sungaibersih2020

Sungaiku Bersih Sungaiku Jernih

Biogas

leave a comment »

Reaktor Biogas

Sumber: http://www.mulyatiaranusa.com/?m=Product&c=Reaktor%20Biogas
Kandungan emas biru pada kotoran sapi merupakan pengetahuan yang sudah lama dipahami banyak orang. Bahkan telah banyak dilakukan ujicoba serta praktek untuk pemanfaatannya. Setelah dilakukan ujicoba untuk melakukan adaptasi terhadap kondisi social dan lingkungan masyarakat di Indonesia, maka kami mengembangkan inovasi berupa Reaktor Biogas Plastik.

Inovasi ini dilakukan sebagai optimalisasi terhadap kegiatan pemanfaatan sumber daya alam potensial di lingkungan masyarakat serta mengefektifkan teknologi agar dapat segera digunakan oleh masyarakat peternak di kawasan perdesaan pada umumnya.

KANDUNGAN EMAS BIRU KOTORAN SAPI

Bahan Baku Biogas

Bahan baku untuk pembuatan biogas adalah senyawa-senyawa organik yang banyak terdapat pada 1) Limbah kotoran sapi (perah atau pedaging), ayam, kambing, kerbau, babi, kuda; 2) Sampah organik perkotaan seperti sampah pasar dan rumah tangga; 3) Limbah pertanian seperti jerami, sekam padi, batang, dan daun-daunan sisa panen tanda kosong sawit, bonggol jagung; 4) Limbah organik industri seperti ampas pabrik tahu, limbah pabrik gula; dan 5) Feses (kotoran manusia).

Masing-masing bahan baku memiliki perbedaan karakter sehingga akan menghasilkan kuantitas dan kualitas biogas berbeda.

Untuk memperoleh biogas, bahan bakar pengganti minyak tanah :
Kotoran ternak dicampur air dengan perbandingan 1:1 tanpa campuran bahan kimia lain.
Sebelum masuk reaktor hampa udara lebih dulu campuran tersebut diaduk hingga rata, dan ditambahkan starter khusus (di awal saja).
Di dalam reaktor campuran kotoran ternak dan air dibiarkan mengalami proses pembusukan oleh mikro organisme dari starter khusus.
Biasanya setelah tujuh hari mulai terbentuk biogas yang dialirkan melalui slang atau paralon ke kompor khusus dan siap digunakan untuk memasak.
Limbah cair di reaktor biogas mengandung nitrogen dan senyawa organik yang bisa dimanfaatkan sebagai pupuk organik untuk tanaman.

Satu liter limbah cair setara fungsinya dengan 20 gram urea yang dilarutkan dalam satu liter air.

Biogas = Sumber Energi.

Biogas dapat dipakai sebagai sumber energi selayaknya BBM atau BBG. Nilai kalor (heating value) rata-rata biogas mencapai kisaran 4.700-6.000 kkal/m3 (20-24 MJ/m3). Dengan nilai kalor sebesar itu, penggunaan 1 m3 biogas (dihasilkan oleh 1-1,5 ekor kotoran sapi perah per hari) akan setara dengan energi yang dihasilkan oleh:

  • 1 pon gas LPG
  • 0,52 liter minyak diesel (solar)
  • 1,8 liter gasoline
  • 0,62 liter liter minyak tanah (kerosin)
  • 0,6 liter minyak mentah (crude oil)
  • 1,1 liter alkohol
  • 1,4 kg batubara
  • 4,7 kWh listrik
  • 3,5 kg kayu bakar

Berdasar konversi di atas, maka maka nilai aplikasi 1 m 3 biogas dilapangan mampu melakukan kegiatan-kegiatan seperti :

  • Memasak untuk keperluan keluarga (5-6 orang) selama tiga jam.
  • Menyalakan lampu listrik 60 watt selama enam jam.
  • Menjalankan motor berkekuatan 1 hp selam dua jam.
  • Menggerakkan truk berbobot 3 ton sejauh 2,8 km.
  • Membangkitkan listrik sebesar 1,25 kW

Alat-alat BIOGAS

  • Untuk mengalirkan gas digunakan paralon/slang plastik
  • Reaktor dan penampung gas, menggunakan plastik khusus

Cara Kerja BIOGAS

  • Air dan kotoran sapi dicampur (perbandingan 1:1) dalam drum
  • Dialirkan ke reaktor
  • Muncul BIOGAS 7 hari
  • Dalam reaktor ada pengaman gas
  • Penampung gas dari reaktor
  • Tungku/kompor BIOGAS

Berikut ini adalah diagram tematik mengenai pemanfaatan biogas yang diolah dari kotoran sapi.

Infrastruktur Pembangkit Biogas

Sumber: http://manglayang.blogsome.com/biogas-infrastruktur-part1/

1. PENDAHULUAN

Ketika seseorang berbicara mengenai biogas, biasanya yang dimaksud adalah gas yang dihasilkan oleh proses biologis yang anaerob (tanpa bersentuhan dengan oksigen bebas) yang terdiri dari kombinasi methane (CH4), karbon dioksida (CO2), Air dalam bentuk uap (H20), dan beberapa gas lain seperti hidrogen sulfida (H2S), gas nitrogen (N2), gas hidrogen (H2) dan jenis gas lainnya dalam jumlah kecil.
Secara lebih singkat, biogas dapat diartikan sebagai “gas yang diproduksi oleh makhluk hidup”.

Dalam artikel seri pertama ini penulis tidak akan menceritakan mengenai konsep konsep yang melatarbelakangi biogas secara mendalam untuk menghindari terlihat seperti text-book :). Akan tetapi disini penulis akan menceritakan dan mendokumentasikan pengalaman penulis mengenai pembuatan dan instalasi pembangkit (digester) biogas di areal Manglayang Farm yang menggunakan bahan baku kotoran sapi seperti yang telah penulis lakukan.

Pembangkit yang kami buat adalah pembangkit biogas terbuat dari plastik polyethylene tubular dengan tipe pembangkit horizontal continous feed, biasa disebut juga tipe plug-flow, atau terkadang disebut juga sebagai model Vietnam karena dikembangkan terakhir disana.

Pertimbangan kami mengadopsi tipe ini adalah: a. Biaya relatif rendah b. Instalasi relatif mudah c. Bahan serta alat yang digunakan dapat ditemukan di sekitar kota Bandung.

Ada banyak tipe pembangkit biogas yang telah diciptakan dan dikembangkan. Tidak kurang dari Kolombia, Etiopia, Tanzania, Vietnam dan Kamboja telah mengembangkan pembangkit dengan harga murah, dengan tujuan utama mereduksi biaya produksi dengan menggunakan bahan bahan baku yang tersedia di lokal dan instalasi dan proses operasi yang sederhana. (Botero dan preston 1987; Solarte 1995; Chater 1986; Sarwatt et al 1995; Soeurn 1994; Khan 1996).
Model yang digunakan ini berbasis dari model “red mud PVC” yang dikembangkan oleh Taiwan seperti dijelaskan oleh Pound et al (1981) yang kemudian lebih disederhanakan lagi oleh Preston dan kawan kawan untuk pertama kali di Etiopia (Preston unpubl.), dan Kolombia (Botero dan Preston 1987) dan terakhir dikembangkan di Vietnam (Bui Xuan An et al 1994).

Tujuan utama kami melakukan instalasi pembangkit biogas di areal Manglayang Farm adalah bukan pencapaian produksi gas yang maksimal. Namun selain sebagai proses pembelajaran teknologi, juga untuk mendapatkan hasil keluaran dari pembangkit biogas yang merupakan pupuk organik dengan kualitas baik.

2. PERSIAPAN INFRASTRUKTUR PEMBANGKIT

Mari kita lihat konsep dasar alur proses produksi biogas.

g1

Gambar 1: Diagram Alur Proses produksi biogas

Tahapan awal adalah mempersiapkan bahan baku organik yang dapat dicerna oleh bakteri dan mikroorganisme yang ada didalam pembangkit biogas. Dalam hal ini karena instalasi biogas dilakukan di areal peternakan sapi perah, bahan baku utama yang digunakan adalah kotoran sapi. Perlu diketahui, bahwa apabila yang menjadi tujuan utama dari instalasi biogas adalah pencapaian produksi gas yang optimal, kotoran sapi bukan bahan baku yang baik.

Tahap selanjutnya adalah yang kami sebut dengan fase input. Di dalam fase ini dilakukan pengolahan terhadap bahan baku agar dapat memenuhi persyaratan yang telah kami tentukan sebelumnya yaitu:

a. Filtrasi pertama.
Target dari penyaringan ini adalah bahan baku tidak mengandung serat yang terlalu kasar. Serat kasar disini berarti sampah sampah atau kotoran kandang selain kotoran ternak, seperti batang dan daun keras, sisa batang rumput dan kotoran lainnya yang sebagian besar adalah sisa sisa pakan ternak yang terlalu kasar. Hal ini dapat menimbulkan scum/buih dan residu di dalam pembangkit yang dapat mengurangi kinerja dari pembangkit itu sendiri.

b. Pencampuran dengan air dan pengadukan.
Dilakukan pencampuran kotoran sapi dan air. Air sangat dibutuhkan oleh mikroorganisme di dalam pembangkit sebagai media transpor. Oleh karenanya tahapan ini cukup krusial mengingat campuran yang terlalu encer atau terlalu kental dapat mengganggu kinerja pembangkit dan menyulitkan dalam penanganan effluent (hasil keluaran pembangkit biogas). Sebagai panduan dasar, campuran yang baik berkisar antara 7% – 9% bahan padat. Disini juga dilakukan pengadukan agar campuran bahan organik – air dapat tercampur dengan homogen.

c. Filtrasi kedua
Target kami dengan melakukan penyaringan tahap kedua adalah untuk memisahkan kotoran sapi sebagai bahan baku organik pembangkit dengan bahan anorganik lain yang lolos di saringan tahap pertama terutama pasir dan batu batu kecil. Proses ini cukup penting mengingat kandungan bahan anorganik (pasir) di dalam pembangkit tidak dapat dicerna oleh bakteri dan dapat menyebabkan residu di dasar pembangkit.

d. Pemasukkan bahan organik
Kami membuat semacam katup/keran sederhana agar proses pemasukkan bahan organik kedalam pembangkit dapat dilakukan dengan semudah mungkin.

Memang cukup banyak parameter parameter yang perlu diperhatikan dalam pembuatan pembangkit biogas ini (parameter dan syarat syarat lain seperti temperatur, rasio karbon – nitrogen, derajat keasaman dan lainnya mudah mudahan dapat kami singgung di tulisan selanjutnya). Nampaknya hal hal inilah yang menjadi kendala operasi dalam pemasyarakatan dan penggunaan pembangkit biogas secara masal di banyak negara.

Target kami dalam melakukan desain pembangkit dan infrastruktur ini adalah pengerjaan dan operasi dapat dilakukan oleh anak kandang atau pegawai kebun. Sehingga proses proses yang rumit ini harus dibuat sesederhana mungkin dan tidak menambah beban pekerjaan pegawai lebih banyak.

2.1 BAK MIXER

Di dalam bak ini kotoran ternak dicampur dengan air untuk kemudian dialirkan menuju pembangkit. Ukuran bak pencampur yang kami buat adalah 50x50x50cm sehingga volume yang dapat ditampung dengan kapasitas maksimum 80% bak adalah 100 liter. Desain bak permanen dengan bahan semen dan batu bata.

Bak mixer

Gambar 2: Bak mixer

Bak mixer ini memiliki celah miring di kedua sisinya sebagai tumpuan filter/screen untuk memisahkan serat yang terlalu kasar. Screen ini dapat diangkat untuk dibersihkan.

Bak mixer dengan screen terpasang

Gambar 3: Bak mixer dengan screen terpasang

Screen terbuat dari kawat ayam dengan mesh +/- 1cm. Sebelumnya kami sudah mencoba dengan mesh yang lebih rapat, namun ternyata kotoran sapi tidak dapat lewat mesh tersebut. Dengan mesh 1cm inipun kami masih merasa terlalu rapat. Pada gambar terlihat bahwa serat yang kasar tersangkut pada screen.

Desain ini kami anggap masih belum cukup baik, karena untuk melakukan penyaringan, masih diperlukan effort yang besar untuk mengayak kotoran tersebut.

Proses pengayakan kotoran, masih membutuhkan usaha yang cukup keras.

Gambar 4: Proses pengayakan kotoran, masih membutuhkan usaha yang cukup keras.

Di bagian belakang bak ini (arah kiri pada gambar 4) terdapat 1 buah lubang (¾”) untuk overflow apabila air terlalu penuh atau apabila bak terisi air hujan. Kemudian 1 lubang lagi (2”) untuk pencucian/drainase dan 1 lubang (PVC 4”) dengan sumbat untuk pengaliran bahan baku ke dalam pembangkit.

2.2 PARIT PEMBANGKIT

Pembangkit yang terbuat dari plastik polyethylene kami tempatkan semi-underground, setengah terkubur di dalam tanah. Untuk itu perlu dibuatkan semacam parit sebagai wadah agar pembangkit yang berbentuk tubular dapat disimpan dengan baik.
Parit ini berukuran panjang 6m, lebar atas 95cm, lebar bawah 75cm, tinggi di ujung input adalah 85cm, dan tinggi di ujung output 95cm. Untuk lebih jelas, perhatikan skema berikut.

Skema parit pembangkit.

Gambar 5: Skema parit pembangkit. (1) Dimensi Parit. (2). Bentuk parit yang cekung pada dasar, membentuk mangkok.

Dimensi parit yang dibuat sangat tergantung pada dimensi pembangkit yang akan dibuat dan tentu ukuran plastik polyethylene (PE) yang tersedia di pasaran. Kami menggunakan plastik PE dengan lebar bentang 150cm, sehingga apabila membentuk tubular, diameternya sekitar 95cm. Kapasitas pembangkit yang kami buat kurang lebih 4000 liter. Parit ini memiliki inklinasi sekitar 2 – 3 derajat turun mengarah ke lubang output. Inklinasi ini dibuat untuk memaksimalkan volume pembangkit yang dapat diisi oleh bahan baku.

Setelah dilakukan penggalian parit, pembentukan dinding parit dapat dilakukan dengan campuran semen-tanah, semen-batu bata, atau seperti yang kami lakukan, menggunakan campuran air dan tanah saja. Hal ini dilakukan untuk menekan biaya produksi. Tanah galian dicampur dengan air dan diaduk aduk dengan cara di injak injak hingga didapatkan tanah yang memiliki tekstur liat. Setelahnya dengan menggunakan sendok tembok dapat dibuat dinding, persis seperti menembok dengan semen. Cara ini sangat murah dan sederhana, namun memang dari sisi ketahanan tidak baik, karena pengaruh suhu, dan campuran yang tidak homogen dinding tanah akan mudah retak dan pecah. Dinding ini perlu kami buat karena lokasi pembangkit berada di tanah urugan, sebaiknya memang parit dibuat di tanah bukan urugan, sehingga pembuatan dinding dapat memanfaatkan kekerasan tanah yang ada.

Gambar 6: Parit pembangkit, bagian atas adalah bak mixer.

Gambar 7: Parit pembangkit, sudah dibuatkan tiang tiang untuk atap

Seperti terlihat pada gambar, bagian atas parit untuk sementara ditutupi dengan bekas karung agar tidak pecah sebelum kantung plastik pembangkit masuk ke dalamnya. Yang perlu diperhatikan juga adalah kerataan permukaan pinggir dan dasar parit. Pastikan tidak ada batu atau akar yang tersisa yang dapat melukai kantung plastik. Selain itu buatkan selokan kecil di sekeliling parit agar air tidak masuk ke dalam instalasi pembangkit.

2.3 PEMBANGKIT BIOGAS

Desain pembangkit biogas dari kantung plastik polyethylene ini adalah sebagai berikut:

Gambar 8: Skema pembangkit biogas dari kantung plastik polyethylene.

Bagian cukup penting adalah yang ditandai dengan nomor 1 dan 2, dimana nomor 1 adalah gas outlet. Skemanya adalah sebagai berikut:

Gambar 9: Skema gas outlet. Kami menggunakan PVC ¾”.

Kami menggunakan koneksi selang 5/8” dari gas outlet menuju botol jebakan uap air. Sayang kualitas selang yang digunakan kurang baik karena tidak anti tekuk. Kami merencanakan akan menggantinya apabila ada kesempatan. Selang di klem ke socket selang plastik kemudian disambungkan ke PVC SDD dan dengan menggunakan lem PVC disambung ke pipa PVC ¾”. Dari situ sebagai washer/cincin digunakan plastik yang dipotong dari jerigen bekas oli yang menjepit washer kedua yaitu karet ban dalam mobil. Di dalam kantung plastik, juga terdapat 2 buah washer dan SDL. Trik lain yang kami lakukan adalah memotong ujung bawah SDL, sehingga dasar permukaan SDL lebih tinggi terhadap cairan kotoran. Hal ini untuk menghindari terjadinya mampet pada saluran gas outlet.

Kami menyarankan untuk menggunakan karet ban dalam mobil untuk membuat washer, karena lebih tebal, selain itu karena dalam kegiatan ini banyak digunakan karet ban (motor), harap perhatikan kualitas karet ban tersebut, terkadang ada yang karetnya sudah keras sehingga mudah robek.

2.3.1 Mempersiapan Kantung Plastik Polyethylene

Kantung plastik polyethylene dengan lebar 150cm ini kami dapatkan di toko plastik di seputaran Gardu Jati, Bandung. Spesifikasinya adalah 150×0.15. Ini adalah spesifikasi plastik yang paling tebal yang bisa kami dapatkan. Tentu akan lebih ideal bila plastik yang digunakan adalah yang lebih tebal. Di pasaran tersedia lebar mulai 80cm, 100cm, 120cm dan 150cm. Menurut FAO akan lebih baik apabila menggunakan plastik yang memiliki anti ultra-violet (UV) seperti yang digunakan di rumah rumah kaca (biasanya berwarna kuning agak kehijau hijauan). Namun kami tidak dapat menemukan plastik UV yang masih dalam kondisi kantung tubular (sisinya tidak terpotong).

Harap diperhatikan juga penanganan terhadap plastik ini. Plastik PE adalah bahan yang cukup kuat, namun apabila terlipat dapat meninggalkan goresan dan ketika terkena panas matahari dan air hujan bisa retak dan sobek. Kita tentu tidak menginginkan hal ini terjadi. Oleh karenanya kami menyarankan untuk membeli dan menangani plastik secara hati hati dalam gulungan, jangan dilipat. Dalam percobaan instalasi ini kami menggunakan plastik dirangkap dua. Hal ini disebabkan masalah ketebalan dan kekuatan. Namun ternyata aplikasi rangkap dua ini juga dirasa memiliki kekurangan yang akan kami jelaskan di bawah.

Pertama tama gelarlah alas untuk melindungi plastik dari benda benda tajam seperti batu dan ranting pohon apabila anda akan membuat di tanah lapang seperti yang kami lakukan. Tentu akan lebih baik apabila pembuatan pembangkit dilakukan di alas yang licin seperti tegel keramik. Hati hati juga terhadap benda benda metal yang anda bawa seperti sabuk, jam tangan ataupun gantungan kunci. Benda benda tersebut dapat melukai plastik, jadi tanggalkanlah dahulu benda benda tersebut dari tubuh anda.

Gambar 10: Menggelar plastik PE

Gambar 11: Memotong lembar pertama

Gambar 12: Memasukkan lembar ke dua, perhatikan tali karet untuk mengikat ujung lembar ke dua.

Gambar 13: Memancing lembar kedua

Teknik yang kami gunakan untuk merangkapkan plastik adalah dengan memasukkan sedikit bagian lembar ke dua dan diikat ujungnya dengan tali, kemudian ujung tali yang satu lagi dilemparkan ke ujung lembar pertama. Selanjutnya tali tinggal ditarik dan plastik lembar ke dua masuk ke dalam lembar pertama dengan mudah.

Selanjutnya setelah ke dua lembar plastik disamakan ujung ujungnya, dan lembar kedua dipotong, kini saatnya memasang gas outlet.

Tentukan salah satu ujung yang akan menjadi ujung atas dan ukurlah sepanjang 1.5 meter dari ujung tersebut dan tandai dengan spidol. Tanda tersebut harus tepat berada di tengah tengah plastik, sehingga diharapkan gas outlet tepat berada di tengah atas permukaan pembangkit.

Lubang yang akan dibuat sebaiknya lebih besar sedikit dari diameter luar dari ulir SDL (socket drat luar) gas outlet. Apabila terlalu pas dikhawatirkan ujung plastik akan tertarik ketika anda mengencangkan socket.

Gambar 14: Memasang dan mengencangkan gas outlet.

Gambar 15: Gas outlet sudah terpasang ditempatnya.

Langkah selanjutnya adalah memasang saluran kotoran, baik masuk maupun keluar. Ini adalah tahap yang perlu dikerjakan dengan hati hati karena memerlukan kerapihan agar tidak menimbulkan kebocoran.

Kami menggunakan pipa yang berbeda untuk saluran masuk dan keluar, karena pertimbangannya adalah ketersediaan bahan yang ada di gudang kebun .
Sebaiknya ukuran pipa masuk dan keluar adalah sama, kurang lebih memiliki diameter antara 10 – 15cm. Dapat menggunakan PVC dengan ukuran 4” atau 6” (namun harganya mahal) bisa juga menggunakan pipa keramik (sudah agak sulit mencarinya di kota Bandung) atau memakai ember plastik yang dipotong dasarnya dan disambung serta lain sebagainya, silahkan kreatif.
Panjang pipa kurang lebih 75 – 100cm. Masukkan setengah dari panjang pipa ke dalam 2 lembar plastik PE. Dan dengan hati hati lipat plastik menjadi satu dengan pipa (perhatikan gambar)

Gambar 16: Memasang pipa inlet

Gambar 17: Melipat bagian tepi plastik sehingga rapih dan mudah untuk di ikat

Gambar 18: Setelah dilipat, ikat dengan tali karet untuk memudahkan pengikatan selanjutnya.

Gambar 19: Ikatan dimulai 25cm sebelum tepi plastik (1) menuju ke arah luar pipa (2)

Pastikan ikatan tali karet benar benar kuat, kembali mengingatkan, banyak tali karet bekas yang karetnya rapuh dan mudah putus. Anda tidak ingin pembangkit anda bobol kan ? Ikatan dapat di rangkap untuk memperkuat simpul. Yang perlu diperhatikan juga adalah pengikatan tali karet harus saling meliputi (overlap), dan ujung plastik jangan sampai terlihat, tambahkan beberapa putaran lagi untuk memastikan sambungan kedap.

Dengan menggunakan dua lapis plastik PE kesulitannya adalah adanya udara yang terjebak diantara lembar plastik tersebut. Hal ini kami rasa dapat memperpendek umur plastik. Sayangnya hal ini baru kami sadari belakangan setelah biogas terpasang. Solusinya adalah dengan mengeluarkan udara terjebak sebanyak ketika memasangkan pipa inlet dan outlet.

2.3.2 Menggelembungkan Pembangkit

Setelah kedua pipa terpasang dengan baik, langkah selanjutnya adalah memindahkan pembangkit ke dalam ‘rumahnya’ yaitu parit yang telah dibuat sebelumnya. Untuk memindahkan plastik pembangkit kami menyarankan untuk menggelembungkan dahulu plastik pembangkit sehingga pembangkit dapat ‘duduk’ dengan rapih dan mengisi ruangan parit dengan baik. Selain itu fungsi penggelembungan adalah memastikan bahwa semua sambungan telah terpasang dengan baik.

Karena konsep dasar pembangkit biogas adalah anaerob atau tidak bersentuhan dengan udara bebas, terutama oksigen, maka metoda yang kami gunakan untuk penggelembungan awal adalah mengisi plastik pembangkit dengan gas buang kendaraan bermotor. Metoda lain adalah mengisi pembangkit dengan air. Namun karena ketersediaan air untuk penggelembungan terbatas, kami memilih menggunakan gas buang dari knalpot kendaraan operasional kami.
Sebelumnya pipa outlet kita tutup terlebih dahulu dengan plastik kresek dan diikat dengan tali karet. Demikian pula dengan gas outlet.

Gambar 20: Mempersiapkan kendaraan dan saluran pengisian.

Gambar 21: Mulai melakukan pengisian.

Gambar 22: Dibutuhkan sekitar 5 menit untuk memompa kantung plastik 5000 liter.

Gambar 23: Pembangkit siap untuk dipindahkan!.

Karena menggunakan gas buang dari kendaraan berbahan bakar solar, plastik pembangkit sedikit ternoda oleh bercak bercak hitam dari uap gas buang. Rasanya bila menggunakan gas buang kendaraan premium, hal ini bisa dihindari.

2.3.3 Memasang Pembangkit.

Pembangkit dapat segera dipasang. Setelah terpasang pada tempatnya, kami mengisi pembangkit dengan sedikit air untuk menghindari terlipatnya plastik dan membuatnya duduk lebih enak. Pipa inlet dipasangkan pada lubang outlet dari bak mixer dan dipasangkan sumbat, sedangkan gas outlet dan pipa outlet kami biarkan tetap tertutup. Setelah pemasangan ini, pengisian sudah dapat dilakukan.

Gambar 24: Memasang pembangkit

Proses pengerjaan yang kami lakukan membutuhkan waktu sekitar 8 hari kerja efektif. 2 hari untuk membuat bak mixer (2 HOK; hari orang kerja), 5 hari (15 HOK) untuk membuat parit pembangkit dan 1 hari (2 HOK) untuk pembuatan pembangkit. Tenaga kerja yang dibutuhkan adalah 19 HOK sampai pembangkit terpasang.

Sekitar 20 hari kemudian, terlihat bahwa gas sudah mulai di produksi. Indikatornya plastik pengembang mulai menggelembung dan keras.

Gambar 25: Biogas mulai dihasilkan

MANGLAYANG FARM ONLINE
Sebelumnnya: Menggelembungkan Pembangkit

3. PEMBUATAN ALAT PENUNJANG PEMBANGKIT BIOGAS

Langkah selanjutnya adalah pembuatan tanki penampung biogas, saluran biogas, termasuk jebakan uap air dan kompor biogas.

3.1 TANKI PENAMPUNG

Tanki penampung dalam desain yang kami buat minimal memiliki kapasitas 2500 liter. Namun ternyata karena keterbatasan ruang (kami menyimpan tanki penampung biogas diatas kandang sapi) kami hanya dapat membuat dengan kapasitas 1700 liter. Di masa yang akan datang kami merencanakan untuk menambah kapasitas penampungan dengan membuat satu buah lagi tanki penampung yang dihubungkan dengan sistem biogas.

Tanki penampung juga terbuat dari plastik polyurethane, yang membedakan adalah lapisan yang digunakan hanya 1 lapis. Kami rasa dengan 1 lapis saja sudah cukup untuk menahan tekanan biogas yang tidak seberapa besar.

Dimensi tanki yang kami buat adalah diameter 95cm dan panjang 250cm.
Pengerjaannya mirip dengan pembuatan pembangkit, perbedaanya hanya satu ujung saja yang diberi pipa. Untuk instalasi utama kami selalu menggunakan pipa PVC ¾”. Beberapa artikel menggunakan pipa dengan diameter ½”. Lagi lagi pertimbangannya adalah karena bahan yang tersedia di areal kebun adalah pipa ¾” yang digunakan untuk sistem irigasi kebun di musim kemarau.

Gambar 26: Membuat tanki penampung

Gambar 27: Ujung bawah tanki langsung di lipat dan di ikat dengan tali karet.

Akan lebih baik apabila ujung bawah tanki tidak diikat langsung, tapi diberi pipa PVC yang ditutup oleh dop PVC, baru kemudian lembaran plastik diikatkan pada pipa tersebut seperti langkah sebelumnya.

3.2 SALURAN BIOGAS

Untuk pipa utama kami menggunakan pipa PVC ¾”. Sambungan dapat dibuat permanen dengan lem PVC. Tapi kami memilih metoda semi permanen yaitu dengan mengikat sambungan pipa dengan tali karet. Hanya sambungan yang penting saja yang kami beri lem. Sambungan penting ini diantaranya adalah sambungan katup bola/keran (ball valve).

Gambar 28: Sambungan pipa saluran biogas.

Kami menggunakan banyak ball valve, dengan tujuan untuk memudahkan apabila ada perubahan skema saluran. Pada gambar diatas terlihat bahwa di ujung tanki juga terdapat ball valve, hal ini memungkinkan untuk tanki dipindah pindahkan tanpa mengganggu kinerja biogas secara keseluruhan.

Di sebelah kanan pada gambar diatas juga terlihat botol bekas air mineral 1.5 liter yang berfungsi sebagai water vapor (penjebak uap air) dan katup keamanan. Skema water vapor adalah sebagai berikut:

Gambar 29: Skema botol penjebak kondensasi sekaligus katup keamanan.

Botol penjebak ini sebaiknya diletakkan pada bagian terbawah dari saluran biogas, tepat setelah pembangkit. Hal ini dimaksudkan untuk memudahkan uap air hasil kondensasi turun dan masuk ke dalam botol. Air yang berlebihan dalam sistem dapat memampetkan saluran biogas, selain itu adanya kandungan air dalam biogas menurunkan tingkat panas api dan membuat api berwarna kemerah merahan.

Perhatikan muka air yang dibutuhkan. Kami menyarankan tinggi permukaan air dari batas bawah pipa antara 20 sampai 25 cm. Apabila terlalu rendah, gas akan mudah keluar dari air sebelum mencapai tekanan yang diinginkan. Apabila muka air terlalu tinggi, tekanan yang ada membesar dan hal ini dapat menghambat proses produksi biogas itu sendiri.

Kami sangat ingin mencoba membuat manometer untuk dapat mengontrol dan mengukur tekanan yang ada dalam sistem biogas, namun pada saat ini hal tersebut belum tercapai.

Lubang air pada botol penjebak selain berfungsi sebagai lubang pengisian juga sebagai pengatur tinggi muka air.

Gambar 30: Botol penjebak kondensasi dan katup keamanan.

3.3 KOMPOR BIOGAS

Penggunaan biogas yang paling mudah tidak lain dan tidak bukan adalah sebagai bahan bakar dalam kegiatan masak memasak. Sebetulnya masih banyak fungsi lain yang ingin kami cobakan juga, namun karena keterbatasan waktu (dan dana tentunya ) baru kompor biogas saja yang kami cobakan. Fungsi lainnya antara lain sebagai pencahayaan (ini yang ingin segera kami coba), bahan bakar untuk menjalankan mesin, pendingin, pemanas dan masih banyak bentuk pengembangan lain. Test pertama untuk mengetahui apakah biogas yang dihasilkan dapat terbakar atau tidak, kami lakukan dengan cara menyambungkan pipa biogas ke selang yang biasa digunakan pada kompor gas LPG, kemudian diujungnya kami sambungkan dengan selang tembaga dengan diameter dalam (Internal Diameter; ID) sekitar 0.5cm. Katup gas dibuka dan ujung pipa didekatkan dengan sumber api. Api pun menyala. Hurray!.

Ada banyak desain burner yang digunakan pada kompor biogas, target kami saat membuat kompor ini adalah harus sesederhana mungkin, dapat dibuat dari bahan bahan yang tersedia dan semurah mungkin, serta .. asal jalan dulu, sebagai tahap pembelajaran.

Percobaan pertama pembuatan kompor menggunakan bahan baku kaleng bekas permen jahe yang kami temukan di dalam mobil operasional. Permennya kami habiskan dulu, baru kalengnya di pakai.

Skema desain kompor pertama ini sebagai berikut:

Gambar 31: Skema burner biogas #1

Cara pembuatannya adalah kaleng permen dilubangi sesuai dengan ukuran diameter luar pipa tembaga kemudian ujung pipa tembaga dimasukkan ke dalam lubang tersebut. Untuk lebih jelasnya dapat melihat skema diatas. (PERHATIAN: Desain kompor ini tidak bagus, lihat penjelasannya pada bagian kesimpulan)

Gambar 32: Kompor biogas untuk menggoreng ketela pohon.

Gambar 33: Api biru biogas.

4. KESIMPULAN

Kesimpulan sementara yang kami peroleh dari percobaan pembuatan dan instalasi pembangkit biogas dari kotoran sapi ini adalah kalori panas yang dihasilkan tidak cukup panas untuk bisa disebut fungsional. Hasil menggoreng ketela pohon kurang bagus karena minyak kurang panas. Singkong kurang kering dan tidak mengembang.
Kami rasa hal ini bisa disebabkan beberapa hal:

1. Tekanan gas kurang tinggi.
Percobaan penggorengan ini kami lakukan pada ketinggian muka air di botol penjebak kurang lebih 10cm (perhatikan gambar 26). Kami akan lakukan percobaan lagi pada ketinggian muka air 20 – 25cm.

2. Kandungan methane dalam biogas masih terlalu rendah.
Beberapa literatur menyebutkan, untuk biogas dapat terbakar, kandungan methane-nya minimal 50%. Karena biogas yang di hasilkan dapat terbakar, kami cukup confident untuk menyatakan bahwa kandungan methane sudah diatas 50%. Tapi karena gas terkadang tidak stabil (salah satu indikator kandungan karbon diosida tinggi) dan panas yang dihasilkan rendah, ada kemungkinan kandungan methane masih di bawah 60%.

3. Desain kompor dan burner yang kurang baik.
Kompor dan terutama burner yang kami gunakan disini masih bersifat sementara. Beberapa literatur menyebutkan juga bahwa campuran udara dan biogas cukup krusial untuk menghasilkan api yang baik. Campuran udara-biogas yang baik adalah sekitar 15:1 (15 udara dan 1 biogas). Selain itu desain kompor yang SS (sangat sederhana) ini tentu memiliki banyak heat-loss. Untuk kedepan, kami harapkan dengan desain burner dan kompor yang lebih baik hal ini dapat diatasi.

4. Faktor eksternal
Kondisi alam pegunungan yang cukup dingin (berkisar 15 – 20 derajat celcius) sedikit banyak berpengaruh terhadap suhu minyak. Selain itu hembusan angin di dalam dapur juga terasa cukup menganggu.

Kesimpulan lain yang dapat diambil dari percobaan implementasi teknologi biogas ini adalah adanya resistensi dari pengguna biogas (yang adalah ibu rumah tangga peternak, yang terbiasa menggunakan tungku kayu bakar) untuk menggunakan kompor bioga. Beberapa alasan yang dapat kami tangkap adalah faktor psikologis akan bahaya kebakaran atau meledak dan juga kecenderungan untuk memang resisten terhadap teknologi teknologi baru yang dipandang cukup rumit.
Namun setelah dilakukan pengamatan beberapa hari, kecenderungan ini perlahan lahan mulai hilang, ditandai dengan adanya laporan yang menyatakan bahwa kompor biogas hasilnya cukup bagus apabila dipakai menggoreng telur.

Akan tetapi kami cukup yakin bahwa lambat laun teknologi ini dapat diterima oleh pengguna yang ditandai bahwa mereka cukup senang dengan adanya kompor yang tidak menimbulkan polusi dan tidak merusak alat alat masak.

Hal lainnya yang terungkap adalah perawatan dan operasi sistem biogas ini memang cukup rumit, hal inilah tampaknya yang mendasari bahwa banyak instalasi biogas di negara di dunia yang kurang berhasil dalam jangka panjang.

Tujuan utama dalam implementasi biogas biasanya adalah sebagai energi pengganti yang dapat mengurangi biaya yang diperlukan untuk memasak. Nampaknya hal ini harus kita tinjau ulang secara lebih seksama. Mengapa ?. Karena faktanya, penggunaan tungku kayu bakar berbahan tanah liat membutuhkan biaya yang lebih murah dari biogas, lebih mudah dibuat, dioperasikan dan di rawat. Bila dibandingkan dengan perapian kayu bakar biasa, tungku tanah liat menggunakan bahan bakar lebih irit dan tidak menimbulkan polusi asap di dalam ruangan (karena memiliki cerobong keluar).
Sistem biogas yang profitable seharusnya di desain secara lebih terintegrasi, digunakan untuk menjalankan mesin statis yang dapat memutar generator penghasil listrik, sekaligus sebagai pabrik penghasil pupuk dan penyubur bagi kolam ikan, taman atau lahan pertanian.

Sebuah operasi biogas yang sukses, sukses dalam arti dapat menghasilkan atau menabung uang lebih banyak daripada biaya yang dikeluarkan adalah sebuah operasi bisnis. Oleh karenanya, sebuah pembangkit biogas harus dipandang sebagai bagian sebuah sistem. Sistem yang terdiri dari banyak hal, tanki penyimpan gas, kolam ikan atau tanaman air, lahan pertanian, ternak, produksi pupuk dan gas, dan sebagai bisnis serta keahlian teknis.

Dibawah ini pernyataan yang diadaptasi dari buku “Biogas and Waste Recycling, The Philippine Experience” karya Felix Maramba, seorang pengembang sistem biogas yang sukses, terkenal dan menguntungkan secara finansial.

“Pengembangan sistem biogas akan meningkatkan kehidupan sosial dan ekonomi di daerah pedesaan. Caranya adalah dengan mengendalikan polusi yang terjadi pada udara dan air, sehingga menjamin hidup yang lebih sehat. Biogas dapat meningkatkan standar hidup yang berarti juga akan meningkatkan laju perekonomian. Dengan memanfaatkan limbah dan bahan yang tersedia di daerah setempat sebagai penunjang kebutuhan pertanian, dan dengan membuat lahan semakin produktif melalui sistem daur ulang akan menimbulkan sebuah pola kehidupan pedesaan yang baik yang menunjang kemandirian.”

Referensi:

1. Biodigester Installation Manual, Lylian rodriguez and T R Preston. FAO.
2. Livestock House and Biogas System. FAO.
3. How To Install Polyethylene Biogas Plant. Fransisco X. Aguilar. The Royal Agricultural College Cirencester.
4. Biogas/Biofertilizer Business Handbook Manual. Michael Arnott. Peace Corps.
5. The Biogas Handbook. David House. Peace Press.
6. Chinesse Biogas Manual. English version by Ariane van Buren. Intermediate Technology Publication, Ltd.

Program Bio Energi Perdesaan (B E P)

Salah satu permasalahan nasional yang kita hadapi dan harus dipecahkan serta dicarikan jalan keluarnya pada saat ini adalah masalah energi, baik untuk keperluan rumah tangga, maupun untuk industri dan transportasi.

Terkait dengan masalah tersebut, salah satu kebijakan pemerintah ialah rencana pengurangan penggunaan bahan bakar minyak tanah untuk keperluan rumah tangga.

Sejalan dengan hal itu pemerintah juga mendorong upayaupaya untuk penggunaan sumber-sumber energi alternatif lainnya yang dianggap layak dilihat dari segi teknis, ekonomi, dan lingkungan, apakah itu berupa biofuel, biogas/gas bio, briket arang dan lain sebagainya.

Beberapa waktu yang lalu sempat menjadi wacana kemungkinan digunakannya briket batu bara. Namun, belakangan upaya ke arah itu agaknya tidak diteruskan atau sementara dihentikan dulu karena dianggap belum layak dari segi lingkungan khususnya jika digunakan untuk energi rumah tangga.

Dalam rangka pemenuhan keperluan energi rumah tangga khususnya di perdesaan maka perlu dilakukan upaya yang sistematis untuk menerapkan berbagai alternatif energi yang layak bagi masyarakat. Sehubungan dengan hal tersebut maka salah satu upaya terobosan yang dilakukan adalah melaksanakan program Bio Energi Perdesaan (BEP), yaitu suatu  upaya pemenuhan energi secara swadaya (self production) oleh masyarakat khususnya di perdesaan, termasuk bagi masyarakat di desa-desa terpencil seperti di daerah pedalaman dan kepulauan.

Pelaksanaan program BEP juga terkait dengan upayaupaya pengembangan agribisnis dalam rangka peningkatan kesejahteraan masyarakat secara berkelanjutan dan ramah lingkungan.

Secara garis besar tujuan program BEP adalah berkembangnya swadaya masyarakat dalam penyediaan dan penggunaan bio energi (bio gas, bio massa, dan bio fuel) bagi keperluan rumah tangga termasuk untuk kegiatan usaha industri rumah tangga khususnya di perdesaan.

Adapun sasaran (Output) program BEP adalah :

  1. Tersosialisasinya teknologi penyediaan bio energi secara swadaya untuk keperluan rumah tangga khususnya di perdesaan.
  2. Terbangunnya pilot model biogas, biomassa, dan bio fuel di setiap provinsi.

Outcome yang diharapkan adalah :

  1. Diterapkannya teknologi penyediaan dan penggunaan bioenergi untuk keperluan rumah tangga khususnya di perdesaan.
  2. Berkembangnya usaha agribisnis yang terpadu dengan penyediaan bio energi (peternakan, hortikultura, perkebunan dll)
  3. Berkembangnya usaha agroindustri masyarakat yang ditunjang oleh penyediaan dan penggunaan bio energi secara swadaya oleh masyarakat di perdesaan.

Dengan output dan outcome tersebut di atas maka diharapkan program BEP akan mempunyai dampak (impact) positif yang signifikan dalam hal :

  1. Tersedianya energi untuk rumah tangga secara swadaya masyarakat di perdesaan
  2. Berkurangnya ketergantungan masyarakat terhadap bahan energi konvensional (minyak tanah dan LPG).
  3. Peningkatan kesejahteraan masyarakat
  4. Kelestarian sumber daya alam.

Biogas

  • Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme pada kondisi langka oksigen (anaerob).
  • Komponen Biogas :
    􀁺 ± 60 % CH4 (metana)
    􀁺 ± 38 % CO2 (karbon dioksida)
    􀁺 ± 2 % N2, O2, H2, & H2S
  • Biogas dapat dibakar seperti elpiji,  dalam skala besar biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik, sehingga dapat dijadikan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan dan terbarukan.
  • Sumber energi Biogas yang utama: kotoran ternak Sapi, Kerbau, Babi dan Kuda
  • Kesetaraan biogas dengan sumber energi lain 1 m3 Biogas setara dengan:
    • 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

Sejarah Pemanfaatan Biogas

􀂄 Cina

  • Sejak tahun 1975 “biogas for every household”. Pada tahun 1992, 5 juta rumah tangga di China menggunakan biogas.
  • Reaktor biogas yang banyak digunakan adalah model sumur tembok dengan bahan baku kotoran ternak & manusia serta limbah pertanian.

􀂄 India

  • Dikembangkan sejak tahun 1981 melalui “The National Project on Biogas Development” oleh Departemen Sumber Energi non-Konvensional. Tahun 1999, 3 juta rumah tangga menggunakan biogas.
  • Reaktor biogas yang digunakan model sumur tembok dan dengan drum serta dengan bahan baku kotoran ternak dan limbah pertanian.

􀂄 Indonesia

  • Mulai diperkenalkan pada tahun 1970-an, pada tahun 1981 melalui Proyek Pengembangan Biogas dengan dukungan dana dari FAO dibangun contoh instalasi biogas di beberapa provinsi.
  • Penggunaan biogas belum cukup berkembang luas antara lain disebabkan oleh karena masih relatif murahnya harga BBM yang disubsidi, sementara teknologi yang diperkenalkan selama ini masih memerlukan biaya yang cukup tinggi karena berupa konstruksi beton dengan ukuran yang cukup besar.
  • Mulai tahun 2000-an telah dikembangkan reaktor biogas skala kecil (rumah tangga) dengan konstruksi sederhana, terbuat dari plastik secara siap pasang (knockdown) dan dengan harga yang relatif murah.

Manfaat Biogas

Manfaat energi biogas adalah sebagai pengganti bahan bakar khususnya minyak tanah dan dipergunakan untuk memasak. Dalam skala besar, biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik. Di samping itu, dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternak yang dapat langsung dipergunakan
sebagai pupuk organik pada tanaman/budidaya pertanian.

Potensi Pengembangan Biogas di Indonesia Potensi pengembangan Biogas di Indonesia masih cukup besar. Hal tersebut mengingat cukup banyaknya populasi sapi, kerbau dan kuda, yaitu 11 juta ekor sapi, 3 juta ekor kerbau dan 500 ribu ekor kuda pada tahun 2005. Setiap 1 ekor ternak sapi/kerbau dapat dihasilkan + 2 m3 biogas per hari.

Potensi Ekonomis Biogas

Potensi ekonomis Biogas adalah sangat besar, hal tersebut mengingat bahwa 1 m3 biogas dapat digunakan setara dengan 0,62 liter minyak tanah. Di samping itu pupuk organik yang dihasilkan dari proses produksi biogas sudah tentu mempunyai nilai ekonomis yang tidak kecil pula.

Reaktor Biogas Skala Rumah Tangga

SPESIFIKASI TEKNIS

  1. Volume reaktor (plastik) : 4.000 liter
  2. Volume penampung gas (plastik) : 2.500 liter
  3. Kompor Biogas : 1 buah
  4. Drum pengaduk bahan : 1 buah
  5. Pengaman gas : 1 buah
  6. Selang saluran gas : + 10 m
  7. Kebutuhan bahan baku : kotoran ternak dari 2-3 ekor sapi/ kerbau, atau 6 ekor babi.
  8. Biogas yang dihasilkan : 4 m3 per hari (setara dengan 2,5 liter minyak tanah).Gambar 1. Instalasi Reaktor Biogas Skala Rumah Tangga

PERSIAPAN PEMASANGAN REAKTOR BIOGAS

  1. Pembuatan lubang reaktor, panjang = 4 m, lebar = 1,1 m, dalam = 1,2 m.
  2. Pembuatan meja tabung plastik penampung gas : (diameter 1,2 m) panjang = 3 m, lebar =1,2m
  3. Kotoran sapi (fases) awal sebanyak 100 karung kantong semen atau karung seukurannya (100 kantong semen = 2000 lt). Persiapan awal ini untuk mempercepat produksi gas yang siap untuk digunakan (dinyalakan).
  4. Drum untuk tempat pencampuran kotoran (fases) dengan air (1:1) ; 1 buah (200 liter)
  5. Karung untuk tempat sisa kotoran dari proses produksi biogas
  6. Kayu atau bambu untuk pagar, supaya reaktor aman dari gangguan ternak atau lainnya.
  7. Terpal dan bahan lainnya untuk atap reaktor supaya terhindar dari hujan atau material yang jatuh dari atas.

CARA PENGOPERASIAN REAKTOR BIOGAS SKALA RUMAH TANGGA

  1. Buat campuran kotoran ternak dan air dengan perbandingan 1 : 1 (bahan biogas)
  2. Masukkan bahan biogas ke dalam reaktor melalui tempat pengisian sebanyak 2000 liter, selanjutnya akan berlangsung proses produksi biogas di dalam reaktor.
  3. Setelah kurang lebih 10 hari reaktor biogas dan penampung biogas akan terlihat mengembung dan mengeras karena adanya biogas yang dihasilkan. Biogas sudah dapat digunakan sebagai bahan bakar, kompor biogas dapat dioperasikan.
  4. Sekali-sekali reaktor biogas digoyangkan supaya terjadi penguraian yang sempurna dan gas yang terbentuk di bagian bawah naik ke atas, lakukan juga pada setiap pengisian reaktor.
  5. Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak + 40 liter setiap pagi dan sore hari. Sisa  engolahan bahan biogas berupa sludge (lumpur) secara otomatis akan keluar dari reaktor setiap kali dilakukan pengisian bahan biogas. Sisa hasil pengolahan bahan biogas
    tersebut dapat digunakan langsung sebagai pupuk organik, baik dalam keadaan basah maupun kering.

CARA PENGOPERASIAN KOMPOR BIOGAS

  1. Buka sedikit kran gas yang ada pada kompor (memutar ke sebelah kiri)
  2. Nyalakan korek api dan sulut tepat diatas tungku kompor.
  3. Apabila menginginkan api yang lebih besar, kran gas dapat dibuka lebih besar lagi, demikian pula sebaliknya. Api dapat disetel sesuai dengan kebutuhan dan keinginan kita.

Gambar 2 : Pengoperasian Kompor Biogas

PEMELIHARAAN DAN PERAWATAN REAKTOR BIOGAS

  1. Hindarkan reaktor dari gangguan anak-anak, tangan jahil, ataupun dari ternak yang dapat merusak reaktor dengan cara memagar dan memberi atap supaya air tidak dapat masuk ke dalam galian reaktor.
  2. Isilah selalu pengaman gas dengan air sampai penuh. Jangan biarkan sampai kosong karena gas yang dihasilkan akan terbuang melalui pengaman gas.Gambar 3 : Klep Pengaman Gas Sebelum Masuk ke Tabung Penampung Gas
  3. Apabila reaktor tampak mengencang karena adanya gas tetapi gas tidak mengisi penampung gas, maka luruskan selang dari pengaman gas sampai reaktor, karena uap air yang ada di dalam selang dapat menghambat gas mengalir ke penampung gas. Lakukan hal tersebut sebagai pengecekan rutin.
  4. Cegah air masuk ke dalam reaktor dengan menutup tempat pengisian disaat tidak ada pengisian reaktor.
  5. Berikan pemberat di atas penampung gas (misalnya dengan karung-karung bekas) supaya mendapatkan tekanan di saat pemakaian.
  6. Bersihkan kompor dari kotoran saat memasak ataupun minyak yang menempel.

Keunggulan Reaktor Biogas Skala Rumah Tangga

  • Konstruksi sederhana, mudah dan cepat pemasangannya (tidak sampai 1 hari).Sebelum Menggunakan Energi
    Biogas
    Setelah Menggunakan Energi
    Biogas
  • 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.

TIM PENYUSUN

Pengarah : Prof. Dr. Ir. Djoko Said Damardjati, MS ( Direktur Jenderal Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian )
Editor : Dr. Ir. Nyoman Oka Tridjaja, M.Appl, Sc (Direktur Pengolahan Hasil Pertanian-Ditjen PPHP)
Penulis : Jamil Musanif (Ditjen PPHP Deptan),  Wildan A. Ardisasmita (PT. Mulya Tiara Nusa), David Manariur Nababan (PT. Mulya Tiara Nusa)

Biogas sebagai Peluang Pengembangan Energi Alternatif

Minggu, 04 Februari 07 – oleh : Asep Bayu Dani Nandiyanto

1. Latar Belakang

Dengan timbulnya kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, pemerintah mengajak masyarakat untuk mengatasi masalah energi ini secara bersama-sama karena kenaikan harga yang mencapai 72 dolar/barel ini termasuk luar biasa [1]. Harga ini membuat harga minyak menjadi yang tertinggi sepanjang abad 21. Masalah ini memang sulit sebagaimana yang dikatakan oleh Wakil Presiden Jusuf Kalla bahwa kenaikan harga minyak akan menyebabkan kenaikan subsidi bahan bakar minyak (BBM) pada APBN 2006. Peryataan selanjutnya dikatakan oleh Presiden Susilo Bambang Yudhoyono yang menyatakan bahwa masyarakat perlu untuk melakukan penghematan di segala sisi termasuk penggunaan BBM, listrik, air, dan telepon [2].

Sebetulnya, proses penghematan ini sudah berlangsung sejak dahulu terutama sejak pemerintah melakukan program penghematan energi secara nasional [3]. Dan proses penghematan ini telah berhasil menurunkan pengeluaran negara terutama subsidi pada listrik dan BBM.

Adapun hal yang menyebabkan keharusan setiap warga untuk melakukan proses penghematan adalah karena pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui (unrenewable), sementara permintaan menunjukkan kecenderungan yang terus meningkat dan demikian pula dengan kondisi harga sehingga tidak ada stabilitas keseimbangan antara permintaan dan penawaran. Dengan adanya ketidak- stabilan permintaan dan penawaran ini mengakibatkan peningkatan harga minyak yang terus-menerus hingga saat ini [4]. Salah satu jalan untuk melakukan penghematan BBM adalah dengan mencari sumber energi alternatif terutama yang dapat diperbarui (renewable) [5]. Sebagai contoh, potensi sumber daya alam yang dapat dikembangkan menjadi sumber energi adalah batu bara, panas bumi, aliran sungai, angin, matahari, sampah serta sumber-sumber lain yang berasal dari tumbuh-tumbuhan seperti pohon jarak, dan energi biogas [6].

Dalam paper ini, akan dijelaskan tentang teknologi biogas yang merupakan salah satu sumber energi pengganti minyak bumi. Hal yang menyebabkan biogas menarik perhatian penulis adalah proses pemeliharaan pada pembangkit biogas yang sederhana dan energi yang dihasilkan cukup besar (8900 kkal/m3 gas methan murni) [7].

2. Teknologi Biogas

2.1. Sejarah Penemuan Biogas

Gas methan ini sudah lama digunakan oleh warga Mesir, China, dan Roma kuno untuk dibakar dan digunakan sebagai penghasil panas. Sedangkan, proses fermentasi lebih lanjut untuk menghasilkan gas methan ini pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta (1776). Hasil identifikasi gas yang dapat terbakar ini dilakukan oleh Willam Henry pada tahun 1806. Dan Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), adalah orang pertama yang memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.

Adapun alat penghasil biogas secara anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. Pada akhir abad ke-19, riset untuk menjadikan gas methan sebagai biogas dilakukan oleh Jerman dan Perancis pada masa antara dua Perang Dunia. Selama Perang Dunia II, banyak petani di Inggris dan Benua Eropa yang membuat alat penghasil biogas kecil yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Akibat kemudahan dalam memperoleh BBM dan harganya yang murah pada tahun 1950-an, proses pemakaian biogas ini mulai ditinggalkan. Tetapi, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Oleh karena itu, di India kegiatan produksi biogas terus dilakukan semenjak abad ke-19. Saat ini, negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Nugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat penghasil biogas [5]. Selain di negara berkembang, teknologi biogas juga telah dikembangkan di negara maju seperti Jerman [8].

2.2. Prinsip Teknologi Biogas

Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi (pembusukan) dari sampah organik secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan sehingga dihasilkan gas methan. Gas methan adalah gas yang mengandung satu atom C dan 4 atom H yang memiliki sifat mudah terbakar. Gas methan yang dihasilkan kemudian dapat dibakar sehingga dihasilkan energi panas. Bahan organik yang bisa digunakan sebagai bahan baku industri ini adalah sampah organik, limbah yang sebagian besar terdiri dari kotoran, dan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, serta air yang cukup banyak [5]. Proses ini sebetulnya terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat [5].

Prinsip pembangkit biogas, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry), dan pipa penyaluran biogas yang terbentuk. Di dalam digester ini terdapat bakteri methan yang mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain [5].

Alat biogas ini terbagi atas dua tipe, tipe terapung (floating type) yang dikembangkan di India dan tipe kubah tetap (fixed dome type) yang dikembangkan di China. Tipe terapung terdiri atas sumur pencerna dan di atasnya diletakkan drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester. Bagian sumur dibangun dengan menggunakan bahan-bahan yang biasa digunakan untuk membuat fondasi rumah seperti pasir, batu bata, dan semen. Berbeda halnya dengan tipe terapung, tipe kubah berupa digester yang dibangun dengan menggali tanah, kemudian dibuat bangunan dengan bata, pasir, dan semen yang berbentuk seperti rongga yang ketat udara dan berstruktur seperti kubah (bulatan setengah bola) [5].

Untuk permulaan pembangunan pembangkit biogas memang diperlukan biaya yang relatif besar bagi penduduk pedesaan tetapi alat tersebut dapat dipergunakan untuk menghasilkan biogas selama bertahun-tahun. Keuntungan pembangkit biogas selain sebagai sumber energi adalah untuk mengatasai masalah sampah organik terutama di pedesaan seperti feses, urine, sisa makanan, embrio, kulit telur, lemak, darah, bulu, kuku, tulang, tanduk, isi rumen, dan sebagainya. Sampah ini akan semakin menjadi masalah ketika adanya pengembangan usaha di pedesaan karena semakin berkembang usaha peternakan, maka semakin meningkat limbah yang dihasilkan [7].

2.3. Perhitungan Peluang Pemanfaatan Biogas dalam Mengatasi Masalah BBM

Program penghapusan BBM yang dilaksanakan pada tahun 2005 akan menjadi momentum yang tepat dalam penggunaan energi alternatif seperti biogas. Hal ini bisa dihitung dengan adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan (8900 kkal/m3 gas methan murni) [7].

Hal yang pertama harus diperhitungkan dalam menghitung jumlah energi yang dihasilkan adalah berapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan. Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan jumlah feses dan sampah organik yang dihasilkan setiap hari. Jumlah bahan baku ini akan menentukan berapa jumlah energi dan volume alat pembentuk biogas [5].

Sebagai pertimbangan, telah diketahui di China dan India, dalam 1 hari jumlah feses yang dihasilkan 1 ekor sapi adalah 5 kg [7] dan 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas [1]. Jika diasumsikan bahwa jumlah feses manusia yang dihasilkan sebanyak 0.5 kg/hari/orang, 1 keluarga terdiri dari 5 orang, dan setiap keluarga memelihara 1 ekor sapi, serta 1 desa terdiri dari 40 orang, maka akan didapatkan hasil perhitungan jumlah feses yang dihasilkan sebanyak 140 kg feses/ hari. Dengan jumlah ini, maka biogas yang dihasilkan setiap hari sebanyak 1,75 m3/hari atau sebesar 15.575 kkal/hari.

Hal ini akan semakin mengejutkan dengan adanya perhitungan bahwa jumlah penduduk indonesia berdasarkan data statistik pada tahun 2000 sebanyak lebih dari 200 juta jiwa [9]. Dengan hanya mengandalkan asumsi perhitungan jumlah kotoran manusia tanpa memperhitungan sampah organik dan feses hewan ternak, akan didapatkan hasil feses sebanyak 100 juta kg feses/hari atau 1,25 juta m3/hari atau 11.125 juta kkal/hari. Apabila dengan asumsi konversi 1 J = 4.2 kal maka akan didapatkan hasil total energi yang dihasilkan hanya dari jumlah penduduk adalah sebesar 30.66 MW.

3. Kesimpulan

Dengan jumlah energi yang cukup besar dan tidak adanya pemanfaatan merupakan salah satu penyebab timbulnya masalah baru, terutama masalah pemanasan global karena gas methan ini adalah salah satu gas yang bertanggung jawab terhadap pemanasan global dan perusakan ozon [7]. Di lain pihak, apabila biogas ini dimanfaatkan, maka akan mengurangi kecenderungan penggunaan BBM di masa depan.

4. Daftar Pustaka

1. Kompas, edisi 24 April 2006, ”Wapres: Subsidi BBM Naik, Jika Harga Minyak Melambung“.
2. Liputan6, edisi 24 April 2006, “Presiden Yudhoyono Mengajak Masyarakat Indonesia Berhemat”.
3. Liputan 6, 7 Juli 2005, ”Hemat Energi Nasional dimulai pekan depan” 5. Burhani Rahman, “Sumber Energi Alternatif”, 2005 http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1123717100&2
4. Teguh Dartanto, “BBM, Kebijakan Energi, Subsidi, dan Kemiskinan di Indonesia”, Inovasi, Vol.5/XVII/November 2005
5. Pikiran rakyat, edisi 24 Maret 2006, Benarkah Kita Mengalami Krisis Energi?
6. Eddy Nurtjahya dkk, ”Pemanfaatan Limbah Ternak Ruminansia Untuk Mengurangi Pencemaran Lingkungan”, 2003, http://tumoutou.net/6_sem2_023/kel4_sem1_023.htm
7. Gatra, edisi 29 April 2006, “Menuai Listrik di Kampung Energi”.
8. STATISTIK INDONESIA 2000, Biro Pusat Statistik, Jakarta, 2001.

Kompor Biogas Limbah Siap Diaplikasi

Senin, 17 Juli 06 – oleh : datin-1

Dirancang untuk Rumah Tangga Berkemampuan Memasak 6-8 Jam

BANDUNG, (PR).-
Teknologi tepat guna instalasi kompor biogas berbahan bakar aneka limbah cair siap diaplikasikan kepada masyarakat, sebagai upaya mengurangi ketergantungan kepada suplai kotoran sapi sebagai sumber bahan bakar. Prototipe instalasi kompor biogas berbahan bakar aneka limbah tersebut, tengah diuji di Balai Diklat Peternakan Dinas Peternakan Jabar, di Kec. Lembang, Kab. Bandung. PROTOTIP instalasi kompor biogas berbahan baku aneka limbah cair tengah diuji di Balai Diklat Peternakan Jabar, Kec. Lembang, Kab. Bandung, Jumat (14/7). Teknologi tepatguna ini dirancang dapat ditiru dan dibuat oleh masyarakat, untuk mengurangi ketergantungan terhadap kotoran sapi yang selama ini menjadi sumber bahan bakar.

Kepala Balai Diklat Peternakan Lembang, Susilawati, di Lembang, Jumat (14/7) menyebutkan, pembuatan instalasi kompor biogas itu dilakukan bekerja sama dengan ahli kimia lulusan ITB, Andrias Wiji. Instalasi kompor biogas bersangkutan dirancang untuk skala rumah tangga, dengan daya tampung 200 liter limbah cair untuk kemampuan memasak selama 6-8 jam.

”Diharapkan, instalasi kompor biogas ini dapat bermanfaat bagi skala rumah tangga karena ukurannya lebih kecil dan praktis dibandingkan kompor biogas yang sudah ada. Masyarakat yang tak memiliki ternak sapi pun dapat menggunakan, apalagi banyak bahan limbah cair lainnya yang dapat dipergunakan,” ujar Susilawati.

Disebutkan Andrias Wiji, limbah cair yang digunakan, selain kotoran sapi dan kambing, dapat pula yang berasal dari kotoran ayam, burung puyuh, ampas tahu dan tempe, sampah organik, dll. Berbahan bahan limbah ini penggunaannya dapat saling
bersubstitusi karena drum pengolah limbah cair menjadi biogas memiliki stelan yang dapat disesuaikan.

Menurut dia, instalasi kompor biogas berbahan bakar aneka limbah ini, sengaja dirancang lebih sederhana agar dapat ditiru oleh masyarakat umum. Karena itu, berbagai bahan baku dan komponennya dapat dicari dan diperoleh dari lingkungan sekitar, misalnya drum bekas, selang plastik, kantong plastik besar, dll.

Dikatakan Andrias, instalasi kompor biogas berbahan bakar aneka limbah ini ada dua jenis rancangan, yang satu untuk teknologi tepat guna untuk ditiru oleh masyarakat, sedangkan satu lainnya untuk skala produksi massal. Namun, instalasi untuk skala produksi massal lebih bersifat bisnis karena memiliki rancangan paten.

”Instalasi kompor biogas berbahan bakar aneka limbah cair ini dapat menciptakan lingkungan yang sinergis antara usaha peternakan dan pertanian, sehingga satu sama lain dapat saling memanfaatkan. Selain mengurangi beban rumah tangga akibat mahalnya harga minyak tanah dan gas minyak cair, semakin banyak limbah termanfaatkan untuk keperluan sehari-hari,” kata Andrias Wiji.

Listrik biogas

Sementara itu, Kepala Dinas Peternakan Jabar, Rachmat Setiadi, menyebutkan, selain menyubstitusi minyak tanah untuk skala rumah tangga, penggunaan biogas juga sudah dipergunakan untuk sumber penerangan. Dari kotoran dua ekor sapi dewasa, melalui proses biogas ini setara dengan 2,2 liter minyak tanah.

Penggunaan biogas untuk keperluan penerangan juga dibenarkan oleh Andrias. Disebutkan, aplikasinya sudah diterapkan di Kec. Kertasari Kab. Bandung, sebagai sumber tenaga generator mini pembangkit listrik dengan daya 500-2.000 Kwh.

”Namun pemanfaatan biogas untuk pembangkit listrik, belum sepenuhnya dapat dipenuhi secara teknologi tepat guna. Kalau instalasi pasokan limbah kotoran sapi sudah dibuat lokal, namun generator mininya masih produksi Cina seharga Rp 2 jutaan/unit. Mudah-mudahan, ke depannya generator mini seperti ini dapat diproduksi secara lokal,” ujarnya. (A-81)****KODAR SOLIHAT/”PR”

Balai Pelatihan Peternakan: Jalan Raya Tangkuban Parahu Km 22 Telp. (022) 2786132 Cikole Lembang

Written by airsungaikelassatu2020

December 29, 2008 at 2:54 pm

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: