BIOGAS DARI KOTORAN SAPI

Transkripsi

1 ENERGI ALTERNATIF TERBARUKAN BIOGAS DARI KOTORAN SAPI Bambang Susilo Retno Damayanti

2 PENDAHULUAN PERMASALAHAN Energi Lingkungan Hidup Pembangunan Pertanian Berkelanjutan PENGEMBANGAN TEKNOLOGI BIOGAS Dapat mengurangi pencemaran udara, tanah, air dan biologis Untuk pupuk : kompos dan pupuk cair

3 B I O G A S Campuran gas yang dihasilkan oleh bakteri metagonik yang terjadi pada material-material yang dapat terurai secara alami dalam kondisi anaerobik Gas metana (CH 4 ) = persen Komponen BIOGAS Gas CO 2 = persen Hidrogen (H 2 ) = 5 10 persen Hidrogen (H 2 ) = 5 10 persen Gas-gas lain dalam jumlaj sedikit (N 2, O 2, H 2 dan H 2 S)

4 KARAKTERISTIK GAS METANA (CH 4 ) Biogas memiliki berat 20% lebih ringan dibandingkan udara Memiliki suhu pembakaran antara C Biogas tidak berbau dan berwarna dan apanila dibakar akan menghasilkan nyala api biru cerah seperti gas LPG Nilai kalor gas metana 20 MJ/m 3 dengan efisiensi pembakaran 60% pada konvensional kompor biogas

5 MANFAAT BIOGAS SKALA KECIL Dijadikan bahan bakar LPG pengganti minyak tanah SKALA BESAR Sebagai pembangkit listrik yang ramah lingkungan dan terbarukan Sisa kotoran ternak dapat digunakan sebagai pupuk organik pada tanaman/budidaya pertanian

6

7 POTENSI BIOGAS Kotoran ternak SUMBER BIOGAS Limbah Sampah KOTORAN TERNAK Sapi Kerbau Babi Kuda Ayam Gajah 1 ekor ternak sapi dapat dihasilkan 2 m 3 biogas/hari

8 POTENSI GAS Tipe Kotoran Hewan Sapi (sapi dan kerbau) Babi Peternakan ayam Manusia Produksi Gas per Kg Kotoran (m 3 )

9 KESETARAAN BIOGAS DENGAN SUMBER ENERGI LAIN

10 APLIKASI 1 m 3 BIOGAS Memasak selama 3 jam Menyalakan listrik 80 Watt (6 jam) Menjalankan motor (1 hp) selama 2 jam Menggerakkan truk 3 ton 2,8 km Membangkitkan listrik 1,25 kw

11 POTENSI PENGEMBANGAN BIOGAS DI INDONESIA Jenis EBT Kapasitas Panas Bumi 27 GW 807 MW 9500 MW Tenaga Air GW 4200 MW PLTMH 500 MW 84 MW 500 MW (On Grid) 330 MW (Off Grid) Energi surya 4.8 kwh/m2/hr 8 MW 80 MW Biomassa/Biogas GW 302 MW 810 MW Energi Angin 3-6 m/detik 0,5 MW 250 MW (On Grid) 5 MW (Off Grid) Biodiesel Gasohol Bio Oil 5% Total konsumsi Solar (4,7 Juta KL) 5% Total Konsumsi bensin 2,5% Total Konsumsi Minyak Bakar dan IDO

12 HAMBATAN PENGEMBANGAN INSTALASI BIOGAS Kurangnya technical expertise Tidak berfungsinya digester (bocor, kesalahan konstruksi, dll) Disain tidak user friendly Memerlukan penanganan secara manual (pengumpanan/ pengeluaran material dari digester) Biaya pembuatan masih mahal Perlu disain APPROPRIATE : Teknik, ekonomi, sosial, lingkungan

13 FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH FAKTOR UTAMA C/N rasio Kandungan bahan kering 5 10 % Aktivitas organisme

14 FAKTOR PENUNJANG NILAI ph SUHU Nilai ph dari campuran input dalam pencerna Suhu dalam digester/reaktor dipertahankan 32 C - 36 C PENGADUKAN Dilakukan apabila bahan organik dalam digester mengering TIDAK MENGANDUNG BAHAN BERACUN Zat yang dapat meracuni bakteri methanogenik : detergen, insektisida, herbisida dan lain-lain

15 TAHAP PEMBENTUKAN BIOGAS Selulosa 1. Hidrolisis (C 6 H 10 O 5 )n + nh 2 O n(c 6 H 12 O 6 ) selulosa glukosa Faktor yg berpengaruh: ph Temperature Laju Pengisian Waktu tinggal dalam digester Toxicity 2. Pengasaman 3. Metanogenik Glukosa Asam Lemak dan Alkohol (C 6 H 12 O 6 )n + nh 2 O CH 3 CHOHCOOH glukosa asam laktat CH 3 CH 2 CH 2 COOH + CO 2 + H 2 asam butirat CH 3 CH 2 OH + CO 2 etanol 4H 2 + CO 2 2H 2 O + CH 4 CH 3 CH 2 OH + CO 2 CH 3 COOH + CH 4 CH 3 COOH + CO 2 CO 2 + CH 4 CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2H 2 + CO 2 CH 3 COOH + CH 4 Metan + CO 2

16 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENCERNA NILAI ph Nilai ph dari campuran input dalam pencerna SUHU Suhu dalam digester/reaktor dipertahankan 32 C - 36 C LAJU PENGUMPANAN Pada umumnya, 6 kg kotoran sapi per m 3 volume pencerna

17 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENCERNA WAKTU TINGGAL DALAM PENCERNA (DIGESTER) TOXICITY SLURY Waktu tinggal juga tergantung pada suhu, dan diatas 35 C atau suhu lebih tinggi, waktu tinggal semakin singkat NH 4 pada konsentrasi 50 hingga 200 mg/l merangsang pertumbuhan mikroba, namun bila konsentrasinya diatas 1500 mg/l akan mengakibatkan keracunan Setelah ekstraksi biogas (energi), slurry keluar dari ruang pencerna sebagai produk samping dari sistem pencernaan secara aerobik

18 TINGKATAN RACUN DARI BEBERAPA ZAT PENGHAMBAT

19 PERTIMBANGAN DESAIN EKONOMI SEDERHANA PENGGUNAAN BAHAN LOKAL KEAWETAN (DURABILITY) SESUAI DENGAN TIPE INPUT FREKUENSI PENGGUNAAN INPUT DAN OUTPUT

20 TIPE BIOREAKTOR Bio-reaktor tipe floating dome (India)

21 Fixed Dome (Chinese) Digester

22 Bio-reactor tipe aliran kontinyu

23 TIPE FIXED DOME (CHINA TYPE) WHY? umur dapat mencapai 20-tahun ekonomis 25 terbuat dari bahan-bahan lokal konstruksi berupa dome sehingga mampu menahan beban baik dalam maupun di atas permukaan tanah konstruksi terdapat dibawah permukaan tanah sehingga kestabilan suhu bahan didalam digester dapat terjamin penghematan penggunaan lahan operasional alat mudah dilakukan perawatan relatif mudah dan murah

24 CONTOH REAKTOR BIOGAS SKALA BESAR

25

26

27

28

29 TAHAPAN PEMBUATAN DIGESTER

30 Algen gas generator (1500 W) Algen gas generator (700 W) Generator listrik dengan penggerak mesin diesel (bahan bakar minyak solar/biogas) (3000W)

31 CONTOH REAKTOR BIOGAS SKALA RUMAH TANGGA

32 SPESIFIKASI TEKNIS Volume reaktor (plastik) : liter Volume penampung gas (plastik) : liter Kompor Biogas : 1 buah Drum pengaduk bahan : 1 buah Pengaman gas : 1 buah Selang saluran gas : + 10 m Kebutuhan bahan baku : kotoran ternak dari 2-3 ekor sapi/ kerbau, atau 6 ekor babi. Biogas yang dihasilkan : 4 m3 per hari (setara dengan 2,5 liter minyak tanah)

33 KEUNGGULAN Konstruksi sederhana, mudah dan cepat pemasangannya (tidak sampai 1 hari). Harga terjangkau, sekitar Rp 2,5 juta sudah termasuk pemasangan dan satu unit kompor biogas. Awet, menggunakan material plastik khusus sehingga tahan hingga 6 tahun. Mudah dalam perawatan dan penggunaan. Produksi gas setara dengan 2,5 liter minyak tanah/hari, lebih dari cukup untuk dijadikan bahan bakar memasak. Menghasilkan kompos (pupuk organik) yang sangat bagus kualitasnya dan dapat langsung digunakan pada lahan/usaha budidaya pertanian.

34

35

36

37

38 Gambar Penggunaan biogas untuk lampu penerangan dan kompor gas

39

40 PEMANFAATAN BIOGAS KERJASAMA IPB OBIHIRO UNIVERSITY (JEPANG)

41 PABRIK BIOGAS YANG TELAH DIBUAT OLEH MASYARAKAT