PRODUKSI BIOGAS SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK KAPASITAS 0,3 kW/Hari SELAMA 1 JAM
(Menentukan rata-rata kualitas produk biogas perhari yang dihasilkan dilihat dari lama penyalaan genset pada beban 0,3 kW)
Disusun Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Jurusan Teknik Kimia Program Studi Sarjana Terapan Teknik Energi
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
Muhammad Ridho Qurniawan 0612 4041 1528
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto:
“Jangan lupameminta restu kepadaorang tua kita”
“Berangkat dengan penuh keyakinan, Berjalan dengan penuh keikhlasan, Istiqomah dalam menghadapi cobaan,
Jadilah seperti karang di lautan yang kuat dihantam ombak dan kerjakanlah hal yang bermanfaat untuk orang diri sendiri dan orang lain, karena hidup hanyalah sekali. Ingat hanya pada Allah apapun dan di manapunkita berada kepada Dia-lah tempat meminta dan memohon”.
“Kesuksesean hanya dapat diraih dengan segala upaya dan usaha yang disertai dengan do’a, karena sesungghunya nasib seseorang manusia tidak akan berubah dengan sendirinya,
Tanpa berusaha...”
Kupersembahkan untuk:
Kedua Orang Tuaku Tercinta Pembimbing I dan Pembimbing II
ABSTRAK
PRODUKSI BIOGAS SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK KAPASITAS 0,3 Kw/Hari SELAMA 1 JAM
(Menentukan rata-rata Kualitas produk biogas perhari yang dihasilkan dilihat dari lama penyalaan genset pada beban 0,3 kW)
(Muhammad Ridho Qurniawan, 2016, 60 Halaman, 17 Tabel, 15 gambar, 5 Lampiran)
Produksi biogas sebagai sumber energi listrik merupakan salah satu jawaban untuk mengatasi keterbatasan sumber energi fosil seperti minyak bumi, batubara dan gas alam. Bahan bakar merupakan salah satu kebutuhan pokok yang tidak dapat dipisahkan dari kebutuhan masyarakat. Oleh karena itu perlu usaha untuk mencari alternatif energi terbarukan dan ramah lingkungan. Biogas adalah sumber energi terbarukan yang dihasilkan oleh fementasi anaerob dari bahan organik. Pada penelitian ini bahan baku yang digunakan berupa kotoran sapi dengan menggunakan Fixed Dome Digester proses steady state. Produksi biogas yang dihasilkan akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar genset untuk dikonversikan menjadi energi listrik dengan beban 0,3 kW. Hasil penelitian ini diperoleh Lama penyalaan genset dengan beban 0,3 kW selama 48 menit dengan produksi biogas 1,718 m3/hari, kandungan gas metan (CH
4) 53,22 % mol, Karbondioksida (CO2) 37,46 %
mol dan GHV 528 Btu/cuft.
ABSTRACT
PRODUCTION OF BIOGAS AS ELECTRICAL ENERGY SOURCE WITH CAPACITY OF 0,3 kW/DAY FOR 1 HOUR
(Determine the average quality of the products of biogas per day in view of ignition time of generator with load 0,3 kW)
(Muhammad Ridho Qurniawan, 2016, 60 pages, 17 Tabels, 15 images, 5 attachment)
The production of biogas as a source of electrical energy is one answer to overcome the limitations of fossil energy sources such as petroleum, coal and natural gas. Fuel is one of the basic needs that can not be separated from the needs of the community. Therefore it is necessary efforts to find alternative renewable energy and environmentally friendly. Biogas is a renewable energy source produced by anaerobic fermentation of organic material. In this research, the raw material is cow manure using Fixed Dome Digester steady state process. Production of biogas produced will be used as fuel for the generator is converted into electrical energy with a load of 0.3 kW. Results of this research was obtained ignition time generator with a load of 0.3 kW for 48 minutes with 1,718 m3/day of biogas production, the content of methane (CH4) 53.22 % mole, carbon dioxide (CO2) 37.46 % mole and GHV 528 Btu / cuft.
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas segala
Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir
yang berudul “PRODUKSI BIOGAS SEBAGAI SUMBER ENERGI LISTRIK
KAPASITAS 0,3 Kw/Hari SELAMA 1 JAM (Menentukan Rata-rata Kualitas
Produk Biogas perhari yang dihasilkan dilihat dari Lama Penyalaan Genset pada
Beban 0,3 kW) ini dapat terselesaikan sesuai rencana. Shalawat dan salam selalu
tercurahkan kepada Nabi Muhammad Shalallahu ‘Alaihi Wassalam beserta para
keluarga, sahabat dan pengikutnya hingga akhir zaman.
Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan mata kuliah Tugas
Akhir pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi di Politeknik
Negeri Sriwijaya. Tugas Akhir ini didasarkan pada studi rancang bangun yang
dilakukan pada bulan Februari-Juli 2016.
Selama penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan
bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan
terima kasih kepada yang terhormat:
1. Dr. Ing Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2. Adi Syakdani, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia.
3. Ahmad Zikri, S.T., M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia.
4. Ir. Arizal Aswan, M.T., selaku Ketua Program Studi Sarjana Terapan Teknik
Energi Politeknik Negeri Sriwijaya.
5. Tahdid,S.T., M.T, selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak membantu
selama proses penyelesaian penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini.
6. Ir. Fatria, M.T selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak membantu
selama proses penyelesaian penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini.
7. Seluruh Staf Pengajar, Administrasi, dan Jurusan Teknik Kimia dan Teknik
Energi atas bantuan dan kemudahan yang diberikan dalam menyelesaikan
vii
8. Kedua orang tua dan saudara-saudara saya yang telah memberikan do’a, restu,
motivasi, bantuan moril dan semangat serta dukungannya dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini
9. Terima kasih kepada kelompok Biogas atas segala bantuannya, secara
langsung maupun tidak langsung.
10. Teman-teman kelas 8 EGB dan teman-teman Teknik Energi Politeknik Negeri
Sriwijaya Palembang Angkatan 2012 yang tidak bisa disebutkan namnya satu
persatu, terima kasih atas masukan dan bantuannya yang telah diberikan
selama ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, oleh
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk
penyempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat
bermanfaat bagi kitas semua. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan
ridho-Nya kepada kita, Aamin.
Palembang, Juli 2016
viii DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR... vi
DAFTAR ISI... viii
DAFTAR TABEL... x
DAFTAR GAMBAR... xi
DAFTAR LAMPIRAN... xii
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan ... 2
1.4 Manfaat ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 4
2.1 Sejarah Pengembangan Teknologi Biogas... 4
2.2 Potensi Kotoran Sapi sebagai Sumber Energi... 6
2.3 Konversi Kotoran Sapi ke Biogas ... 6
2.3.1 Biogas ... 6
2.3.2 Proses Pembentukan Biogas. ... 7
2.3.3 Parameter Proses Pembentukan Biogas. ... 8
2.3.4 Faktor yang mempengaruhi Proses Anearob. ... 11
2.3.5Green Phoskko-7... 13
2.3.6Fixed Dome Digester... 14
2.3.7 Nilai Potensial Biogas... 15
2.4 Kualitas Biogas ... 16
2.4.1 Rumen Sapi... 16
2.4.2 Nilai Kalor pembakaran Biogas... 17
2.4.3 Kandungan Gas yang merugikan dalam Biogas ... 18
2.5 Proses Pemurnian Biogas ... 19
2.6 Pemanfaatan Biogas sebagai Energi Alternatif... 20
2.7 Konversi Biogas menjadi Listrik ... 21
2.7.1 Generator Set ... 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 24
3.1 Pendekatan Desain Fungsional ... 24
3.2 Pendekatan Desain Struktural ... 25
3.3 Pertimbangan Percobaan... 29
ix
3.3.2 Bahan dan Alat... 29
3.3.3 Perlakuan dan Rancangan Percobaan ... 31
3.4 Pengamatan ... 32
3.5 Prosedur Percobaan... 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 36
4.1 Hasil ... 36
4.2 Pembahasan... 38
4.2.1 Analisis Hubungan Kualitas Biogas Rata-rata perhari terhadap Lama Penyalaan Genset... 38
4.2.2 Hubungan Produksi Biogas (m3) perhari terhadap Lama Penyala -an Genset ... 40
4.2.3 Hubungan kandungan Gas metan (CH4) terhadap Nilai Kalor .. 41
BAB V PENUTUP... 43
5.1 Kesimpulan ... 43
5.2 Saran... 43
DAFTAR PUSTAKA ... 44
x
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Komposisi Kotoran Sapi... 6
2. Komposisi Gas yang Terdapat dalam Biogas ... 16
3. Komposisi dan kandungan nutrisi bahan pakan ... 17
4. Perbandingan Nilai Kalor Biogas ... 21
5. Nilai Kesetaraan Biogas dan Energi lainnya... 22
6. Data DesainFixed Dome Digester... 36
7. Komposisi Kandungan Biogas Hasil Penelitian ... 37
8. Lama Penyalaan Bahan Bakar Biogas pada Genset dengan Beban Listrik 0,3 kW ... 37
9. Produksi Biogas Perhari ... 37
10. Data Aktual Harian ... 46
11. Data Pengamatan Pengujian Genset Bahan Bakar Biogas ... 46
12. Data Pengamatan Pengujian Genset Bahan Bakar Elpiji ... 46
13. Komposisi Kandungan Biogas Hasil Penelitian hari ke-10... 47
14. Komposisi Kandungan Biogas Hasil Penelitian hari ke-16... 47
15. Komposisi Kandungan Biogas Hasil Penelitian hari ke-20... 47
16. Komposisi Kandungan Biogas Hasil Penelitian hari ke-22... 47
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Perbandingan tingkat produksi Gas pada 15oC dan 35oC ... 12
2. Bakteri Green Phoskko 7... 14
3. Fixed Dome Digester... 15
4. Proyotype Mini Plant Biogas Fixed Dome Digester... 25
5. Desain digester ... 26
6. Desain Tangki Umpan Masuk... 26
7. DesainOver Flow Tank... 27
8. Manometer ... 27
9. Kompresor ... 28
10. Generator Set... 28
11. Pompa Pengaduk ... 29
12. Diagram Alur Penelitian... 31
13. Grafik Hubungan Kualitas Biogas Rata-rata perhari terhadap Lama Penyalaan Genset ... 38
14. Grafik Hubungan Produksi Biogas (m3) perhari terhadap Lama Penyalaan Genset (Menit) ... 40
xii
DAFTAR LAMPIRAN
lampiran Halaman
1. Data Hasil Pengamatan... 46
2. Perhitungan ... 48
3. Perhitungan Desain ... 52
4. Gambar... 61