – 450 60 - 65

Sumber : Renjie Dong ( Direktur Hubungan Internasional Profesor dan KepalaLaboratorium Sumber Daya yang dapatdiperbarui, Universitas Pertanian China)

2.4 Reaktor Biogas Plastik

Gambar 1.1 Biogas Plastik

1. Kontruksi sederhana

2. Terjangkau

3. Awet

4. Mudah dalam perawatan

5. Produksi gas setara 2,5 liter minyak

tanah/hari

6. Menghasilkan kompos (pupuk organik, baik padat

maupun cair)

2.5Cara Mengoperasikan Reaktor Biogas Plastik

Cara memasukkan umpan kotoran sapi

- Kotoran sapi dan air (1 : 1) damasukan kedalam drum

pengumpan

- Diaduk hingga merata

- Setelah tercampur merata, penyumbat antara drum dan

reaktor dibuka, kotoran sapi dan air akan mengalir

kedalam reaktor biogas

Gambar 1.2 Antara drum dan Reaktor dibuka

2.6 Prosedur Operasional Harian

Setiap hari kotoran sapi yang ada dimasukan

kedalam alat Reaktor

Dalam waktu 2-3 minggu plastik penampung gas akan

menggelembung. Gas sudah dapat digunakan sebagai

bahan bakar

Gambar 1.3 Biogas Plastik Gambar 1.4 Plastik Penampung Gas

2.7 Cara Pemakaian Biogas

Keran yang terdapat pada kompor dibuka secara

perlahan

Biogas disulut dengan korek api diatas kompor,

besarnya api diatur sesuai keperluan

Keuntungan

- Mudah dinyalakan dan nyala api mudah diatur

- Tidak berbau sehingga masakan &dapur dijamin tidak

berbau

- Bersih, alat masak dan dapur menjadi bersih dan

rapi

- Nyala api biru, memasak jadi cepat hemat waktu

Gambar 1.5 Pengaturan Nyala Api Gambar 1.6 Kompor Gas

2.8 Cara Penanganan Keluaran alat

Limbah biomasa tersebut dapat ditampung didalam

tanah yang digali

Cairannya dapat dijadikan pupuk cair, sedangkan

padatannya dapat dijadikan sebagai pupuk kompos

Biomasa/senyawa organik yang telah diproses

selama 30 hari akan keluar secara otomatis dari

reaktor biogas dan siap untuk dijadikan kompos

2.9 Tahapan Proses Pembentukan Biogas / Fermentasi

Anaerob

1. Hidrolisis : Pada tahap ini, molekul organik

yang komplek diuraikan menjadi bentuk yang

lebih sederhana, seperti karbohidrat (simple

sugars), asam amino, dan asam lemak, (terjadipenguraian bahan mudah larut dan bahan komplek

menjadi sederhana).

2. Pengasaman : bahan yang terbentuk pada tahap 1 akan

menjadi bahan makanan bagi bakteri metanogenik

3. Metanogenik: pembentukan gas metan.

Rancangan Pembuatan Biogas3.1 Instalasi Biogas

Gambar 1.7 Instalasi Biogas

3.2 Bahan & Type

Tembok/Cor

Fiber

Plat besi

Drum : plat/plastik

Plastik (Polyetheline)

Balon plastik ditanam horisontal (Balloon Plants)

Kubah Permanen (Fixed-Dome Plants)

Kubah yang dilengkapi drum terapung (Floating-drum

Plants)

3.3 Biodigester (Bentuk Persegi dari Tembok)

Gambar 1.8 Biodigester dari Tembok

Gambar 1.9 Proses Pembuatan Biodigester Tembok Gambar 2.1 Proses Pembuatan

Sebagian Selesai

3.4 Digester Beton

Bentuk Dom dari Beton

Gambar 2.2 Membuat Lubang Gambar 2.3 Cetakan Coran

Gambar 2.4 Hasil Coran

Gambar 2.5 Coran + Gas Holder Gambar 2.6 Penampung Gas

\Gambar 2.7 Penampung Gas Terpasang

3.5 Penampung Gas

Penampung gas terbuat dari baloon plastik

Volume : tidak ada standar

Terdapat saluran inlet dan outlet gas

3.6 Penyebab Biodigester Tidak Berfungsi

Kekurangan technical expertise,

Bocor/kesalahan konstruksi,

Disain tidak user friendly,

membutuhkan penanganan secara manual

(pengumpanan/ mengeluarkan lumpur dari digester)

Gambar 2.8 Proses Pembangunan Biogas Digester

3.7 Gambar Alat Biogas

Gambar 2.9 Tempat Pencampuran Kotoran Gambar 3.1 Filter

Gas

Gambar 3.2 Tempat Penampungan gas

Gambar 3.4 Kompor Biogas Gambar 3.5 Saluran Gas

Analisa Ekonomi

4.1 Analisa Ekonomi

Perkiraan biaya investasi pembuatan Biogas Digester:

Biaya investasi reaktor biogas kap.5 m3 ...........

Rp.12.500.000

Masa pakai (10 – 15 tahun).

Investasi lahan 18 m2 (Rp.250.000/ m)................

Rp.4.500.000

---------------------

----------

Rp. 17.000.000,-

4.2 Analisa Pendapatan

Pendapatan yang diperoleh dari penggunaan digester per

hari:

o Biogas 2m3 (1,6 – 2 liter MT/ hari)

Asumsi harga Rp.5.500/ liter.......... Rp.11.000

o Limbah padat 20 kg/hari x Rp.350,-.. Rp. 7.000

o Pupuk cair 48 liter x Rp.500,-........... Rp. 24.000

Settiap hari dapat

menghasilkan ............--------------------

Rp.42.000,-

Perkiraan Pendapatan setiap tahun (365 x Rp.42.000) =

Rp.15.330.000,-

Sehingga tidak lebih dari 14 bulan, modal telah

kembali.

Penutup

Kesimpulan

Dengan dilakukannya pembuatan Biogas Digester

sebagai alternatif dalam menghasilkan energi, seperti

gas, listrik, dll. Di harapkan

Pemanfaatan limbah peternakan (kotoran

ternak), limbah rumah tangga, limbah industri,

sampah organik, dll, menjadi alternatif yang

sangat tepat untuk mengatasi naiknya harga pupuk

dan kelangkaan bahan bakar minyak karena kotoran

ternak dapat dipergunakan sebagai sumber energi

alternatif yang ramah lingkungan karena

menghasilkan gas metana (CH4) yang dapat

dipergunakan sebagai substitusi bahan bakar

fosil.

Daftar Pustaka

http://www.biru.or.id/index.php/download/16/pedoman-pengawas-pengelolaan-dan-pemanfaatan-ampas-biogas.html

http://jateng.litbang.deptan.go.id/ind/images/Publikasi/artikel/biogas.pdf

http://www.qyhoo.com/ebookbrowse.com/pe/pembuatan-biogas?b=4

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-8630-2305100090-PENINGKATAN%20KUALITAS%20PUPUK%20ORGANIK%20CAIR%20DARI%20LIMBAH%20CAIR%20PRODUKSI%20BIOGAS.pdf

www.google.com

www.wikipedia.com

www.yahoo.com