DOSEN : LISANI S.TP, MP FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN...

LISANI S.TP, MP TEKNOLOGI BIOENERGI FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS JAMBI

TEKNOLOGI BIO- GAS

DOSEN : LISANI S.TP, MP

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS JAMBI


• Masyarakat banyak yang memelihara ternak : sapi , kambing dll,

dipekarangan rumah.

• Sampah rumah tangga hanya dibuang, belum dimanfaatkan.

• Sampah dan kotoran ternak menjadi masalah

kebersihan,terakumulasi dan berdampak negatif.

• Belum adanya usaha untuk menerapkanteknologi tepat guna

dalam menangani sampah dan limbah ternak sekaligus

menghasilkan energi.

Biasanya : sampah dibuang ke TPS atau TPA,

dibuang ke pekarangan (ditimbun), dibuang ke

sungai. kotoran ternak ditumpuk di dekat kandang

atau dikomposkan.

Latar Belakang Potensi dan Permasalahan:


Contoh Komposisi Sampah

Sampah organik antara lain: sisa makanan, daun-daunan (bukan

bahankeras/kayu dll)


Sekilas Sampah dan Limbah

Sampah Rumah Tangga 1. Daun-daunan

2. Sisa makanan

3. Plastik (dipisahkan)

4. Kertas (dipisahkan)

5. Logam/kaca (dipisahkan)

6. Kayu (dipisahkan)

Sifat-sifatnya :

- Berbau

- Media pembiakan

kuman

- Beracun

- Potensi pencemar air

tanah

- Mengganggu estetika

Sampah Kotoran ternak

Belum diolah

Mencemari lingkungan


BAGAIMANA JIKA TIDAK DIKELOLA ?

Kotoran yang menumpuk akan terbawa

oleh air masuk ke dalam tanah atau

sungai yang kemudian mencemari air

tanah dan air sungai.

Limbah organik mengandung racun dan

mikroba yang membahayakan kesehatan

manusia dan lingkungannya.


Sapi


Kambing

Domba


Sellulosa 22.59% ,

hemi-sellulosa 18.32%,

Lignin 10.20%,

total karbon organic 34.72%,

total nitrogen 1.26%,

ratio C:N 27.56:1,

P 0.73%,

dan K 0.68%

(Lingaiah dan Rajasekaran, 1986).

Berdasarkan hasil analisis diperoleh bahwa tinja sapi

mengandung


Sampah


Pemanfatan

sampah

dan

kotoran

ternakBio Oil (Teknologi tinggi)

Biogas (Teknologi Sederhana)

Kompos/pupuk (Teknologi

Sederhana)

Bio Etanol (Teknologi tinggi)


BIO


BIO

Teknologi Sederhana Pemanfaatan Sampah dan Kotoran Ternak

Kotoran

Digester

Biogas

Gas mudah terbakar (flammable) yang

dihasilkan dari proses fermentasi bahan-

bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob

(bakteri yang hidup dalam kondisi tanpa

oksigen yang ada dalam udara).

Limbah + Kotoran sapi à CH4 + CO2


BIO

Limbah dapat

diubah menjadi

biogas untuk

bahan bakar

alternatif

sehingga

mengurangi

pemakaian

bahan bakar.

Sisa limbah

yang sudah

diolah dapat

dijadikan

kompos atau

pupuk

tanaman.

Lingkun

gan

menjadi

lebih

bersih,

tidak

berbau.


BIO

Biogas adalah gas yang mudah terbakar

(flammable) yang dihasilkan dari proses fermentasi

(pembusukan) bahan-bahan organik oleh bakteri-

bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi

tanpa oksigen yang ada dalam udara).

Bahan-bahan organik adalah bahan-bahan yang

dapat terurai kembali menjadi tanah, misal sampah

dan kotoran sapi

Proses fermentasi ini sebetulnya terjadi secara alamiah,

tapi waktu lama, tidak dimanfaatkan à gas sering

terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat

Pembuangan Sampah Akhir (TPA)


BIO

1. Gas methan digunakan

oleh warga Mesir, China,

dan Roma kuno untuk

dibakar dan digunakan

sebagai penghasil panas

2. Proses fermentasi untuk

menghasilkan gas methan

pertama kali ditemukan oleh

Alessandro Volta (1776).

3. Hasil identifikasi gas yang

dapat terbakar ini dilakukan

oleh William Henry pada

tahun 1806.

4. Yang memperlihatkan

asal mikrobiologis dari

pembentukan methan

adlh Becham (1868),

murid Louis Pasteur dan

Tappeiner (1882)


BIO

5. Pembangkit biogas pertama dibangun pada tahun 1900.

6. Akhir abad ke-19, riset untuk menjadikan gas methan sebagai biogas

dilakukan oleh Jerman dan Perancis

7. Selama Perang Dunia II : petani di Inggris dan Benua Eropa membuat

pembangkit biogas untuk menggerakkan traktor.

8. Karena BBM mudah dan murah pada 1950 pemakaian biogas mulai

ditinggalkan.

9. Tetapi,diIndia produksi biogas tetap dilakukan.

10. Di China,Filipina,Korea,Taiwan, dan Papua Nugini,dilakukan riset

dan pengembangan alat penghasil biogas

Teknologi biogas juga dikembangkan di negara maju seperti Jerman .


BIO

Cocok digunakan sebagai bahan

bakar alternatif pengganti minyak

tanah

Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar

6.000 watt jam yang setara dengan setengah

liter minyak tanah.


BIO

Campuran gas bio mudah terbakar jika kandungan gas

methan lebih dari 50 %.

Gas dibakar warna biru menghasilkan

energy panas.

Kira-kira : 5200-5900 Kcal /m3 gas

atau memanaskan air 65 -73 L dari 20oC sampai

Mendidih atau menyalakan lampu 50-100 watt

selama 3- 8 jam.


BIO

Potensi Gas yang Dihasilkan

Asumsi : 1 Kg kotoran sapi bisamenghasilkan

0,03 m3 gas

jumlah kotoran : 10 kg/hari/ekor sapi dewasa

maka perkiraan jumlah sapi dewasa (berat

500 Kg) yang dibutuhkan untuk menghasilkan

sejumlah gas dapat dilihat pada tabel berikut


BIO

NoUkuran

Biogas

Jumlah

Sapi

Kotoran Energi (Kcal)

1 2 2-3 20-30 10400-18000

2 3 3-4 30-40 15600-17700

3 4 4-6 40-60 20800-23600

4 6 6-10 60-100 31200-35400

5 8 12-15 120-150 41600-47200


BIO

Methana (CH4) 40 – 70 %

Karbondioksida (CO2) 30 – 60 %

Hidrogen (H2) 0 – 1 %

Hidrogen Sulfida (H2S) 0 – 3%


BIO

— Bahan organik (kotoran sapi dan sampah setelah

dihancurkan) dicampur air lalu dimasukan ke dalam

ruang/tabung tertutup bebas/kedap udara yang disebut

DIGESTER

Proses :

Bahan organik + air hidrolisa

fermentasi biogas (CH4 + CO2) + slurry


BIO

Tahapan Peruraian bahan Organik menjadi Biogas

Tahap pelarutan

bahan-bahan

organik, bahan

padat yang

mudah larut atau

yang sukar larut

akan berubah

menjadi

senyawa organik

yang larut

seperti

karbohidrat,

asam amino,

dan asam lemak

à hidrolisis

Tahap

asidifikasi atau

pengasaman,

merupakan

tahap

terbentuknya

asam-asam

seperti hidrogen

sulfida, asetat

dan

pertumbuhan

sel bakteri.

Tahap

metanogenik,

menghasilkan

gas methana

(CH4), karbon

dioksida, dan

sejumlah kecil

senyawa gas

lainnya


BIO

Biogas mulai terbentuk kurang lebih setelah 1 minggu.

Proses tsb memerlukan bakteri methan dan bakteri asam

Secara alami bakteri ini terdapat dalam limbah

yang mengandung bahan organik, misal kotoran

binatang, manusia, sampah rumah tangga

Jumlah kedua bakteri hrs berimbang agar

kelangsungan hidup bakteri methan terganggu

produksi biogas terganggu

Proses hidrolisa dan fermentasi ini harus

dilakukan dalam kondisi an aerob atau kedap

udara digester harus dibuat sedemikian

sehingga kedap udara


BIO


BIO

Bahan organik (mengandung unsur karbon

dan hydrogenserta nitrogen): sampah, limbah

pertanian, kotoran

◦ Unsur nitrogen diperlukan bakteri untuk

pembentukan sel.

◦Agar fermentasi lebih cepat, bahan yg kasar

harus digiling atau dirajang dulu

◦ Bahan baku berbentuk bubur à kandungan

air hrs cukup tinggi (optimum : 7 - 9%).

◦ Kadar air dlm kotoran sapi kira-kira 18 %

(rata-rata hewan 11-25%), maka perlu

diencerkan dengan perbandingan 1 : 1


BIO

Perbandingan unsur karbon dan nitrogen

(C/N) paling baik untuk pembentukan biogas adalah 30.

◦ Rasio C/N untuk sampah mendekati nilai 12.

◦ Rasio C/N kotoran kuda dan babi adalah 25

◦ Rasio C/N sapi dan kerbau adalah 18.

Air yang tidak mengandung zat-zat yang dapat

menghambat pengembangbiakan bakteri


BIO

Temperatur

Perkembangbiakan

bakteri sangat

dipengaruhitemperatur.

Fermentasi anaerobik

berlangsung pada 5oC

- 55oC.

Derajat Keasaman

(pH)

Pada awal proses, pH bahan

dalam digester bisa turun

sampai 6 atau lebih rendah

àakibat degradasi bahan

organik oleh bakteri aerobik.

Kemudian pH mulai naik

disertai perkembangbiakan

bakteri pembentuk metana

dan hasil pencernaan yang

optimum adalah pada pH 6,8

sampai 8.


BIO

DOSEN : LISANI S.TP, MP FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN...

Documents

Transcript of DOSEN : LISANI S.TP, MP FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN...