OPTIMASI PRODUKSI BIOGAS PADA ANAEROBIC DIGESTER BIOGAS TYPE HORIZONTAL BERBAHAN BAKU KOTORAN SAPI DENGAN PENGATURAN SUHU DAN PENGADUKAN

(1)

OPTIMASI PRODUKSI BIOGAS PADA ANAEROBIC DIGESTER BIOGAS TYPE HORIZONTAL

BERBAHAN BAKU KOTORAN SAPI DENGAN PENGATURAN SUHU DAN PENGADUKAN

BIDANG KEAHLIAN REKAYASA KONVERSI ENERGI

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA, 2011

Presentasi Ujian Thesis

Oleh:

Joaquim da Costa Pembimbing :

(2)

Latar Belakang

• Pemanfaatan biogas merupakan peluang besar utk menghasilkan energi alternatif shg akan mengurangi penggunaan bhn bakar fosil • Biogas jg mempunyai fungsi ganda selain sumber energi rumah

tangga jg menghasilkan berbagai pupuk organik, dan jg mengurangi polusi udara dari dampak penggunaan bhn bakar fosil

• Limbah kotoran sapi di Indonesia melimpah

• Biogas dpt berasal dari berbagai macam limbah organik seperti kotoran ternak, sampah pasar, sampah rumah tangga, kotoran

manusia, dan limbah industri makanan dimanfaatkan menjd energi melalui proses anaerobic digestion.

• Anaerobic digestion dipengaruhi oleh :

(3)

Perumusan Masalah

• Bagaimana meningkatkan dan mempercepat

produksi biogas dari kotoran sapi dgn

pengaturan suhu dan pengadukan.

• Bagaimana meningkatkan reduksi degradasi

maks matarial umpan didlm digester terhdp

laju prod. biogas.

• Bagaimana karakterisasi kandungan CH

₄

terhadap HRT di dlm biogas dgn variasi suhu

dan pengadukan.

(4)

Tujuan Penelitian

• Meningkatkan produksi biogas (> 0,35 m

3

/ kg COD

removal) dgn penambahkan pemanasan dan pengadukan.

• Utk mendptkan degradasi reduksi maksimum material

umpan.

(5)

Manfaat Penelitian

• Digester biogas yg dikembangkan diharapkan

mampu menentukan dg tepat suhu optimum

akibat penyettingan suhu dan pengadukan.

• Penelitian ini akan diperoleh data-2 yg

diinginkan, shg dpt meningkatkan produksi biogás

dg pengaruh suhu dan pengadukan.

• Memberikan sumbangan penelitian dlm upaya

pengembangan energi alternatif yg ramah

lingkungan yg sangat potensial utk dikembangkan

di Timor Leste.

(6)

Batasan Masalah

Adapun batasan masalah adalah:

• Penelitian dan pembahasan pd tesis hanya

menggunakan satu digester biogas type horizontal dg

vol. digester adlh 0,339 m

3

_.

• Parameter penelitian pd biogas dg pengaturan suhu

dan pengadukan.

• Biomassa yg digunakan hanya campuran kotoran sapi

dan air dg rasio 1:1 dan pH konstan dg nilai 6,4

(7)

TINJAUAN PUSTAKA

Produksi biogas selama fermentasi anaerobic

pd degradasi organik solid, mengandung

kira-kira 50–75 % metan merupakan sumber

energi yg berharga dan rencana penggunaan

kebutuhan energi di masa yg akan datang.

(8)

Langkah-langkah operasi untuk Anaerobic sequencing batch reactor (Dague at el. 1992)

(9)

Grafik hubungan variasi suhu terhadap

produksi biogas

(10)

(11)

Mekanisme Reaksi

A. Tahap Hidrolisa

•Reaksi : Bakteri fermentas

( C₆H₁₀O₅)n + nH₂O n( C₆H₁₂O₆)

Tahap Asidifikasi

•Reaksi : Bakteri asetogenik

C₆H₁₂O₆ 2CH₃COOH ( asam laktat )

C₆H₁₂O₆ CH₃CH₂COOH + 2CO₂+ 2H₂( asam butirat )

C₆H₁₂O₆ CH₃CH₂COOH + 2CO₂( asam propionat )

C₆H₁₂O₆ CH₃COOH ( asam asetat )

Tahap Methanasi

•Reaksi-reaksi: Bakteri metanogenik

CH₃CH₂COOH + 1/2H₂O 7/4CH₄+ CO₂

CH₃(CH₂) 2 COOH + 2H₂O + CO₂ CH₃COOH + CH₄

4H₂+ CO₂CH₄+ 2H₂O

(12)

Konfigurasi Reaktor Biogas

. dikenal 2 model pengisian material umpan ke dalam reaktor yaitu, feeding continouse model dan feeding batch model. Pada daerah tropis yang pada umumnya suhu didalam sekitar 25-35°C, retention time berkisar antara 40-45 hari (Gunnerson and Stuckey 1986; Anonim 1984).

(13)

Pengaruh Faktor lingkungan Terhdp

Proses Produksi Biogas

Operasi Temperatur

 Perkembangbiakan bakteri sangat dipengaruhi oleh

temperatur, dekomposisi secara anaerobik biasanya terjd pd

suhu 0°C - 69°C, tetapi pd suhu di bawah 16°C reaksi berjalan

sangat lambat, Suhu ideal utk reaksi adlh 23°C - 35°C.

T Pohland 1992 membagi suhu reaksi yang digunakan dan

jenis mikroba

yang bekerja pada reaktor terbagi menjadi tiga type yaitu:

•Type Psicofilic, bekerja pada suhu reaksi < 30°C

•Type Mesophilic, bekerja pada suhu reaksi antara 30°C

-40°C.

•Type Thermopilic, Bekerja pada suhu reaksi yang lebih tinggi

± 54°C.

(14)

Ketergantungan laju temperature fermentasi yang digunakan

ditunjukkan dalam persamaan Arthenius yaitu,

r_t = r₃₀(1.11)(t-30)

dimana

t = temperatur (°C)

r_t, r₃₀ = laju fermentasi pada temperatur t dan 30 °C

Berdasarkan pers. 2.10 laju penurunan temperatur

fermentasi utk setiap 1 °C dibawah nilai optimum yaitu 11 %. Laju temparatur dpt dilihat pd gbr berikut:

(15)

Pengadukan

 solid akan mengendap pada dasar tangki

 akan terbentuk busa pada permukaan yang akan menyulitkan keluarnya gas.

 penyampuran lumpur baru secara merata dengan lumpur lama yang telah memiliki populasi bakteri tinggi adalah sangat mempercepat proses produksi biogas.

 mengurangi endapan atau apungan yang berbentuk semi padat

 membagi ratakan kerja bakteri didalam mengolah campuran kotoran yang baru.

 Membagi ratakan temperatur , sehingga kandungan nutrisi campuran lebih cepat habis yang berarti pula bahwa proses produksi biogas dengan laju lebih cepat.

(16)

Pengaruh Faktor

Lingkungan (lanjutan)

Hydraulic Retention Time (HRT)

Pd kondisi normal, fermentasi kotoran berlangsung antara

dua sampai empat minggu.

Nutrisi

Bakteri anaerobic membutuhkan nutrisi sebagai sumber

energi.

(17)

Tekanan gas yang dihasilkan pada manometer

tabung U dapat dihitung dengan persamaan:

(18)

Metode Penelitian

Studi Literatur

Mempelajari teori-teori yang relevan dengan

produksi biogas melalui proses fermentasi

(19)

Desain dan kapasitas reaktor biogas

Gambar digester biogas type horizontal dengan pemanas dan pengaduk

Motor listrik

Reactor

Inlet Outlet gas

Outle slury pemanas Water jacket Dimmer Assembly hole pemana s Automatic hole

(20)

1 2 2 3 1 Water jacket 3 2

Gambar Experimental setup (1) Reaktor, (2) Tabung gas (3) Manometer U

Experimental

Setup

(21)

Uji properties kotoran sapi

Prosedur Pengoperasian diawali dg pengujian

property kotoran ternak sapi.

Pengoperasian digester

Experimental dilaksanakan selama 10 periode

pengisian. Kurang lebih 220 hari atau 7,5 bulan

dg sistem pengisian batch experiment.

(22)

a. Suplai Material Umpan ke Dalam Reaktor

 Kotoran sapi dicampur dg air dg perbandingan 1:1

 Pengisian dianjurkan adlah 2/3 dari vol. total

reaktor dan sisanya disediakan sbg ruang biogas.

 Kemudian material umpan di dlm reaktor diambil

sampel utk ditest TS, TVS, COD dan BOD

dilaboratorium.

Pengoperasian reaktor

(lanjutan 1)

(23)

b. Penyettingan Suhu Heater Dan Putaran

Pengaduk

Periode hydraulic retention time (HRT). Masing-2

periode HRT adlah 21 hari. Suhu disetting mulai 32

°C s/d 38 °C dg interval kenaikan suhu sebesar 2 °C

dan putaran pengaduk direduksi menjadi 140 rpm

dg sistem ON-OFF selama 10 menit utk tiap 2 jam

ditambah dg 2 periode pengisian dg suhu kamar

30 °C, 1 kali pengisian tanpa pemanas dan tanpa

pengaduk, 1 kali pengisian tanpa pemanas dan dg

pengaduk.

(24)

Pengambilan dan Metode Analisa Data

Data uji properties sampel kotoran sapi kering.

• Uji kadar selulose, lignin dan protein dg Chesson method analysis yg melewati beberapa perlakuan reaksi.

• Uji total solid dengan moisture analyzer

• Uji Konsentrasi unsur zat, dg XRF Spektrometri analysis

Data jumlah massa material umpan yg disuplai ke dlm reaktor,

Pengisian reaktor memerlukan bhn baku material umpan sebanyak 226 liter dg perbandingan vol. kotoran sapi dan air 1:1.

Data uji sampel material umpan di dalam reaktor

Data uji sampel material didlm reaktor terhdp TS dan TVS, metode analisis Gravimetri.

 Data uji sampel terhdp COD, metode analisis Refluks.  Data uji sampel terhdp BOD, metode analisis Winkler

(25)

Data evolusi material umpan

Dilakukan pengamatan diluar reaktor dan dibandingkan dg kenaikan vol. material umpan di dlm reaktor.

Pengukuran tekanan produksi biogas

Instalasi biogas dilengkapi dg manometer tabung U shg tek. gas yg terjd dpt diukur secara berkelanjutan. Tek. biogas dilakukan

pengamatan 8 jam tiap hari selama 21 hari utk masing-2 periode

Data uji komposisi biogas

Pengujian komposisi biogas per 4 hari pd suhu 38 °C dan dg pengaduk dg menggunakan A7000 Gas Chromatograph (GC) instruments.

Dan data uji slurry (ampas dan cair)

Data uji slurry dilakukan setelah material umpan berada di dlm reaktor selama 28 hari.

Pengambilan dan Metode Analisa

Data (Lanjutan 2)

(26)

Analisa Data

Setelah data didptkan dari hasil percobaan, selanjutnya

data akan diolah dg pers-2 sesuai dlm dasar teori.

Dari proses pembuatan reaktor dan peralatan lain serta proses percobaan produksi biogas akan dicari parameter-2 input dan output dari rancangan eksperimen biogas.

Rancangan Eksperimen Biogas

Diagram Alir Penelitian

Tahap-tahap penelitian yg telah dijelaskan sebelumnya dpt

digambarkan dlm diagram alir sbb:

(27)

HASIL DAN PEMBAHASAN

• Karakterisasi Bahan Baku Biogas

Visualisasi sampel kotoran sapi

Sampel kotoran sapi bisa dlm keadaan basah

ataupun kering, seperti ditunjukkan pada

gambar

(28)

Komponen Persentasi berat (%) Total Solid 70,98 Cellulose 23,84 Lignin 15,76 Protein 9,79 COD 13,11 BOD 8,92

Properties kotoran sapi merupakan data-2 yg menunjukkan besarnya total solid (TS), Cellulose, lignin, protein, chemical oxygen demand

(COD) dan biological oxygen demand (BOD). Tabel Properties kotoran sapi

(29)

Kan d. Si % P % S % K % Ca % Ti % Mn % Fe % Cu % Zn % Br % Mo % Ba % Eu % Re % Kon s. 16.4 3,3 0,3 5,83 24,0 0,41 1,0 7,45 0,35 0,2 31 7,2 0,2 0,3 2,0

uji kandungan unsur-2 zat yg ada dlm kotoran sapi

untuk mengetahui potensi kotoran sapi menjadi biogas dan

pupuk organik.

Kandungan unsur zat

dalam kotoran sapi

Tabel kandungan unsur zat didalam sampel

kotoran sapi.

(30)

Karakterisasi Proses di Dalam Digester

Proses produksi biogas

Digunakan variabel suhu dan pengaduk dg 10

periode pengisian, masing-masing dg HRT

selama 21 hari.

• Produksi biogas dengan variasi suhu dan tanpa

pengaduk

Produksi biogas dlm eksperimental dinyatakan

dlm tekanan gas yg dihasilkan.

(31)

Setting Suhu Tekanan biogas, P (Pa)

Kisaran Rata-rata Optimu

m HRT 2 HRT 21 30°C 9221,4-24819,3 18615,64 24819,3 10987,2 23249,7 32°C 10398,6-26192,7 20446,84 26192,7 12458,7 21778,2 34°C 14518,8-26683,2 21820,24 26683,2 16775,1 21091,5 36°C 13145,4-27664,2 23319,77 27664,2 18835,2 19914,3 38°C 12262,5-29135,7 23945,74 29135,7 18442,8 19325,7

Tabel Tekanan biogas dengan variasi suhu dan tanpa pengaduk 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122 Te ka na n p ro du ks i b io ga s (P a) HRT (hari) Tanpa pengaduk 30°C 32°C 34°C 36°C 38°C

(32)

Setting Suhu Tekanan biogas, P (Pa)

Kisaran Rata-rata Optimu

m HRT 2 HRT 21 30 °C 12556,8-27664,2 22810,59 27664,2 15303,6 22366,8 32°C 13047,3-29331,9 23617,34 29331,9 15794,1 21680,1 34°C 14224,5-30214,8 24912,73 30214,8 16186,5 20699,1 36°C 14813,7-32765,4 26785,97 32765,4 19325,7 18737,1 38°C 15401,7-34269,3 28364,91 34269,3 20699,1 17559,9

Tekanan biogas dengan variasi suhu dan dengan pengaduk

Produksi biogas dlm eksperimental dinyatakan dlm tekanan gas yg dihasilkan.

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 Te ka na n P ro du ks i b io ga s (P a) HRT (hari)

Variasi suhu & dengan pengaduk

30°C +P 32°C + P 34°C + P 36°C + P 38°C + P

Gambar 4-3 Grafik tekanan biogas

(33)

Gambar Grafik tekanan biogas fungsi HRT pada suhu 30 °C

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 Te n. p ro d. b io ga s (P a) HRT (hari) 30 °C TP DP 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122 Te k. p ro d. b io ga s (P a) HRT (hari) 32 °C TP DP

Gambar Grafik tekanan biogas fungsi HRT pada suhu 32 °C 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 Te k. p ro d. b io ga s (P a) HRT (hari) 34 °C TP DP

Gambar 4.6. Grafik tekanan biogas fungsi HRT pada suhu 34 °C

(34)

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 Te k. p ro d. b io ga s (P a) HRT (hari) 36 °C TP DP 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 Te k. p ro d. b io ga s (P a) HRT (hari) 38 °C TP DP

(35)

Volume biogas

• Berdasarkan grafik tekanan tersebut kemudian

dilakukan perhitungan terhdp vol. dg menggunakan

pers 3.2. berdasarkan vol. gas ke standar temperatur

(293 K) dan tekanan (101,325 Pa), pers (Merkens

1962)

• Selengkapnya hasil perhitungan produksi biogas yg

dinyatakan dlm vol. tiap hari.

(36)

Setting Suhu Volume produksi biogas, V (m3_{/hari )}

Kisaran Rata-rata Optimum HRT 2 HRT 21

30 °C 0.11843341-0.135144 0.128498 0.135144 0.120325 0.133463 32°C 0.11969459-0.136616 0.13046 0.136616 0.121902 0.131886 34°C 0.12410875-0.137141 0.131931 0.137141 0.126526 0.13115 36°C 0.12263737-0.138192 0.133538 0.138192 0.128733 0.129889 38°C 0.12169147-0.139769 0.134073 0.139769 0.128313 0.129259

(37)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 V ol . P ro d. b io ga s (m3 /h ari ) HRT (hari)

variasi suhu dan tanpa pengaduk

30°C 32°C 34°C 36°C 38°C 0.11 0.13 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 V ol . p ro . b io ga s ( m3 /h ari ) HRT (hari)

Variasi suhu dan tanpa pengaduk

30°C 32°C 34°C 36°C 38°C

Gambar Produksi biogas dimulai hari ke 3 s/d 21 Gambar Produksi biogas di dalam reaktor

(38)

Setting Suhu Volume produksi biogas, V (m3_{/hari )}

Kisaran Rata-rata Optimum HRT 2 HRT 21

30 °C 0.122007-0.138192 0.132992 0.138192 0.12495 0.132517

32°C 0.122532-0.139979 0.133856 0.139979 0.125475 0.131781

34°C 0.123793-0.140925 0.135244 0.140925 0.125895 0.13073

36°C 0.124424-0.143657 0.137251 0.143657 0.129259 0.128628

38°C 0.125055-0.145654 0.138943 0.145654 0.13073 0.127367

(39)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122 V ol . P ro d. b io ga s (m3 /h ari ) HRT (hari)

Variasi suhu & dengan pengaduk

30°C 32°C 34°C 36°C 38°C 0.115 0.135 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 V ol . p ro . b io ga s ( m3 /h ari ) HRT (hari)

Variasi suhu dengan pengaduk

30°C 32°C 34°C 36°C 38°C

Gambar Produksi biogas dimulai hari ke 3 s/d 21 Gambar Produksi biogas di dalam reaktor

(40)

Suhu Kenaikan volume produksi biogas (m3₎

Tanpa pengaduk, Dengan pengaduk, ΔV

30 °C HRT=2 0,120325 HRT=2 0,12495 Op=17 0,135144 OP=15 0,138192 Rt 0,128498 Rt 0,132992 32 °C HRT=2 0,121902 HRT=2 0,125475 Op=15 0,136616 OP=12 0,139979 Rt 0,13046 Rt 0,133856 34 °C HRT=2 0,126526 HRT=2 0,1259 Op=14 0,137141 Op=12 0,140925 Rt 0,131931 Rt 0,135244 36 °C HRT=2 0,128733 HRT=2 0,129259 Op=12 0,138192 Op=11 0,143657 Rt 0,133538 Rt 0,137251 38 °C HRT=2 0,128313 HRT=2 0,13073 Op=11 0,139769 Op=10 0,145654 Rt 0,134208 Rt 0,138943

Tabel Perbandingan vol. produksi biogas antara variasi suhu dan pengaduk

(41)

Secara biologi proses fermentasi anaerobic

sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu sebab

anaerobes adalah sensitif terhdp operasi suhu dimana

aktivitas bakteri atau mikroba bila diberi suhu, reaksi

bekerjanya bakteri akan 2-3 kali lebih cepat.

Gambar Aktivitas methanogens pd mesophilic dg

perbedaan temperatur

(42)

Chiu-Yue Lin dan Jung Kon Kim [6] dlm jurnalnya menyatakan bhw pengaruh suhu dpt mempercepat produksi biogas. Dg

pemberian suhu fermentasi anaerobic akan lebih cepat

mendegradasikan limbah organik shg reaksi fermentasi lebih cepat terurai terutama tahapan fermentasi reaksi pegasaman dan reaksi methanasi

Sedangkan digester yg dilengkapi dg pengaduk adlah utk

membantu agar fermentasi dan suhu selalu merata sekaligus

membantu reduksi degradasi maksimum pd material umpan

dan menghindari tdk terjd semi padatan dan busa di atas

permukaan material umpan di dlm digester.

Pengaruh suhu &

Pengadukan

(43)

Efisiensi reduksi

TS, TVS, COD dan BOD

Sampel uji diambil mulai hari I pengisian dan setiap minggu setelah pengisian utk periode settingan 38°C dg pengaduk. Kondisi steady pd fermentasi anaerobic dlm penelitian ini terjd

selama 21 hari sejak proses di set-up. Selama kondisi

steady, efisiensi reduksi TS, TVS, COD dan BOD setiap 7 hari selama 28 hari ditunjukkan dlm tabel berikut.

Karakteristik kotoran sapi

Efisiensi reduksi (%)

Hari 1 Hari 7 Hari 14 Hari 21 Hari 28

TS (%) 9,53 12,5 23,7 38,2 38,2

TVS (%) 8,54 41,9 66,5 75,2 88,5

COD (%) 8,59 38,3 62,17 70,2 88,1

BOD (%) 5,85 27,2 62,2 73 89,2

(44)

Pada hari ke 1 hingga hari ke 3 nilai TVS, COD dan

BOD effluent pd HRT 21 degradasi sedikit bhw fase

hidrolisis dan asidifikasi berlangsung, penurunan TVS,

COD dan BOD tdk terlalu signifikan.

hari ke 4 proses asidifikasi dan metanasi,

pengurangan TVS, COD dan BOD effluent secara

signifikan.

 pd hari ke 9 proses menuju operasi steady.

(45)

Evolusi material umpan

Pengamatan perubahan vol. material umpan dlm penelitian,

mnunjukan perubahan kenaikan vol. kenaikan dalam

persentasi adalah 0,62 – 1,24 % selama 6 hari..

(46)

Evolusi material umpan

(lanjutan)

bila material umpan tdk diaduk akan terpisah

antara padatan dan air. Berat padatan yang lebih ringan

akibat degradasi dan akan berada di atas air di dlm

reaktor. Jika material umpan diaduk maka ukuran

partikel dari material umpan menjd sangat kecil dan

seragam.

(47)

Kualitas Biogas

Komposisi biogas

Sampel gas diambil dari tabung gas utk setiap 4 hari

dari gas yg dihasilkan selama 21 hari HRT yg sedang

berjalan. Komposisi biogas yg dihasilkan selama

proses anaerob diambil sampel, kemudian diuji dg

menggunakan Gas Chromatograph (GC) instruments

yg dikalibrasikan dg standard gas campuran dari N

₂

,

O

₂

, H

₂

S, H

₂

, CO

₂

dan CH

₄

pd rasio yg terukur.

(48)

Komp onen biogas HRT / Kandungan (%) 2 6 10 14 18 22 CH₄ 51,03 58,19 56,84 57,01 57,26 57,57 CO₂ 30,12 35,19 37,82 35,55 37,37 37,79 H₂ 4,8 2,34 2,2 2,6 2,18 2,1 H₂S 3,9 2,5 2,08 2,3 1,16 1,1 N₂ 4,56 0,98 1 1,34 1,2 0,28 O₂ 5,68 1,3 0,1 1,2 0,83 0,26 45 50 55 60 1 2 3 4 5 6 M eta n ( % )

6 x pengujian tiap 4 hari

Gambar Kandungan metan terhadap HRT

(49)

Penyalaan biogas

Nyala biogas dibuktikan oleh gas yg dpt terbakar dg mudah

dan nyala api yg dihasilkan berwarna biru yg menyerupai gas

metan alam (LPG), bhw biogas mengandung 50-70% CH

₄

dan

CO

₂

sebanyak 30-50%.

(50)

Dg komposisi

biogas dan utk mmbandingkan wkt

memasak air berdsrkan nilai kalor gas metan dari biogas dg

gas metan alam maka dilakukan aplikasi dg memasak air sperti

pa gbr.

Nilai kalor biogas

(51)

sifatnya merugikan dan sebagian beracun. Sifat-2 yg

merugikan dan beracun dari komponen-2 biogas

Komponen Kandungan Efek CO₂ 25-50 % vol - Nilai kalor menjadi rendah

- Tidak mengalami oksidasi selama proses pembakaran

- Mengurangi pelepasan kadar selama reaksi eksoterm

- Merusak akali bahan bakar H₂S 0-0,5 % vol - Efek korosif pada peralatan

- Emisi SO₂ setelah pembakaran atau emisi H₂S dengan pembakaran tidak sempurna diatas batas 0,1 dari volume

N₂ 0-5 % vol. - Nilai kalor menjadi rendah

- Tidak mengalami oksidasi selama proses pembakaran

- Mengurangi pelepasan kadar selama reaksi eksoterm

Tabel Komponen yang

merugikan dalam biogas

(52)

Berdasarkan kerugian-2 dari komponen-2 tersebut, dlm aplikasi lain dari biogas diberikan syarat-2 dan 2. Syarat-2 dan rekomendasi-2 ditunjukkan dlm tabel .

Aplikasi Syarat dan rekomendasi penggunaan biogas

Pemanas (Boiler)

H₂S < 1000 ppm, tekanan 0,8-2,5 kPa (Oven dapur: H₂S < 10

ppm)

Mesin pembakaran

dalam

H₂S < 100 ppm, tekanan 0,8-2,5 kPa

Mikroturbin Toleransi H₂S sampai 70000 ppm, tekanan 520 kPa

Bahan bakar

Mesin stirling Sama untuk boiler H₂S, tekanan 1-14 kPa

Tabel Aplikasi pemanfaatan biogas dan persyaratan perlakuan

Syarat dan rekomendasi

penggunaan biogas

(53)

Karakteristik Residu (slurry)

Pupuk padat

kotoran sapi yg sudah diproses dikembalikan ke

kondisi semula yg diambil hanya gas metan (CH

₄

), CO

₂

dan gas lain.

Jika

dilihat

analisa

dampak

lingkungan

terhdp

lumpur

keluaran (slurry) dari digester mnunjukkan

penurunan COD sebesar 88,1% dari kondisi bhn awal

Pupuk oranik yang berasal dari kotoran ternak dpt

menghasilkan bbrp unsur hara yg sangat dibutuhkan

tanaman.

Disamping menghasilkan unsur hara utama, pupuk

kandang jg menghasilkan sejumlah unsur hara mikro

.

(54)

Karakteristik Residu (lanjutan)

Pupuk cair

• Pengelolaan hasil samping biogas ditunjukkan utk

memanfaatkannya menjd pupuk cair

• Jika dilihat dari segi pengolahan limbah, proses

anaerobic jg memberikan beberapa keuntungan lain

yaitu menurunkan nilai COD dan BOD, total

solid, volatile solid, nitrogen nitrat dan nitrogen

organic, bakteri coliform dan patogen lainnya, telur

insek, parasit, dan bau.

(55)

Kand. Si % P % S % K % Ca % Ti % V % Mn % Fe % Cu % Zn % Ba % Kons. 28,7 2,5 4,70 0,86 14,2 0,98 0,04 2,03 42,5 0,42 2,4 0,59 Kan d. Si % P % S % K % Ca % Ti % Mn % Fe % Cu % Zn % Br % Mo % Ba % Eu % Re % Kon s. 16.4 3,3 0,3 5,83 24,0 0,41 1,0 7,45 0,35 0,2 31 7,2 0,2 0,3 2,0 Kand. Si % P % K % Ca % Mn % Fe % Cu % Br % Kons. 2,4 1,3 0,83 3,19 0,19 1,06 0,27 91