TUGAS

TEKNOLOGI BIOPROSES

BIOGAS

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 3 / KELAS 2-A

• Rabiah

• Hasti Dewi Poernama

• Sari Wardani Ali

• Mariana Tasik

• Wahyuni Baharuddin

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

MAKASSAR

2013

2

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah segala puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas

Rahmat dan Karunia-Nya sehingga tugas yang berjudul “Biogas” ini dapat terselesaikan

dengan baik. Penyusunan makalah ini dilakukan untuk memenuhi tugas studi Teknologi

Bioproses dan untuk menambah wawasan mengenai Biogas. Adapun kendala-kendala yang

penyususn hadapi saat membuat makalah ini baik itu secara materi maupun kendala

lainnya, akan tetapi penyusun mengucap syukur dan berterimah kasih karena penulis dapat

melewati semuanya itu sampai selesai dengan baik.

Terima kasih penyusun ucapkan kepada :

• Muhammad Saleh, S.T, M.Si selaku pembimbing bidang studi Teknologi

Bioproses yang telah membimbing dan membantu dalam penyelesaian makalah ini.

• Teman-teman yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas makalah ini

Penyusun menyadari bahwa keberadaan laporan ini masih jauh dari kesempurnaan,

oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun penyusun sangat mengharapkan

untuk kesempurnaan pembuatan makalah selanjutnya.

Akhirnya, harapan penyusun semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi

kita semua khususnya pengembangan ilmu pengetahuan.Amin

Makassar, Juni 2013

Kelompok III

3

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

KATA PENGANTAR ....................................................................................... ii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN

• Latar Belakang ................................................................................ 1

• Rumusan Msalah ............................................................................. 2

• Tujuan Penyusunan ......................................................................... 2

• Manfaat Penyusunan ........................................................................ 2

BAB II Pembahasan

A. Pergertian Biogas ............................................................................. 3

B. sejarah Biogas ................................................................................... 3

C. Bahan-bahan Pembuatan Biogas ....................................................... 4

D. Proses Pembuatan Biogas ................................................................. 5

E. Komposisi Biogas ............................................................................. 13

F. Bentuk dan Jenis-Jenis Biogas .......................................................... 13

BAB III Manfaat Biogas

A. Manfaat Biogas ................................................................................. 16

B. Kelebihan dan Kekurangan Biogas ................................................... 18

BAB IV PENUTUP

Kesimpulan ............................................................................................ 19

DAFTAR PUSTAKA

4

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial didunia.

Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan

menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil

memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan

energi terbaharukan. Selain itu, peningkatan harga minyak dunia hingga mencapai U$ 100

per barel juga menjadi alasan yang serius yang menimpa banyak negara didunia terutama

Indonesia.

Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi

pembangunan bangsa Indonesia. Konsumsi BBM yang mencapai 1,3 juta/barel tidak

seimbang dengan produksinya yang nilainya sekitar 1 juta/barel sehingga terdapat defisit

yang harus dipenuhi melalui impor. Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan

bakar minyak pemerintah telah menerbitkan Peraturan presiden RI No. 5 tahun 2006

tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai

bahan bakar minyak. kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat

diperbaharui sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak.

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerob atau fermentasi dari bahan-

bahan organik berupa kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga),

sampah biodegradable. Ada pun faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas biogas yang

dihasilkan terdiri dari bahan organik, temperatur, pH, tekanan dan kelembaban udara.

Salah satu sumber energi altrnatif adalah Biogas. Gas ini berasal dari berbagai

macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat

dimanfatkan menjadi energi melalui proses anaerobic digestion. Proses ini merupakan

peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak

penggunaan bahan bakar fosil.

Sejarah penemuan biogas diawalai dari proses anaerobik yang tersebar dibenua

Eropa. Ilmuwan Volta menemukan as yang ada dirawa-rawa pada tahun 1770, kemudian

5

avogadro mengidentifikasi tentang gas metana. Setelah tahun 1875 dipastikan bahwa

biogas merupakan produk dari proses anaerobik digestion. Pastoer melakukan penelitian

tentang biogas menggunakan kotoran hewan pada tahun 1884. Era penelitian Pastoer

menjadi landasan untuk penelitian biogas hingga saat ini.

1.2 Rumusan Masalah

Dengan memperhatikan latar belakang tersebut, agar kita dapat mendapatkan hasil

yang diinginkan maka dalam makalah ini penyusun mengemukakan beberapa rumusan

masalah sebagai berikut:

1. Pengertian biogas

2. Proses pembuatan biogas

3. Kompenen-komponen yang terdapat dalam biogas

4. Manfaat biogas

5. Kelebihan dan kekurangan biogas

1.3 Tujuan Penyusunan

Adapun tujuan penyusunan makalah ini yaitu:

1. Sebagai salah satu tugas kelompok dalam mata kuliah Teknologo Bioproses.

2. Untuk menambah dan mengembangkan ilmu pengetahuan terutama mengenai

biogas.

1.4 Manfaat Penyusunan

Adapun manfaat dari penyusunan makalah ini yaitu agar kita bisa memahami

mengenai biogas dan bisa mengaplikasikan di dalam kehidupan terutama dalam

pengembangan ilmu pengetahuan.

6

BAB II

PROSES PEMBENTUKAN BIOGAS

2.1 Bahan- Bahan Pembuatan Biogas

Biogas berasal dari hasil fermentasi bahan-bahan organik diantaranya:

Limbah tanaman : tebu, rumput-rumputan, tongkol dan jagung , dan lain-lain.

Limbah dan hasil produksi : minyak, bagas, penggilingan padi, limbah sagu.

Hasil samping industri : tembakau, limbah pengolahan buah-buahan dan sayuran,

dedak, kain dari tekstil, ampas tebu dari industri gula dan tapioka, limbah cair industri

tahu.

Limbah perairan : tumbuh-tumbuhan air, eceng gondonk

Limbah peternakan : kotoran sapi, kotoran kerbau, kotoran kambing, kotoran unggas.

Table 1. Produksi biogas dari berbagai bahan organik

No. Bahan Organik Jumlah

(Kg)

Biogas

(lt)

1 Kotoran Sapi 1 40

2 Kotoran Kerbau 1 30

3 Kotoran Babi 1 60

4 Kotoran Ayam 1 70

Tabel 2. Perbandingan jumlah kotoran/tinja yang dihasilkan ternak dan manusia

No. Jenis Ternak Jml. Tinja

per hari/kg

Persentase

Kandungan Air

Bahan Kering

1 Sapi 28 80 20

2 Sapi perah 28 80 20

3 Kerbau 35 83 17

4 Kambing 1,13 74 26

5 Domba 1,13 74 26

6 Babi 3,41 67 33

7 Ayam/kampung/ras 0,18 72 28

8 Itik 0,34 62 38

9 Manusia 0,15 77 23

Sumber : Buku saku petenakan, Dit.Bina Program Dirjen Peternakan

7

2.2 Mikroba yang Berperan dalam Pembentukan Biogas

Ada tiga kelompok dari bakteri dan Arkhaebakteria yang berperan dalam proses

pembentukan biogas, yaitu:

1. Kelompok bakteri fermentatif: Steptococci, GBacteriodes, dan beberapa jenis

Enterobactericeae

2. Kelompok bakteri asetogenik: Desulfovibrio

3. Kelompok Arkhaebakteria dan bakteri metanogen: Mathanobacterium,

Mathanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus

2.3 Mekanisme Pembentukan Biogas

Reaksi pembentukan metana (Price and Paul, 1981) dari bahan – bahan organik

yang dapat terdegradasi dengan bantuan enzim maupun bakteri dapat dilihat sebagai

berikut:

Kondisi operasi pada pembuatan biogas antara lain :

Temperatur = 20 – 40 oC (paling optimum pada T = 35 oC)

Tekanan gas = 20 - 25 cmH2O atau 0,02 – 0,024 atm

Rasio C/N = 30

pH = 6,8 – 8,0

Rasio bahan baku/air = 2 : 3

8

Tahap-tahap proses pencernaan material organik:

1. Reaksi Hidrolisa / Tahap pelarutan

Pada tahap ini bahan yang tidak larut seperti selulosa, polisakarida dan lemak diubah menjadi

bahan yang larut dalam air seperti karbohidrat dan asam lemak. Tahap pelarutan berlangsung

pada suhu 25o C di digester.

2. Reaksi Asidogenik / Tahap pengasaman

Pada tahap ini, bakteri asam menghasilkan asam asetat dalam suasana anaerob. Tahap ini

berlangsung pada suhu 25o C di digester.

3. Methanogenesis.

Pada tahap ini, bakteri metana membentuk gas metana secara perlahan secara anaerob. Proses

ini berlangsung selama 14 hari dengan suhu 25o C di dalam digester. Pada proses ini akan

dihasilkan 70% CH4, 30 % CO2, sedikit H2 dan H2S .

Gambar 1. Proses dalam reaktor biogas (Sufyandi, 2001).

9

2.4 Proses Pembuatan Biogas yang Berasal dari Kotoran Ternak

Berikut adalah contoh proses pembuatan biogas dari kotoran ternak.

a. Yang pertama dilakukan adalah menyediakan wadah atau bejana untuk mengolah

kotoran organik menjadi biogas. Kalau hanya diperuntukkan secara pribadi, cukup

menggunakan bak yang terbuat dari semen yang cukup lebar atau drum bekas yang

masih cukup kuat. Selain itu perlunya kesediaan kotoran hewan (baik sapi maupun

kambing) yang merupakan bahan baku biogas.

b. Proses kedua adalah mencampurkan kotoran organik tersebut dengan air. Biasanya

campuran antara kotoran dan air menggunakan perbandingan 1:1 atau bisa juga

menggunakan perbandingan 1:1,5. Air berperan sangat penting di dalam proses

biologis pembuatan biogas. Artinya jangan terlalu banyak (berlebihan) juga jangan

terlalu sedikit (kekurangan).

c. Temperatur selama proses berlangsung, karena ini menyangkut "kesenangan" hidup

bakteri pemroses biogas antara 27 - 28 derajat celcius. Dengan temperatur itu proses

pembuatan biogas akan berjalan sesuai dengan waktunya. Tetapi berbeda kalau nilai

temperatur terlalu rendah (dingin), maka waktu untuk menjadi biogas akan lebih

lama.

d. Kehadiran jasad pemroses, atau jasad yang mempunyai kemampuan untuk

menguraikan bahan-bahan yang akhirnya membentuk CH4 (gas metan) dan CO2.

Dalam kotoran kandang, lumpur selokan ataupun sampah dan jerami, serta bahan-

bahan buangan lainnya, banyak jasad renik, baik bakteri ataupun jamur pengurai

bahan-bahan tersebut didapatkan. Tapi yang menjadi masalah adalah hasil

uraiannya belum tentu menjadi CH4 yang diharapkan serta mempunyai kemampuan

sebagai bahan bakar.

e. Untuk mendapatkan biogas yang diinginkan, bak penampung (bejana) kotoran

organik harus bersifat anaerobik. Dengan kata lain, tangki itu tak boleh ada oksigen

dan udara yang masuk sehingga sampah-sampah organik yang dimasukkan ke

dalam bioreaktor bisa dikonversi mikroba. Keberadaan udara menyebabkan gas

CH4 tidak akan terbentuk. Untuk itu maka bejana pembuat biogas harus dalam

keadaan tertutup rapat.

10

f. Setelah proses ini selesai, maka selama dalam kurun waktu 1 minggu didiamkan,

maka gas metan sudah terbentuk dan siap dialirkan untuk keperluan memasak.

Namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam memanfaatkan biogas.

Seperti misalnya sifat biogas yang tidak berwarna, tidak berbau dan sangat cepat

menyala. Karenanya kalau lampu atau kompor mempunyai kebocoran, akan sulit

diketahui secepatnya. Berbeda dengan sifat gas lainnya, sepeti elpiji, maka karena

berbau akan cepat dapat diketahui kalau terjadi kebocoran pada alat yang

digunakan. Sifat cepat menyala biogas, juga merupakan masalah tersendiri. Artinya

dari segi keselamatan pengguna. Sehingga tempat pembuatan atau penampungan

biogas harus selalu berada jauh dari sumber api yang kemungkinan dapat

menyebabkan ledakan kalau tekanannya besar.

Perlu diketahui bahwa laju pembentukan gas CH4 dalam reaktor biogas sangat

dipengaruhi oleh temperatur. Temperatur ini akan berhubun dengan kemampuan bakteri

yang ada dalam reaktor. Faktor pendukung untuk mempercepat proses fermentasi adalah

kondisi lingkungan yang optimal bagi pertumbuhan bakteri perombak.

Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap produksi biogas sebagai berikut (Simamora

dkk, 2006) :

1. Kondisi anaerob atau kedap udara.

Biogas dihasilkan dari proses fermentasi bahan organik oleh mikroorganisme

anaerob. Karena itu, instalasi pengolah biogas harus kedap udara (keadaan

anaerob).

2. Bahan baku isian

Bahan baku isian berupa bahan organik seperti kotoran ternak, limbah pertanian,

sisa dapur dan sampah organik. Bahan baku isian ini harus terhindar dari bahan

baku anorganik seperti pasir, batu, plastik dan beling. Bahan isian ini harus

mengandung berat kering sekitar 7-9 %. Keadaan ini dapat dicapai dengan

melakukan pengenceran menggunakan air 1:1-2 (bahan baku: air).

11

3. Rasio karbon nitrogen(C/N)

Rasio karbon (C) dan Nitrogen (N) yang terkandung dalam bahan organik sangat

menentukan kehidupan dan aktivitas mikroorganisme. Rasio C/N yang optimum

bagi mikroorganisme perombak adalah 25-30.

Tabel 3. Rasio C/N untuk berbagai bahan organik

Bahan Organik N dalam

% C/N

Kotoran Manusia 6 5.9-10

Kotoran sapi 1.7 16.6-25

Kotoran babi 3.8 6.2-12.5

kotoran ayam 6.3 5-7.1

Kotoran Kuda 2.3 25

kotoran Domba 3.8 33

Jerami 4 12.5-25

Lucemes 2.8 16.6

Alga 1.9 100

Gandum 1.1 50

serbuk Jerami 0.5 100-125

Ampas Tebu 0.3 140

Serbuk Gergaji 0.1 200-500

Kol 3.6 12.5

Tomat 3.3 12.5

Mustard (Runch) 1.5 25

Kulit Kentang 1.5 25

Sekam 0.6 67

Bongkol Jagung 0.8 50

daun yang Gugur 1 50

Batang kedelai 1.3 33

Kacang Toge 0.6 20

Sumber : Kaltwasser, 1980

4. Derajat keasaman (pH).

Derajat keasaman sangat berpengaruh terhadap kehidupan mikroorganisme.

Derajat keasaman yang optimum bagi kehidupan mikroorganisme adalah 6,8- 7,8.

Pada tahap awal fermentasi bahan organik akan terbentuk asam (asam organik)

yang akan menurunkan pH. Mencegah terjadinya penurunan pH dapat dilakukan

dengan menambahkan larutan kapur (Ca(OH)2) atau kapur (CaCO3).

12

5. Temperatur.

Produksi biogas akan menurun secara cepat akibat perubahan temperatur yang

mendadak didalam instalasi pengolah biogas. Upaya praktis untuk menstabilkan

temperatur adalah dengan menempatkan instalasi biogas didalam tanah.

6. Starter.

Starter diperlukan untuk mempercepat proses perombakan bahan organic hingga

menjadi biogas. Starter merupakan mikroorganisme perombak yang telah dijual

komersial. Bisa juga menggunakan lumpur aktif organik atau isi rumen.

2.5 Komposisi Biogas

Komponen terbesar biogas adalah Methana (CH4, 54-80%-vol) dan karbondioksida

(CO2, 20-45%-vol) serta sejumlah kecil H2, N2 dan H2S. Komposisi biogas bervariasi

tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Pada literature lain komposisi biogas

secara umum ditampilkan dalam tabel berikut :

Tabel 4. Komposisi biogas secara umum

Komponen Persentase

Metana (CH4) 55 – 75%

Karbon dioksida(CO2) 25 – 45%

Nitrogen (N2) 0 – 0,3%

Hidrogen (H2) 1 – 5%

Hidrogen sulfide (H2S) 0 – 3%

Oksigen (O2) 0,1 – 0,5%

Sumber : Juanga, 2007

13

2.6 Bentuk dan jenis-jenis reaktor biogas:

a. Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)

Gambar 2.Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)

Reaktor ini disebut juga reaktor China. Dinamakan demikian karena reaktor ini

dibuat pertama kali di China sekitar tahun 1930 an, kemudian sejak saat itu reaktor ini

berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester

sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,baik bakteri

pembentuk asam ataupun bakteri pembentuk gas metana. Bagian ini dapat dibuat dengan

kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat karna

menahan gas agar tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-

dome). Dinamakan kubah tetap karena bentuknya menyerupai kubah dan bagian ini

merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material

organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.

Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah daripada

menggunakan reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan

besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah. Kerugian

dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena

konstruksi tetapnya.

b. Reaktor floating drum

Gambar 3.Reaktor floating drum

14

Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di India pada tahun 1937

sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang sama dengan

reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan

bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik turun yang berfungsi untuk

menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester. Pergerakan drum mengapung pada cairan

dan tergantung dari jumlah gas yang dihasilkan.

Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang

tersimpan pada drum karena pergerakannya. Akibat tempat penyimpanan yang terapung

menyebabkan tekanan gasnya konstan. Kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari

drum lebih mahal. Faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian

pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan

menggunakan tipe kubah tetap.

c. Reaktor balon

Gambar 4.Reaktor Balon

Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah

tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan

perubahan tempat biogas. Reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai

digester dan penyimpan gas masing masing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat.

Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar

dibandingkan gas yang akan mengisi pada rongga atas.

15

BAB III

MANFAAT BIOGAS

3.1 Manfaat Biogas

Manfaat pembuatan biogas dari kotoran ternak antara lain :

1) Gas yang dihasilkan dapat mengganti fuel seperti LPG atau natural gas. Pupuk sapi yang

dihasilkan dari satu sapi dalam satu tahun dapat dikonversi menjadi gas metana yang setara

dengan lebih dari 200 liter gasoline

2) Gas yang dihasilkan dapat digunakan untuk sumber energi menyalakan lampu, dimana 1 m3

biogas dapat digunakan untuk menyalakan lampu 60 Watt selama 7 jam. Hal ini berarti

bahwa 1m3 biogas menghasilkan energi = 60 W x 7 jam = 420 Wh = 0,42 kWh.

3) Limbah digester biogas, baik yang padat maupun cair dapat dimanfaatkan sebagai pupuk

organik

Gambar 5.Penggunaan biogas untuk berbagai aplikasi (Kosaric dan Velikonja, 1995)

Tabel 5.Kesetaraan biogas dengan sumber bahan bakar lain

Bahan Bakar Jumlah

Elpiji 0,46 kg

Minyak tanah 0,62 liter

Minyak solar 0,52 liter

Bensin 0,80 liter

Gas kota 1,50 m3

Kayu bakar 3,50 kg

16

Berikut beberapa faktor yang bisa menjadi pertimbangan Indonesia memiliki prospek yang

baik dalam penggunaan biogas:

1. Indonesia memiliki banyak peternakan, menurut statistik data website departemen

pertanian Indonesia, setiap provinsi memiliki rata-rata ternak sekitar 500 ribu yang

jika dijumlahkan Indonesia memiliki sekitar 13 juta sapi perah dan sapi potong,

serta 28 juta kambing, domba, dan kerbau. Namun pengolahan kotoran ternak

belum dimanfaatkan secara optimal dan bahkan menimbulkan masalah.

2. Biogas mampu mendukung energi bagi industri rumah tangga dan industri kecil

menegah

3. Meninjau TPA di Indonesia yang masih banyak mengalami masalah sampah

organik yang bercampur dengan sampah anorganik. Sampah organik bisa digunakan

sebagai bahan dasar biogas.

4. Harga minyak yang mahal sehingga memungkinkan biogas menjadi sumber energi

alternatif

5. Kenaikan biaya sumber energi seperti tarif listrik, harga LPG, premium, minyak

tanah, dan minyak bakar lainnya

6. Prospek diutamakan pada tempat-tempat banyak yang masih dalam masa

pembangunan (kompleks perumahan baru, gedung perkantoran baru dan pedesaan)

dan tempat peternakan.

7. Penggunaan biogas relatif tidak menimbulkan polusi.

8.

3.2 Pemanfaat Biogas Menjadi Bahan Bakar Rumah Tangga

Saat ini berbagai jenis bahan dan ukuran peralatan biogas telah dikembangkan sehingga

dapat disesuaikan dengan karakteristik wilayah, jenis, jumlah dan pengelolaan kotoran ternak.

Peralatan dan proses pengolahan dan pemanfaatan biogas ditampilkan pada gambar berikut.

17

Gambar 6. Proses pemanfaatan dan pengolahn biogas menjadi bahan bakar rumah tangga

Bangunan utama dari instalasi biogas adalah Digester yang berfungsi untuk menampung

gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Jenis digester yang paling banyak

digunakan adalah model continuous feeding dimana pengisian bahan organiknya dilakukan secara

kontinu setiap hari. Besar kecilnya digester tergantung pada kotoran ternak yamg dihasilkan dan

banyaknyaÿ biogas yang diinginkan. Lahan yang diperlukan sekitar 16 m2. Untuk membuat

digester diperlukan bahan bangunan seperti pasir, semen, batu kali, batu koral, bata merah, besi

konstruksi, cat dan pipa prolon. Digester dapat dibuat dari bahan plastik Polyetil Propilene (PP),

fiber glass atau semen, sedangkan ukuran bervariasi mualai dari 4 hingga 35 m3. Biogas dengan

ukuran terkecil dapat dioperasikan dengan kotoran ternak 3 ekor sapi, 7 ekor babi atau 500 ekor

unggas.

Gambar 7. Macam-macam Digester

Biogas yang dihasilkan dapat ditampung dalam penampung plastik atau digunakan

langsung pada kompor untuk memasak, menggerakan generator listrik, patromas biogas,

penghangat ruang/kotak penetasan telur dll. Lokasi yang akan dibangun sebaiknya dekat dengan

kandang sehingga kotoran ternak dapat langsung disalurkan kedalam digester. Disamping digester

18

harus dibangun juga penampung sludge (lumpur) dimana slugde tersebut nantinya dapat dipisahkan

dan dijadikan pupuk organik padat dan pupuk organik cair.

Setelah pengerjaan digester selesai maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas dengan

langkah langkah sebagai berikut:

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 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

dari rumah potong hewan (RPH) 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

Pengolahan kotoran ternak menjadi biogas selain menghasilkan gas metan untuk memasak

juga mengurangi pencemaran lingkungan, menghasilkan pupuk organik padat dan pupuk organik

cair dan yang lebih penting lagi adalah mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan

bakar minyak bumi yang tidak bisa diperbaharui.

19

Gambar 8. Kompor Gas dari pengolah biogas

3.3 Pemanfaat Biogas Menjadi Pebangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTB)

Sistem instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG) dapat dibuat skema sebagai

berikut:

Gambar 9.Bagan sistem instalasi pembangkit listrik dari biogas kotoran sapi.

Perubahan biogas menjadi energi listrik dilakukan dengan memasukkan gas dalam

tabung penampungan kemudian masuk ke conversion kit yang berfungsi menurunkan

tekanan gas dari tabung sesuai dengan tekanan operasional mesin dan mengatur debit gas

yang bercampur dengan udara didalam mixer, dari mixer bahan bakar bersama dengan

udara masuk kedalam mesin dan terjadilah pembakaran yang akan menghasilkan daya

untuk menggerakkan generator yang menghasilkan energi listrik. Karakterisrik pembakaran

yang terjadi pada mesin diesel berbeda dengan pembakaran pada mesin bensin.

a. Karakteristik pembakaran biogas didalam mesin diesel

20

Bahan bakar biogas membutuhkan rasio kompresi yang tinggi untuk proses

pembakaran sebab biogas mempunyai titik nyala yang tinggi 645 0C – 750 0C

dibandingkan titik nyala solar 220 0C, maka mesin diesel umumnya digunakan secara

dualfuel dengan rasio kompresi sekitar 15 – 18. Proses pembakaran pada mesin

dualfuel, bahan bakar biogas dan udara masuk ke ruang bakar pada saat langkah hisap

dan kemudian dikompresikan didalam silinder seperti halnya udara dalam mesin diesel

biasa. Bahan bakar solar dimasukkan lewat nosel pada saat mendekati akhir langkah

kompresi, dekat titik mati atas (TMA) sehingga terjadi pembakaran.

Temperatur awal kompresi tidak boleh lebih dari 80 0C karena akan menyebabkan

terjadinya knocking dan peristiwa knocking yang terjadi pada mesin dualfuel hampir

sama dengan yang terjadi pada mesin bensin, yaitu terjadinya pembakaran yang lebih

awal akibat tekanan yang tinggi dari mesin diesel. Hal ini disebabkan karena bahan

bakar biogas masuk bersama-sama dengan udara ke ruang bakar, sehingga yang

dikompresikan tidak hanya udara tapi juga biogas.

b. Karakteristik pembakaran biogas di dalam mesin bensin

Mesin bensin dengan rasio kompresi yang hanya berkisar antara 6 – 9,5 tidak cukup

untuk melakukanpembakaran biogas karena titik nyala biogas yang tinggi 645 0C - 750

0C, untuk itu dilakukan penambahan rasio kompresi mesin menjadi 10 – 12. Proses

pembakaran biogas sama seperti pada mesin bensin normal, yaitu biogas dan udara

masuk ke ruang bakar dan pada akhir langkah kompresi terjadi pembakaran,

pembakaran ini terjadi karena bantuan loncatan bunga api dari busi.

c. Pemilihan Mesin Penggerak

Berdasarkan hasil survey lapangan bahwa mesin yang dapat digunakan untuk mesin

penggerak generator PLTBG adalah mesin diesel dan bensin. Di pasaran untuk mesin

bensin harganya jauh lebih mahal dari mesin diesel dengan daya yang sama dan untuk

daya yang besar hanya mesin diesel yang dapat digunakan sebab tidak adanya mesin

21

bensin dengan daya besar di pasaran. Penggunaan kedua jenis mesin tersebut dalam

kenyataannya menghasilkan efisiensi yang rendah sehingga perlu adanya modifikasi.

Modifikasi yang perlu dilakukan untuk mengubah mesin diesel menjadi mesin

berbahan bakar biogas adalah dengan cara menambahkan conversion kit dan mixer.

Fungsi conversion kit adalah untuk mengatur debit dan menurunkan tekanan aliran

bahan bakar sesuai dengan tekanan operasional yang diinginkan sedangkan mixer

berfungsi sebagai pencampur bahan bakar dengan udara. Pemasangan mixer terletak

pada saluran masuk udara dan conversion kit terpasang antara mixer dan tabung gas

(Gas holder). Sistem modifikasi ini menggunakan sistem dualfuel yaitu mesin

menggunakan dua bahan bakar yang dilakukan secara bersamaan dengan komposisi

20% solar dan 80% biogas . Hal ini dilakukan karena titik nyala pembakaran biogas

sangat tinggi yaitu sekitar 645°C-750°C.

Gambar 10. Skema pemasangan mixer dan conversion kit pada mesin diesel

Modifikasi mesin bensin hampir sama dengan mesin diesel yaitu dengan cara

menambah Conversion kit dan mixer. Perbedaannya adalah pada mesin bensin bahan bakar

biogas dapat digunakan 100%, hal ini dikarenakan adanya busi sehingga bahan bakar

biogas akan cepat terbakar. Pemasangan mixer terletak antara saringan udara dan

karburator, sedangkan Conversion kit terpasang antara mixer dan tabung gas (gas holder).

22

Perkiraan biaya untuk pembelian Conversion kit dan mixer yaitu sekitar Rp. 4.800.000,00

untuk kondisi alat baru.

- Perhitungan Ekonomi PLTBG

Perhitungan ekonomi penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG)

untuk peternakan sedang dan besar dengan pemakaian mesin diesel dan bensin , dan

dibandingkan dengan keuntungan listrik yang dihasilkan yang disesuaikan dengan tarif

dasar listrik PLN. Biaya investasi dari mesin diesel lebih kecil dari pada mesin bensin,

sehingga mesin diesel lebih menguntungkan dari segi ekonomi. Di lain sisi dari aspek

perawatan mesin diesel dan mesin bensin dapat dikatakan sebanding dan membutuhkan

biaya yang relatif sama. Dilihat dari aspek operasi mesin diesel lebih mudah, mempunyai

umur operasi yang lama dan menggunakan sedikit bahan bakar untuk penyediaan daya

yang sama dibandingkan dengan mesin bensin. Hal ini dapat dijadikan alasan bahwa mesin

diesel lebih menguntungkan sebagai mesin penggerak pada PLTBG.

Keuntungan dari membangkitkan listrik dari PLTBG adalah energi listrik yang

dapat hasilkan dikalikan dengan harga listrik yang harus dibayar pemakai jika

menggunakan listrik dari PLN. Harga listrik Rp. 545/kWh dan biaya beban Rp.

30.000,00/kVA. Nilai rupiah yang dapat dihasilkan dari membangkitkan listrik dari biogas

pada peternakan sedang dengan daya 3 kW (4 kVA) dalam satu tahun dengan penggunaan

tiap hari 24 jam adalah Rp. 15.762.600,00.

- Pengembangan Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG)

Pembangkit Listrik Tenaga Biogas Listrik dari Sampah Kota Menanggapi tulisan

yang berjudul Energi masa lalu, kini dan masa depan kita selaku kota yang baru berdiri

harus bercermin kepada kota yang sudah menghadapi masalah dan mampu

menyelesaikannya, khususnya terhadap permasalahan ketersediaan energi yang sangat

pokok dan penting tetapi mampu memecahkan permasalahan lainnya. Sampah telah

menjadi masalah besar terutama di kota-kota besar di Indonesia. Hingga tahun 2020

mendatang, volume sampah perkotaan di Indonesia diperkirakan akan meningkat lima kali

23

lipat. Tahun 1995 saja, menurut data yang dikeluarkan Asisten Deputi Urusan Limbah

Domestik, Deputi V Menteri Lingkungan Hidup, Chaerudin Hasyim, di Jakarta baru-baru

ini, setiap penduduk Indonesia menghasilkan sampah rata-rata 0,8 kilogram per kapita per

hari, sedangkan pada tahun 2000 meningkat menjadi 1 kilogram per kapita per hari. Pada

tahun 2020 mendatang diperkirakan mencapai 2,1 kilogram per kapita per hari.

Saat ini, rencana pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTB) dari

sampah di Jawa Barat dan Banten memang masih dalam tahap MoU. Selain mengatasi

masalah sampah kota, diharapkan pemanfaatan sampah untuk listrik tersebut juga bisa

membantu PLN dalam mengatasi krisis enerji listrik. Paling tidak, listrik penduduk di

seputar TPA tak akan sering-sering byar pet. Bila PLTB di TPA Leuwigajah tersebut

beroperasi, pada mulanya akan memberikan kontribusi pasokan listrik sebesar 1 MW

(mega watt) terhadap jaringan PLN di wilayah Distribusi Jawa Barat dan Banten, dengan

kapasitas maksimumnya 10 MW. Meski kontribusi listrik sebesar 1 MW tergolong relatif

kecil, namun jika disalurkan kepada pelanggan rumah tangga daya tersambung 450 atau

900 VA (volt ampere) dengan pemakaian rata-rata misalnya 100 kwh (kilo watt hour)

perbulan, diperkirakan dapat memasok kepada sekira 10 ribu pelanggan. Menurut Direktur

Utama PT Navigat Organic Energy Indonesia, Sri Andini, selain ingin turut memberikan

kontribusi enerji listrik, pembangunan PLTB itu diharapkan pula mampu memberikan

solusi terhadap permasalahan sampah selama ini. Upaya tersebut sekaligus pula agar

masyarakat terbebas dari hal-hal yang membahayakan lingkungan, terutama akibat limbah

sampah yang dapat mengeluarkan gas-gas beracun. Selain membutuhkan waktu yang tidak

sebentar untuk membangun PLTB dari sampah, yakni mulai dari pembangunan instalasi,

pengeboran, maupun infrastruktur lainnya, juga akan memakan waktu lama untuk

mencapai keuntungan ekonomis. BEP (break event point atau titik impasnya saja baru

dapat tercapai selama 9 sampai 10 tahun mendatang.

Pembangkit listrik tenaga biogas tersebut merupakan yang pertama di Indonesia.

Kalau di negara-negara lain terutama di Eropa, termasuk di Asia seperti Korea Selatan,

Malaysia maupun Thailand sudah berjalan. Di Inggris misalnya, pembangkit listrik tenaga

biogas sampah sudah berjalan selama 15 tahun dengan kapasitas mencapai 400 MW.

24

PLTB merupakan salah satu upaya untuk menjaga kelestarian lingkungan, terutama dalam

menangani limbah sampah utamanya sampah organik. Sekaligus menjadi salah satu

alternatif memberikan pasokan energi listrik yang dinilai cukup terbatas selama ini. Serta

masih banyak menggantungkan pada pembangkit listrik seperti PLTA (Pembangkit Listrik

Tenaga Air), dsb.

3.2 Kelebihan dan Kekurangan Biogas

Selain bermanfaat sebagai pengganti bahan bakar, ada sejumlah kelebihan yang dapat

diperoleh dari biogas terhadap lingkungan, antara lain:

a. Masyarakat tak perlu menebang pohon untuk dijadikan kayu bakar.

b. Proses memasak jadi lebih bersih, dan sehat karena tidak mengeluarkan asap.

c. Kandang hewan menjadi semakin bersih karena limbah kotoran kandang

langsung dapat diolah.

d. Sisa limbah yang dikeluarkan dari biodigester dapat dijadikan pupuk sehingga

tidak mencemari lingkungan.

e. Dapat berkontribusi menurunkan emisi gas rumah kaca melalui pengurangan

pemakaian bahan bakar kayu dan bahan bakar minyak.

f. Realatif lebih aman dari ancaman bahaya kebakaran.

g. Mengurangi penggunaan bahan bakar lain (minyak tanah, kayu, dsb) oleh rumah

tangga atau komunitas

h. Menghasilkan pupuk organik berkualitas tinggi sebagai hasil sampingan

i. Menjadi metode pengolahan sampah (raw waste) yang baik dan mengurangi

pembuangan sampah ke lingkungan (aliran air/sungai)

j. Meningkatkan kualitas udara karena mengurangi asap dan jumlah karbodioksida

akibat pembakaran bahan bakar minyak/kayu bakar

k. Secara ekonomi, murah dalam instalasi serta menjadi investasi yang

menguntungkan dalam jangka panjang

25

Adapun kekurangannya adalah :

a. Memerlukan dana tinggi untuk aplikasi dalam bentuk instalasi biogas.

b. Tenaga kerja tidak memiliki kemampuan memadai terutama dalam proses produksi.

c. Belum dikenal masyarakat.

d. Tidak dapat dikemas dalam bentuk cair dalam tabung.

26

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Biogas adalah gas yang mudah terbakar dan dihasilkan oleh aktifitas anaerob atau

fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; 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. sistem biogas sederhana. Disamping itu di daerah yang banyak industri

pemrosesan makanan antara lain tahu, tempe, ikan pindang atau brem bisa menyatukan

saluran limbahnya ke dalam system biogas. Sehingga limbah industri tersebut tidak

mencemari lingkungan disekitarnya. Hal ini memungkinkan karena limbah industri tersebut

diatas berasal dari bahan organik yang homogen.

Harga bahan bakar minyak yang makin meningkat dan ketersediaannya yang makin

menipis serta permasalahan emisi gas rumah kaca merupakan masalah yang dihadapi oleh

masyarakat global. Upaya pencarian akan bahan bakar yang lebih ramah terhadap

lingkungan dan dapat diperbaharui merupakan solusi dari permasalahan energi tersebut.

Untuk itu indonesia yang memiliki potensi luas wilayah yang begitu besar, diharapkan

untuk segera mengaplikasi bahan bakar nabati.

Komposisi biogas terdiri atas metana (CH4) 55-75%, Karbon dioksida (CO2) 25-

45%, Nitrogen (N2) 0-0.3%, Hidrogen (H2) 1-5%, Hidrogen sulfide (H2S) 0-3%, Oksigen

(O2) 0.1-0.5%.

Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah

liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar

alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun

bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.

4.2 Saran

Kebutuhan bahan bakar di era perkembangan saat sangat besar sehingga permintaan

akan bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui semakin meningkat dan membuat bahan

27

bakar menjadi langka sehingga dibutuhknnya bahan bakar alternative lainnya seperti

biogas. Gunakanlah bahan bakar yang ramah lingkungan, seperti biogas karena mudah

untuk diproduksi. Biogas dihasilkan dari bahan limbah yang ada di lingkungan tidak seperti

bahan bakar yang berasal dari bahan fosil yang membutuhkan bertahun-tahun untuk

memproduksi bahan bakar tersebut serta tidak bisa terbaharukan kembali.

28

DAFTAR PUSTAKA

http:// Biogas bio.bakteri.htm

http://Biogas Energi Alternatif Masa Depan Tugas Akhir Semester SAS Biogas

Ganesha.html

http://Cara Cepat Membuat Biogas Dari Kotoran Hewan dan Sampah Dirumah.htm

http://Hasil Penelusuran Gambar Google untuk http bp.blogspot.com P7FQp5qvvt0

UAt8BOVqbnI AAAAAAAAAfc JIiTuxglPxI s1600 tabel4.jpg.htm

http://irbmevonnovembri.blogspot.com/2011/08/biogas-sebagai-alternatif-energi.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Biogas

http://makalah-pembuatan-biogas.html

http:// makalah-biogas.html