PENGOLAHAN LIMBAH ORGANIK MENJADI BIOGAS
Disusun
Oleh:
Nama Anggota / NPM: 1. Rialdy
Pratama Putra /
36416294
2. Faza Dhifan Pratama / 32416734
3. Deby Putri Novianty / 31416763
4. Agam Hirmawansyah / 30416290
5. Gilang Setiawan / 33416045
6. Muhamad Rianda / 35416052
Kelompok
:
6 (Enam)
Kelas
:
3ID03
JURUSAN
TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS
TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS
GUNADARMA
DEPOK
2019
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Energi
merupakan komponen penting untuk menunjang aktivitas dan usaha produktif maupun
dalam menghasilkan
barang dan jasa. Peningkatan
permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk
menyebabkan sumber cadangan minyak dunia menipis dan harganya semakin mahal. Selain
itu, peningkatan penggunaan bahan bakar minyak menimbulkan berbagai macam efek
buruk bagi kesehatan terutama masalah pernapasan. Permasalahan ini mengharuskan adanya
alternatif untuk mendapatkan sumber energi lain, salah satunya dengan bioenergi.
Bioenergi merupakan sumber energi yang
dihasilkan oleh sumber daya hayati seperti tumbuh-tumbuhan, minyak nabati,
limbah peternakan, dan pertanian. Salah satu sumber energi terbarukan yang
berasal dari sumber daya alam hayati adalah biogas. Biogas adalah gas yang
dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme pada
kondisi yang relatif kurang oksigen (anaerob). Sumber bahan baku untuk
menghasilkan biogas yang utama adalah kotoran ternak sapi, kerbau, babi, kuda
dan unggas. Selain itu, bahan baku biogas dapat juga berasal dari sampah organik. Biogas merupakan sumber energi
alternatif yang ramah lingkungan dan terbarukan, dapat digunakan untuk menghasilkan panas
(kalor), gerak (mekanik), dan listrik tergantung pada alat yang digunakan dan
kebutuhan dari pengguna.
Proses pembuatan biogas merupakan
peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif yang ramah lingkungan dan
mengurangi dampak penggunaan bahan bakar minyak. Selain itu, pembuatan biogas
dapat mengurangi berbagai macam sampah organik dan menaikan nilai ekonomis
sampah tersebut sehingga dapat dikatakan pembuatan biogas juga mengurangi
pencemaran lingkungan. Sesuai dengan hal
tersebut maka penulisan makalah ini dibuat untuk mempelajari proses pembuatan
biogas.
1.2
Perumusan Masalah
Perumusan masalah
adalah merumuskan bagaimana permasalahan yang terdapat pada makalah.
Permasalahan pada makalah ini adalah sebagai berikut.
1.
Bagaimana
komponen pembentuk instalasi biogas?
2.
Bagaimaa
proses pembuatan biogas?
1.3
Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan makalah ini merupakan tujuan yang ingin
diperoleh oleh penulis terhadap pengamatan yang dilakukan. Tujuan penulisan
makalah ini adalah sebagai berikut.
a.
Mengetahui
komponen pembentuk instalasi biogas.
b.
Mengetahui
proses pembuatan biogas.
BAB
II
LANDASAN
TEORI
2.1
Pengertian Bioenergi
Bioenergi merupakan bahan bakar alternatif
terbarukan yang prospektif untuk dikembangkan tidak hanya karena minyak dunia
melonjak naik seperti sekarang ini, tetapi juga karena terbatasnya produksi
minyak bumi di Indonesia. Bioenergi menggunakan sumber biomassa terbarukan
untuk menghasilkan kumpulan produk energi berupa listrik, cairan, padatan,
bahan bakar gas, panas, kimia, dan material lainnya (Susilo, 2017).
Seiring dengan perkembangan ilmu dan
teknologi, bioenergi menjadi bentuk yang lebih modern. Kayu bakar merupakan
contoh bioenergi tradisional sedangkan bioenergi yang lebih modern bioetanol,
biodiesel, PPO atau SVO, dan biogas. Berikut ini merupakan jalur konversi
biomassa menjadi bioenergi (Susilo, 2017).
Gambar 2.1 Jalur
Konversi Biomassa menjadi Bioenergi (a) dan (b) Bioetanol, (c) Biodiesel dan
(d) Biogas
Sumber: Susilo,
2017
Bioenergi
diturunkan dari biomassa, yaitu material yang dihasilkan oleh makhluk hidup
(tanaman, hewan, dan mikroorganisme). Gambar diatas merupakan produk utama
bioenergi modern yaitu bioetanol, biodiesel, dan biogas (Susilo, 2017).
2.2
Pengertian Biogas
Biogas didefinisikan sebagai gas yang
dilepaskan jika bahan-bahan organik (kotoran ternak, kotoran manusia, jerami,
sekam, dan daun-daun hasil sortiran sayur) difermentasi atau mengalami proses
metanisasi. Biogas terdiri dari campuran metana (50%-75%), CO2 (25%-45%),
serta sejumlah kecil H2, N2, dan H2S. Berikut
merupakan gambar komposisi biogas (Erliza, 2007).
Gambar 2.2
Komposisi Biogas
Sumber:
Erliza, 2007
Biogas
digunakan sebagai gas alternatif untuk memanaskan dan menghasilkan energi
listrik. Kemampuan biogas sebagai sumber energi sangat tergantung dari jumlah
gas metana. Setiap 1 m3 metana setara dengan 10 kWh. Nilai ini
setara dengan 0,6 l fuel oil. Berikut
ini merupakan gambar nilai kesetaran biogas dan energi yang dihasilkan (Erliza,
2007).
Gambar 2.3 Nilai Kesetaraan Biogas dan Energi yang
Dihasilkan
Sumber: Erliza, 2007
Sebagai
pembangkit tenaga listrik, energi yang dihasilkan oleh biogas setara dengan
60-100 watt lampu selama 6 jam penerangan. Sebagai energi alternatif, biogas
bersifat ramah lingkungan dan dapat
mengurangi efek rumah kaca (Erliza, 2007).
2.3
Bahan Baku Biogas
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). Terdapat tiga jenis bahan baku yang prospektif
untuk dikembangkan sebagai bahan baku biogas di Indonesia, antara lain kotoran
hewan dan manusia, sampah organik, dan limbah cair (Erliza, 2007).
1.
Pemanfaatan
kotoran hewan ternak atau manusia sebagai bahan baku biogas akan mengatasi
beberapa permasalahan yang ditimbulkan kotoran tersebut. Berdasarkan hasil
penelitian, pembuatan biogas dari sampah organik menghasilkan biogas dengan
komposisi metana 51,33-58,18% dan gas CO2 41,82%. Pencampuran sampah organik
tersebut dengan kotoran hewan dapat meningkatkan komposisi metana dalam biogas.
2.
Limbah
cair organik merupakan sisa pembuangan yang dihasilkan dari suatu proses yang
sudah tidak dipergunakan lagi. Komponen utama limbah cair adalah air (99%),
sisanya yaitu bahan padat yang bergantung pada asal buangan tersebut. Tidak
semua limbah cair dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku penghasil biogas, hanya
limbah cair organik yang bisa digunakan sebagai bahan baku biogas. Pengolahan
limbah cair untuk biogas dilakukan dengan mengumpulkan limbah cair dalam
digester anaerob yang diisi dengan media penyangga yang berfungsi sebagai
tempat melekatnya bakteri anaerob.
BAB
III
PEMBAHASAN
3.1
Komponen Pembentuk Instalasi Biogas
Sebelum
melakukan pembuatan instalasi biogas, sebaiknya mengetahui terlebih dahulu
komponen-komponen pembentuk instalasi biogas. Instalasi biogas itu cukup
sederhana dan mudah untuk dibuat. Berikut ini merupakan komponen pembentuk
instalasi biogas.
1.
Digester
Digester merupakan tempat bahan organik dan tempat terjadinya proses
pencernaan bahan organik oleh mikroba anaerob.
Gambar 3.1
Digester
2.
Water Trap
Water trap adalah sebuah tabung yang berfungsi untuk menangkap uap air
yang dihasilkan dari digester agar aliran gas bio tidak terhambat, dan
berfungsi juga sebagai alat pengaman.
Gambar 4.2 Water Trap
c.
Manometer
Tekanan gas yang
dihasilkan diukur dengan menggunakan manometer U terbuka yang menggunakan fluida
air.
Gambar 4.3 Manometer
d.
Gas Holder
Gas holder disebut juga sebagai penampung gas, sesuai namanya fungsinya
adalah untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester yang disalurkan
melalui pipa penyalur / selang.
Gambar 4.4 Gas Holder
e.
Pemanen gas
Pemanen gas merupakan alat
yang dapat berupa kompor biogas atau genset.
Setelah mengetahui komponen pembetuk
instalasi biogas, langkah selanjutnya memastikan kelengakapan instalasi biogas.
Berikut merupakan bagian-bagian dan fungsi dari kelengkapan instalasi biogas.
a. Saluran masuk (inlet bahan organik)
Sebagai tempat memasukan bahan organik. Lebih baik jika
dilengkapi dengan corong plastik atau bak kontrol.
b.
Saluran keluar gas
(outlet gas)
Berfungsi tempat keluarnya gas sebelum masuk kedalam
penampungan (gas holder).
c.
Saluran keluar lumpur
(outlet sludge)
Merupakan saluran untuk mengeluarkan limbah bahan organik
dari digester.
d.
Penampung sludge
Berfungsi untuk menampung sementara sludge atau limbah
bahan organik dari digester sebelum digunakan untuk memupuk tanaman.
e.
Selang penyalur gas
Berfungsi untuk menyalurkan gas dari digester ke water
trap, gas holder dan ke alat pemanen gas ( kompor biogas atau genset)
3.2
Proses Pembuatan Biogas
Setelah pengerjaan digester selesai
maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas dengan langkah langkah sebagai
berikut:
Gambar
4.5 Skema Pembuatan Biogas
1. Mencampur
kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1:1 pada
bak penampung sementara. Bentuk lumpur akan mempermudah pemasukan kedalam
digester
2. Mengalirkan
lumpur kedalam digester (mesin pengolahan limbah organik menjadi biogas)
melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama kran gas yang ada diatas
digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada didalam digester
terdesak keluar. Pada pengisian pertama ini dibutuhkan lumpur kotoran sapi
dalam jumlah yang banyak sampai digester penuh.
3. Melakukan
penambahan starter (banyak dijual dipasaran) sebanyak 1 liter dan isi rumen
segar sebanyak 5 karung untuk kapasitas digester 3,5 - 5,0 m2. Setelah digester
penuh, kran gas ditutup supaya terjadi proses fermentasi.
4. Membuang
gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai ke-8 karena yang terbentuk
adalah gas CO2.
Sedangkan pada hari ke-10 sampai hari ke-14 baru terbentuk gas metan (CH4)
dan CO2
mulai menurun. Pada komposisi CH4 54% dan CO2 27% maka
biogas akan menyala.
5. Pada
hari ke-14 gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api pada kompor
gas atau kebutuhan lainnya. Mulai hari ke-14 ini kita sudah bisa menghasilkan
energi biogas yang selalu terbarukan. Biogas ini tidak berbau seperti bau
kotoran sapi. Selanjutnya, digester terus diisi lumpur kotoran sapi secara
kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal.
BAB IV
PENUTUP
4.1
Kesimpulan
Kesimpulan
merupakan jawaban dari tujuan penulisan yang diperoleh berdasarkan pengolahan
informasi dari hasil dan pembahasan. Berikut merupakan kesimpulan yang
didapatkan mengenai pengolahan limbah menjadi biogas.
1. Instalasi
biogas terdiri dari lima komponen yang digester, water trap, manometer, gas
holder, dan pemanen gas. Kelima komponen ini memiliki peran penting dalam
kelengkapan dan fungsi instalasi biogas. Kelengkapan instalasi biogas terdiri
dari saluran masuk, saluran keluar gas, saluran keluar lumpur, penampung
sludge, dan selang penyalur gas.
2. Proses
pembuatan biogas langkah pertama yang dilakukan adalah mencampur
kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1:1,
setelah itu mengalirkan lumpur kedalam digester melalui lubang masukan. Kemudian melakukan penambahan starter
sebanyak 1 liter dan isi rumen segar sebanyak 5 karung dan tutup keran agar
terjadi proses fermentasi. Hari pertama hingga hari ke-8 gas dibuang karena gas
yang terbentuk adalah CO2. Hari ke-14 gas yang terbentuk dapat
digunakan untuk menyalakan api pada kompor gas atau kebutuhan lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
Bambang
Susilo, Retno Damayanti, dan Ni’matul Izza. 2017. TEKNIK BIOENERGI. Semarang: UB Press.
https://books.google.co.id/books?id=KDhTDwAAQBAJ&pg=PA5&dq=bioenergi&hl=id&sa=X&ved=0ahUKEwi38oaUpvnhAhVPOSsKHcYQA-MQ6AEIPzAE#v=onepage&q=bioener
gi&f=false , diakses pada tanggal 27 April 2019.
Erliza
Hambali, dkk. 2007. TEKNOLOGI BIOENERGI.
Jakarta: PT Agromedia Pustaka.
https://books.google.co.id/books?id=7a4H9357oIsC&pg=PA5&dq=bioenergi&hl=id&sa=X&ved=0ahUKEwi38oaUpvnhAhVPOSsKHcYQA-MQ6AEILjAB#v=onepage&q=biogas&f=
false , diakses pada tanggal 27 April 2019.
https://www.berbagiilmupeternakan.com/2015/05/makalah-pemanfaatan-biogas-dari-kotoran.html , diakses pada tanggal 28 April 2019.
https://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/05/teknik-pembuatan-biogas-instalasi-modern/
, diakses pada tanggal 28 April 2019.
http://repository.upi.edu/13141/6/S_FPTK_1106543_Chapter%20%283%29.pdf , diakses pada tanggal 28 April 2019.
