Biogas [PDF]

Citation preview

BIOGAS Biogas suatu gas yang dihasilkan dari penguraian bahan organik oleh beberapa mikroorganisme tanpa menggunakan oksigen (anaerob), gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk di antaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik. Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil Mengurai dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil. Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah. 1. Cara Pembuatan BIOGAS dari kotoran sapi



Gambar 1. Skema Pembuatan Biogas



Biogas kotoran sapi didapat dari dekomposisi anaerobik dengan pertolongan mikroorganisme. Pembuatan biogas dari kotoran sapi mesti dalam situasi anaerobik (tertutup dari angin bebas) untuk membuahkan gas yang beberapa besar yaitu berbentuk gas metan (yang mempunyai karakter gampang terbakar) serta karbon dioksida, gas inilah yang dimaksud biogas. Sistem fermentasi untuk pembentukan biogas optimal pada suhu 30-55 C, di mana pada suhu itu mikroorganisme dapat merombak bahan bahan organik dengan cara maksimal. Hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri yaitu gas metan seperti yang tampak pada tabel di bawah ini : 1.1 Proses Pembuatan Biogas Dari Kotoran Sapi Komposisi perlengkapan yang diperlukan dalam membuat biogas kotoran sapi serta kombinasi kotoran ternak dengan bekas pertanian Peralatan untuk Pembuatan Biogas Kotoran Sapi diantaranya yaitu : a. Bak Penampungan Sementara Terbuat dari kotak dengan ukuran 0, 5 m x 0, 5 m x 0, 5 m bermanfaat untuk tempat mengencerkan kotoran sapi. b. Digester Bangunan utama dari instalasi biogas yaitu digester. Digester berperan untuk menyimpan gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Type digester yang paling banyak dipakai yaitu jenis continuous feeding di mana pengisian bahan organiknya dikerjakan dengan cara kontinu tiap-tiap hari. Besar kecilnya digester bergantung pada kotoran ternak yamg dihasilkan serta banyak biogas yang di idamkan. Tempat yang dibutuhkan seputar 16 m2. Untuk pembuatan digester dibutuhkan bahan bangunan seperti semen, pasir, bebatuan, batu bata merah, besi, cat serta pipa prolon. c. Plastik Penampungan Gas Terbuat berbahan plastik tidak tipis berupa tabung yang bermanfaat untuk menyimpan gas methane yang dihasilkan dari digester. Gas metan lalu disalurkan ke kompor gas. d. Kompor Gas Berperan untuk alat untuk membakar gas metan untuk membuahkan api. Api inilah yang dipakai untuk memasak. e. Bak penampungan Kompos Bak ini bisa di buat lewat cara mengali lobang ukuran 2 m x 3 m dengan kedalaman 1 m untuk tempat penampungan kompos yang dihasilkan dari digester. 1.2 Tujuh Langkah Cara Pembuatan Biogas Kotoran Sapi Sesudah peralatan digester usai dipasang maka setelah itu yaitu bagian pembuatan biogas dari kotoran sampi lewat cara seperti berikut : 1. Agar Menghasilkan Biogas Kotoran sapi digabung dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1 : 1 pada bak penampung sesaat. Pada waktu pengadukan sampah di buang dari bak penampungan. Pengadukan dikerjakan sampai terbentuk lumpur dari kotoran sapi.



2. Lumpur dari bak penampungan sesaat lalu di alirkan ke digester. Pada pengisian pertama digester mesti di isi hingga penuh. 3. Lakukan menambahkan starter (banyak di jual dipasaran) sejumlah 1 liter serta isi rumen fresh dari rumah potong hewan (RPH) sejumlah 5 karung untuk kemampuan digester 3, 5 – 5, 0 m2. Sesudah digester penuh, kran gas ditutup agar berlangsung sistem fermentasi. 4. Gas metan telah mulai di hasilkan pada hari 10 sedang pada hari ke -1 hingga ke – 8 gas yang terbentuk yaitu CO2. Pada komposisi CH4 54% serta CO2 27% maka biogas bakal menyala. 5. Pada hari ke -14 gas yang terbentuk bisa dipakai untuk menyalakan api pada kompor gas atau keperluan yang lain. Mulai hari ke-14 ini kita telah dapat membuahkan daya biogas yang senantiasa teranyarkan. Hasil Biogas ini tak berbau seperti bau kotoran sapi. 6. Digester selalu di isi lumpur kotoran sapi dengan cara kontinu hingga dihasilkan biogas yang maksimal. 7. Kompos yang keluar dari digester di tampung di bak penampungan kompos. Kompos cair di kemas ke dalam deregent sedang bila mau di kemas dalam karung maka kompos mesti di keringkan. 2. KOMPOSISI PROPERTIES BIOGAS Menurut Wellinger and Lindenberg (2000), komposisi biogas yang dihasilkan sangat tergantung pada jenis bahan baku yang digunakan. Namun demikian, komposisi biogas yang utama adalah gas metana (CH4) dan gas karbon dioksida (CO2) dengan sedikit hidrogen sulfida (H2S). Komponen lainnya yang ditemukan dalam kisaran konsentrasi kecil (trace element) antara lain senyawa sulfur organik, senyawa hidrokarbon terhalogenasi (Halogenated hydrocarbons), gas hidrogen (H2), gas nitrogen (N2), gas karbon monoksida (CO) dan gas oksigen (O2). Berikut ini tabel mengenai komposisi utama yang terdapat dalam biogas.



Panas pembakaran dari suatu bahan bakar adalah panas yang dihasilkan dari pembakaran sempurna bahan bakar pada volume konstan dalam kalorimeter dan dinyatakan dalam kal/kg



atau Btu/lb. Panas pembakaran dari bahan bakar bisa dinyatakan dalam High Heating Value (HHV) dan Lower Heating Value (LHV). High Heating Value merupakan panas pembakaran dari bahan bakar yang di dalamnya masih termasuk latent heat dari uap air hasil pembakaran. Low Heating Value merupakan panas pembakaran dari bahan bakar setelah dikurangi latent heat dari uap air hasil pembakaran Nilai kalor pembakaran yang terdapat pada biogas berupa High Heating Value (HHV) dan Lower Heating Value (LHV) pembakarannya dapat diperoleh dari tabel berikut:(http://digilib.petra.ac.id, 2003)



3. PERBANDINGAN BIOGAS DENGAN GAS DARI SUMBER ENERGI LAIN Pemanfaatan limbah kotoran ternak menjadi sumber bahan baku biogas, diharapkan dapat menjadi salah satu solusi alternative pencegahan pencemaran logam berat pad tanah pertanian. Daru (2007) ,\mengemukanan selain biogas kotoran sapi juga menghasilkan slidge dan efflueny. Sludge dapat dimanfaatkan sebagai pupuk (bio fertilizer ). Dari hasil penelitian diperoleh bahawa didalam sludge ditemukan vitamin B12 per kg slidge kering. Sebagai perbandingan, tepung ikan dalam ransum makanan ternak hanya mengandung 200 mikro gram/kg dan tepung tulang sekitar 100 mikro gram/kg. kenyataan ini membuktikan terbukanya peluang untuk pemanfaatan sludge dalam sistem biogas menjadi makanan ternak (Widodo et al.1985; dalam:Daru 2007). Hal ini juga mengindikasikan adanya peluang perolehan pendapatan ekonomi dari pakan ternak yang dihasilkan tersebut. Dibandingkan beberapa sumbe energy lainnya (coalgas dan watergas ), biogas memiliki keunggulan tingkat nilai kalorinya. Setiap meter kubik biogas setara dengan 0.5 kg gas alam cair (liquid petroleum gases = LPG), 0.54 liter bensin, 0.52 liter munyak diesel, dan dapat membangkitkan tenaga listrik sebesar 1.25-1.5 kilo watt hour (KWh)



4. APLIKASI BIOGAS DIDALAM MESIN Pemanfaatan kotoran sapi sebagai pembangkit Listrik, sebagai contoh akan diambil pemanfaatan kotoran sapi untuk menghasilkan listrik. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia



(LIPI) membuat suatu reaktor Bioelektrik yang mampu menjadikan kotoran sapi dan limbah organik lainnya sebagai biogas penghasil listrik. Genset pembangkit listrik yang tadinya 100 persen menggunakan solar, kini cukup dengan menggunakan 30 persen solar saja, karena 70 persennya bisa digantikan dengan biogas, sehingga hemat 70 persen solar. Genset dual fuel atau berbahan bakar ganda berkapasitas 10 KWH itu bisa menghasilkan daya listrik sebesar 2.000 watt, di mana untuk satu kWh konsumsi listrik memerlukan 0,03 m3 biogas (1 m3 biogas sama dengan 0,8 liter solar/premium). Cara membuat biogas dengan reaktor bioelektrik itu yakni mencampurkan kotoran sapi dan air satu banding satu atau satu banding dua, lalu dimasukkan ke dalam reaktor secara anaerob selama 21-30 hari sehingga terjadi pembusukan dan kemudian menjadi gas methan. Sekitar 60 persen biogas itu adalah gas metana (CH4), 38 persen karbon dioksida (CO2), dan sisanya gas hidrogen sulfida (H2S). Gas yang dihasilkan dari proses dekomposisi bahan organik secara anaerob ini kemudian bisa menjadi bahan bakar untuk genset listrik dan bisa diaplikasikan oleh siapapun. MODIFIKASI MESIN BIOGAS GENSET Modifikasi yang dilakukan dalam pembuatan genset dual fuel hanya menambahkan perangkat regulator dan mixer yang dipasang di saluran udara yang terhubung ke ruang pembakaran mesin diesel biasa. Regulator berfungsi untuk mengatur laju rata-rata atau flow rate aliran biogas yang memasuki mesin. Mixer membantu pencampuran antara udara dan biogas yang terisap mesin menjadi campuran udara yang homogen. Perangkat berupa pipa logam pendek ini diselipkan di tengah-tengah pipa saluran lubang pemasukan udara mesin itu. Pada pipa logam itu dipasangi semacam nozzle, yang tersambung ke pipa paralon tempat biogas dialirkan. Dari nozzle itu, aliran biogas "disuntikkan" agar bercampur dengan udara yang disedot oleh genset tersebut. Meski sedikit, solar tetap dibutuhkan untuk pre-combution atau pemicu pembakaran di ruang mesin karena sistem mesin diesel menggunakan sistem kompresi untuk pemicu pembakarannya. Ini berbeda dengan mesin berbahan bakar bensin yang menggunakan percikan listrik dari busi sebagai pemicu pembakaran di ruang mesin.