BHINEKA TUNGGAL IKA : PENGOLAHAN LIMBAH ORGANIK MENJADI BIOGAS

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 m³metana 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.