RANCANG BANGUN ALAT PENGHASIL BIOGAS DARI PLASTIK POLIETILEN SKRIPSI. Oleh: LATIF

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ALAT PENGHASIL BIOGAS DARI PLASTIK POLIETILEN SKRIPSI Oleh: LATIF DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2008

2 RANCANG BANGUN ALAT PENGHASIL BIOGAS DARI PLASTIK POLIETILEN SKRIPSI Oleh: LATIF TEKNOLOGI PERTANIAN / Skripsi sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing ( Ainun Rohanah, STP, M.Si ) ( Achwil Putra Munir, STP M.Si ) Ketua Anggota DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

3 METODOLOGI PENELITIAN Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini direncanakan akan dilaksanakan pada bulan Maret-Mei 2008 di Laboraturium Tenkik Pertanian, Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian,. Bahan dan Alat Penelitian Bahan yang akan digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Tangki (drum) besi 2. Kotoran Sapi 3. Air 4. Jerami Padi 5. Plastik Polietilen 6. Papan 7. Bambu 8. Starter 9. Pipa Besi 10. Selang 11. Kawat 12. Plat Besi 13. Kran Gas 14. Lem Pipa 15. kawat Las 16. Isolasi Pipa

4 Alat yang digunakan adalah sebagi berikut: 1. Mesin Las 2. Gergaji Besi 3. Gergaji Kayu 4. Pahat Besi 5. Timbangan 6. Manometer 7. Goni 8. Ember 9. Palu 10. Kalkulator 11. Alat Tulis Metode Penelitian Penelitian ini mengunakan metode eksperimental untuk mengetahui kemampuan dari alat penghasil dan penampung biogas yang dirancang dengan menguji coba alat di Laboratorium Teknik Pertanian. Prosedur Penelitian 1. Dirancang dan digambar bentuk alat penampumg biogas dari plastik polietilen. 2. Ditentukan bahan-bahan yang akan digunakan untuk membuat alat penghasil dan penampumg biogas. 3. Diukur bahan-bahan yanag akan digunakan sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.

5 4. Dilakukan pekerjaan bahan (pemotongan, penggergajian, pengelasan, pemasangan dan lainnya) sesuai dengan bentuk dan ukuran yang telah dirancang 5. Ditimbang kotoran sapi sesuai dengan kebutuhan. 6. Ditimbang jerami padi sesuai dengan kebutuhan. 7. Dicampurkan kotoran sapi dan jerami padi dengan air. 8. Dilakukan pengadukan agar diperoleh campuran bahan yang homogen. 9. Dimasukkan bahan yang telah dicampurkan tersebut kedalam tangki pencerna melalui saluran pemasukkan sesuai kebutuhan. 10. Ditutup saluran pemasukkan dan dipastikan dalam keadaan kedap udara. 11. Dilakukan perlakuan dan pengamatan parameter Pengamatan Parameter Adapun parameter yang diamati adalah: 1. Tekanan Biogas Pengukuran tekanan biogas dilakukan dengan melihat angka atau nilai yang ditunjukkan oleh manometer U yang terpasanag pada tangki pencerna dan plastik pengumpul. Besarnya nilai tekanan yang ditunjukkan pada manometer U menunjukkan besarnya tekanan biogas yang dihasilkan. 2. Lama Nyala Api Lama nyala api dihitung dengan melihat lamanya waktu yang terpakai pada kompor gas mulai dari api menyala hingga api mati. 3. Warna Nyala Api Pengamatan warna nyala api dilakukan sekaligus dengan pengamatan lama nyala api. Warna nyala api dapat dikelompokkan sebagai berikut:

6 a. Biru (kelas I) Kategori warna nyala api biru (kelas I) adalah warna nyala api yang dihasilkan pertama kali sampai warna biru berubah menjadi biru kemerahan/merah. b. Biru kemerahan/merah kebiruan (kelas II) Kategori biru kemerahan/merah kebiruan (kelas II) adalah warna nyala api yang dihasilkan pertama kali sampai warna biru berubah menjadi merah. c. Merah (kelas III) Kategori merah (kelas III) adalah warna nyala api yang dihasilkan pertama kali. 4. Analisis Ekonomi Perhitungan biaya dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan b iaya tidak tetap.

7 ABSTRACT Biogas is a gas the can be produced from anaerobic fermentation of organic matters such as animal or human s feces, agricultural wastes, or their combination in a digester. In this research the biogas was produced from 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. The result of this experiment showed that the polyethylene digester had a: capacity of 0,25 m 3, wet volume 0,2 m 3, retention time 68 days, pressure 6,6350 psi, biogas volume of 0,6216 m 3, flame time 9135 second (152,3 minute or 2,5 hour), and cost of production Rp 94,6 /litre. Biogas can be applied in a gas stove as for cook. Keyword: Biogas, polyethylene, pressure, volume, flame time. ABSTRAK Biogas merupakan salah satu jenis energi yang dapat dibuat dan dibakar yang diproduksi melalui fermentasi anaerobik bahan organik seperti kotoran ternak, kotoran manusia, limbah pertanian di dalam suatu ruang pencerna (digester). Biogas dalam penelitian ini berasal dari bahan campuran kotoran sapi dan jerami padi. Penelitian ini bertujuan untuk merancang alat penghasil biogas dari plastik polietilen yang mudah dirakit, murah dan dapat berkinerja dengan baik. Penelitian ini menghasilkan digester yang berbahan dasar dari plastik polietilen dengan spesifikasi sebagai berikut: biodigester dengan kapasitas digester 0,25 m 3, bahan isian 0,2 m 3, waktu proses 68 hari, tekanan total 6,6350 psi, volume total gas 0,6216 m 3, lama nyala api 9135 detik (152,3 menit atau 2,5 jam), dan analisis biaya produksi biogas Rp 94,6 /liter. Biogas yang dihasilkan dapat diaplikasikan ke kompor gas yang dapat digunakan untuk memasak. Kata kunci: Biogas, Plastik Polietilen, Tekanan, Volume, Lama Nyala Api.

8 RINGKASAN PENELITIAN LATIF, Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas dari Plastik Polietilen, dibimbing oleh Ainun Rohanah sebagai ketua dan Achwil Putra Munir sebagai anggota. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat penghasil biogas dari plastik polietilen dengan melakukan studi pustaka, eksperimental, serta pengamatan ke lapangan tentang alat penghasil biogas. Parameter yang diamati adalah tekanan biogas, volume biogas, lama nyala api, dan analisis ekonomi. Dari analisis dapat dirangkumkan sebagai berikut: Performansi Alat Dari hasil penelitian dapat dikatakan bahwa alat penghasil biogas dari plastik polieitlen ini 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 rata-rata yang dihasilkan oleh alat penghasil biogas dari plastik polietilen ini adalah 0,1106 psi/hari. Volume Biogas Volume biogas diperoleh dengan cara menghitung kenaikan tinggi penampung gas per harinya. Dari hasil perhitungan diperoleh volume rata-rata yang dihasilkan adalah 10,03 liter/hari.

9 Lama Nyala Api Lama nyala api diperoleh dari menghitung lamanya nyala api pada saat pemakaian ke kompor biogas. Dari hasil perhitungan diperoleh lama nyala api adalah 9135 detik (152,3 menit atau 2,5 jam). Analisis Biaya Produksi Biogas (Rp/liter) Biaya produksi yang dibutuhkan untuk menghasilkan biogas diperoleh dengan cara menghitung biaya tetap dan biaya tidak tetap. Dari hasil perhitungan diperlukan biaya produksi untuk menghasilkan biogas sebesar Rp.4,836 /liter.

10 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Dusun Tanjung Anom, Afdeling IV Dolok Sinumbah, Simalungun pada tanggal 16 Juni 1984 dari ayah Alm. Dalhar dan ibu Boinah. Penulis merupakan anak ke empat dari 4 bersaudara. Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Laksamana Martadinata Medan dan masuk perguruan tinggi melalui jalur SPMB (seleksi penerimaan mahasiswa baru) pada tahun Penulis memilih Program Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian di. Selama masa perkuliahan, penulis aktif mengikuti organisasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA) sebagai ketua Bidang Ekonomi periode dan wakil ketua Bidang Dana dan Usaha di Mushola Fakultas Pertanian periode Penulis juga ikut dalam organisasi pemerintahan Mahasiswa Fakultas Pertanian sebagai anggota Departemen Ekonomi periode dan pernah ikut dalam anggota Lembaga Survei Indonesia (LSI). Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di PTPN IV Dolok Sinumbah Perdagangan pada tahun 2007.

11 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun judul skripsi ini adalah Rancang Bangun Alat Penghasil Biogas dari Plastik Polietilen. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Ainun Rohanah, STP. MSi selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Achwil Putra Munir, STP. MSi selaku anggota pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. terima kasih khusus kepada Ayahanda Alm. Dalhar dan Ibunda Boinah serta abang dan kakak: Heri, Lainah Amd. Kes., Suhendrianto, ST., Hartini, Spd., Bripda Mukhtar, Yuyun Wardani Harahap, adik Nurmayani dan juga kepada seluruh warga Muslim Komplek Perumahan TPI Tanjung Sari terutama kepada keluarga Bapak H. Hasanudin, Bapak Armein Lubis, Bapak H. Mariful, Bapak Diwan Syahdu, Ahmad Zaki serta teman-teman di Teknik Pertanian kepada Ahmad Ilmuwan, Indri, Indra, Leilil Muttaqin, Suherman, Erwin, Irva serta anak-anak Mushala Fakultas Pertanian. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak. Medan, Oktober 2008 Penulis

12 DAFTAR ISI Hal ABSTRACT... iii RINGKASAN PENELITIAN... iv RIWAYAT HIDUP... vi KATA PENGANTAR...vii DAFTAR TABEL... x DAFFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN...xii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 2 Kegunaan Penelitian... 3 TINJAUAN LITERATUR... 4 Biogas... 4 Kotoran Sapi Penghasil Biogas... 5 Proses Pembentukan Biogas... 6 Faktor-Faktor yang Berpengaruh dalam Pembentukan Biogas... 7 Perbandingan C/N Bahan Isian... 7 Lama Fermentasi... 9 Temperatur... 9 Kandungan Bahan Kering...10 Pengadukan...10 Digester Biogas...11 Karakteristik Plastik Polietilen...13 METODOLOGI PENELITIAN...15 Lokasi dan Waktu Penelitian...15 Bahan dan Alat Penelitian...15 Metode Penelitian...16 Prosedur Penelitian...16 Persiapan...16 Pembuatan Alat Penghasil Biogas dari Plastik Polietilen...17 Pembuatan Digester...17 Pembuatan Saluran Outlet (Pengeluaran Gas)...17 Pembuatan Lubang Digester di atas Tanah...17 Pembuatan Penampung Gas...18 Uji Kebocoran...18 Perangkaian...18 Penyiapan Bahan Isian...19 Proses Pemasukkan Bahn Isian...20 Proses Fermentasi...20 Pengamatan Parameter...20 Tekanan Biogas...20

13 Lama Nyala Api...21 Analisis Biaya Produksi...21 HASIL DAN PEMBAHASAN...23 Performansi Alat...23 Tekanan Biogas...24 Volume Biogas...25 Lama Nyala Api...26 Analisis Biaya Produksi Biogas...27 KESIMPULAN DAN SARAN...30 Kesimpulan...30 Saran...30 DAFTAR PUSTAKA...31 LAMPIRAN...33

14 DAFTAR TABEL 1. Komposisi dan persentase jumlah gas bio Karakteristik kotoran sapi Perbandingan C dan N persentase berat kering unsur N dari beberapa jenis kotoran hewan dan tumbuhan Kandungan rata-rata bahan kering berbagai jenis kotoran Sifat dan karakteristik plastik polietilen...14 Hal

15 DAFTAR GAMBAR 1. Grafik hubungan antara lama fermentasi terhadap tekanan biogas Grafik volume biogas perhari... 46

16 DAFTAR LAMPIRAN 1. Gambar alat penghasil biogas dari plastik polietilen (tampak samping) Gambar alat penghasil biogas dari plastik polietilen (tampak atas) Diagram alir pembuatan biogas Data tekanan biogas Data volume biogas Data daftar bahan pembuatan alat penghasil biogas dari plastik polietilen Gambar alat penghasil biogas dari plastik polietilen Gambar digester plastik polietilen Gambar penampung gas plastik polietilen Gambar perangkap uap air Gambar warna nyala api biogas pada kompor gas... 43