PEMBUATAH BIOGAS DARI LIMBAH TAHU. Kimin Kusnadi *

PEMBUATAH BIOGAS DARI LIMBAH TAHU Kimin Kusnadi *

Staff Pengajar Fakultas Teknik Universitas Darussalam Ambon Diterima 12-12-2010; Terbit 31-06-2011

ABSTRACT

Manufacture of biogas from the waste out in Ambon has been done. Steps in the production of biogas through Prepare material. Design the main components of biogas, which consists of the digestive tube and the tube gas reservoir. Biogas cluster tool components. Intake of raw materials in the raw material producers Filling out the data collection. Based on the results obtained are known constant mass of gas produced by waste water reservoir fill out with a volume of 17 kg is0.0015716 kg, while the volume contents of 16 kg is 0.0021959 kg. In the present study, an increase in gas pressure every day. Biogas production is economically feasible tool.

.

Keywords: Biogas, waste, digestive, gas reservoir, waste water.

PENDAHULUAN

Dengan meningkatnya populasi manusia dan meningkatnya taraf hidup masyarakat, kebutuhan energi semakin meningkat. Barbagai jenis bentuk telah digunakan oleh manusia seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Masalah lingkungan global dan persediaan yang terbatas merupakan masalah penting yang dihadapi oleh manusia saat ini.

Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerin-tah telah menerbitkan Peraturan Pemerintah nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai altenatif pengganti bahan bakar minyak. Salah satu sumber energi alternatif adalah biogas.

Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida.

diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon diatmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.

Dalam jangka panjang, gerakan pengembangan biogas dapat mem-bantu penghematan sumber daya mi-nyak bumi dan sumber daya kehu-tanan. Melalui jalan ini, mungkin imbau-an pemerintah mengajak masyarakat untuk bersama-sama memecahkan masalah energi sebagian dapat direali-sasikan.

Limbah dari pembuatan tahu baik yang berupa cair maupun yang berupa limbah padat dapat kita manfaatkan, baik untuk makanan ternak, pupuk, maupun diolah kembali menjadi oncom. Produsen tahu di kota Ambon ada 8 pabrik dengan proses produksi per hari adalah sebagai berikut:

1. Bahan baku kedelai yang di olah adalah 600 – 1000 kg.

2. Produksi tahu yang di hasilkan adalah 800 – 1500 kg.

3. Limbah yang di hasilkan dari proses produksi adalah 500 – 1200 liter.

Berikut ini akan diuraikan langkah penelitian yaitu :

1. Siapkan material.

2. Rancang komponen-komponen utama biogas, yang terdiri dari tabung pencerna dan tabung penampung gas.

3. Rangkai komponen alat biogas.

4. Pengambilan bahan baku di produsen tahu 5. Pengisian bahan baku

6. Pengambilan data

Teknik Pengambilan Data

Teknik pengambilan data dalam penelitian ini, diambil langsung dari lokasi penelitian dengan melakukan percobaan.

Kegiatan pengukuran biogas dilakukan setelah digester terisi sekitar 17 Kg. Pengukuran tekanan dilakukan setiap hari, yaitu pada pukul 12.00 WIT.

Selanjutnya dapat dihitung massa gas yang dihasilkan melalui persamaan berikut.

PV=mRT………(1)

Dimana :

P = Tekanan gas pada penyimpanan sementara, N/m2

V = Volume penyimpan sementara, m3 m = Massa gas, Kg

T = Temperatur, K

R = Konstanta gas, 518 Nm/kg

Sehingga :

m =

._. ………..(2)

Hasil Dan Pembahasan

Pengukuran tekanan gas dilakukan satu kali dalam sehari yaitu pada pukul 12.00 WIT. Alat pengukuran yang dipakai adalah alat jenis pengukur digital (High Precision, Digital Pressure Switch) Series ISE40, seperti ditunjukan dalam gambar 2. Data diambil setelah 2 hari slurry di biarkan dalam digester, artinya pada rentang waktu tersebut gas telah terbentuk dan tekanan awalnya rata-rata 0,2 kPa. Setelah mengetahui digester telah menghasilkan gas maka setiap hari dilakukan penambahan slurry setelah pengambilan data sebanyak 2 Kg. setiap penambahan diikuti pula dengan pembuangan slurry dengan berat yang sama.

Gambar 2 : Alat ukur HP, DSP Series ISE40 Berdasarkan hasil pengamatan, maka diperoleh data tekanan gas seperti yang ditunjukan pada tabel 4.1

Tabel 4.1. Pengamatan Hasil Tekanan (kPa) Waktu Tekanan Gas (kPa) Temperatur Gas (0C) Temperatur Ruangan (0C) Hari ke-1. Hari ke-2. Hari ke-3. Hari ke-4. Hari ke-5. Hari ke-6. Hari ke-7. Hari ke-8. Hari ke-9. Hari ke-10 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1,1 1,2 1,4 1,5 40 39 39 40 39 39 40 40 40 39 34 32 31 32 32 31 34 33 32 31 Sumber : Hasil pengamatan

Dari tabel pengamatan di atas, menunjukan bahwa tekanan gas terus meningkat dan bervariasi. Baik dari hari ke-1 awal pengambilan data sampai hari ke-10. Digester menunjukan angka tertinggi pada hari ke-7 sampai hari ke-10 yaitu 1,1 kPa sampai 1,5 kPa. Dengan data – data yang di dapatkan pada saat penelitian maka selanjutnya massa gas yang di hasilkan adalah Massa gas pada tekanan dan temperatur gas :

PV = mRT

Dimana :

P = Tekanan gas pada penyimpanan sementara, N/m2

V1= Volume penyimpanan gas sementara, m3

V2= Volume udara tabung pencerna, m3

m = Massa gas, kg T = Temperatur gas, K R = Konstanta gas, 518 Nm/kg Sehingga :

m =

. . Dimana

: V

1

= 0,5 Ltr

=

,

= 0,0005 m

3

V

2

= 2 Ltr

=

= 0,002 m

3 Sehingga, VTotal = V1+ V2 = 0,0005 + 0,002 = 0,0025 m3 Jadi,

m =

. . = _{(518 N. m/kg. k) (39 C + 273)}(1,5 kPa + 1 atm)(0,0025m )

=

( , , )( , ) ( . / . ) ( ) ( / / )( , ) ( . / . ) ( )

=

( / )( , ) ( . / . ) ( )

=

, / . / = 0,0015906 kg

Dengan mengacu pada contoh perhitungan di atas, maka massa gas pada waktu yang lain seperti pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 : Massa gas

Waktu Massa gas (kg) Hari ke-1. Hari ke-2. Hari ke-3. Hari ke-4. Hari ke-5. Hari ke-6. Hari ke-7. Hari ke-8. Hari ke-9. Hari ke-10. 0,0015705 0,001572 0,0015736 0,0015701 0,0015767 0,0015782 0,0015793 0,0015809 0,3864843 0,0015906 Sumber : Hasil Perhitungan

Selanjutnya dapat dihitung efisiensi gas sebagai berikut :

μ =

( )_{( )}

=

,

= 0,0007953

Efisiensi gas selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.3 di bawah ini :

Tabel 4.3 : Efisiensi Gas

Waktu Efisiensi Gas Hari ke-1. Hari ke-2. Hari ke-3. Hari ke-4. Hari ke-5. Hari ke-6. Hari ke-7. Hari ke-8. Hari ke-9. Hari ke-10 0,0007852 0,000786 0,0007868 0,000785 0,0007883 0,0007891 0,0007897 0,0007904 0,000792 0,0007953 Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.4 : Hasil Pengamatan Tekanan (kPa) Konstan Dengan Volume Isian 17 Kg

Waktu Tekanan Gas kPa Tem pera tur Gas (0_C) Temperatur Ruangan (0C) Hari ke-1 06.00 0.1 34 26 09.00 0,2 38 28 12.00 0,3 40 31 15.00 0,6 40 32 18.00 0,6 38 28 21.00 0,5 36 26 00.00 0,4 33 26 Hari ke-2 03.00 0,3 32 25 06.00 0,3 34 26 09.00 0,4 36 28 12.00 0,5 39 32 15.00 0,5 39 34 18.00 0,1 38 26

Tabel 4.5 : Hasil Pengamatan Tekanan (kPa) Konstan Dengan Volume isian 16 Kg

Waktu Teka nan Gas kPa Tempe ratur Gas (0_C) Temper atur Ruanga n (0C) Hari ke-1 06.00 0.1 34 26 09.00 0,2 38 28 12.00 0,3 40 31 15.00 0,4 40 32 18.00 0,4 38 28 21.00 0,4 36 26 00.00 0,3 33 26 Hari ke-2 03.00 0,2 32 25 06.00 0,3 34 26 09.00 0,3 36 28 12.00 0,4 39 32 15.00 0,4 39 34 18.00 0,1 38 26

Sumber : Hasil pengamatan

Dari kedua tabel di atas, menunjukan bahwa tekanan konstan pada volume isian 17 kg yaitu 0,6 kPa pada hari ke-1 pukul 15.00 wit dengan temperatur gas 400c, sedangkan pada volume isian 16 kg yaitu 0,4 kPa pada hari ke-1 pada pukul 15.00 wit dengan temperatur 400c. Dengan data tekanan konstan yang didapat pada saat penelitian maka massa gas yang dihasilkan dan efisiensinya adalah: a. Untuk komposisi 17 kg.

m =

P. V

_{R. T}

Dimana : V1 = 0,5 Ltr = , = 0,0005 m3 V2 = 2 Ltr = = 0,002 m3 Sehingga, VTotal = V1+ V2 = 0,0005 + 0,002 = 0,0025 m3 Jadi,

m =

. . = _{(518 N. m/kg. k) (40 C + 273)}(0,6 kPa + 1 atm)(0,0025m )

=

( , _{( . / . ) (}, )( , ₎ )

=

( / / )( , ) ( . / . ) ( )

=

_{( . / . ) (}/ ( , ₎ ) = _{162134 N. m/kg}254,8125 N/m = 0,0015716 kg

Dengan efisiensinya adalah :

μ =

_{Berat Bahan Baku (kg)}

Berat Gas (kg)

= , = 0,0000924 b. Untuk komposisi 16 kg.

m =

P. V

_{R. T}

Dimana : V1= 0,5 Ltr = , = 0,0005 m3 V2 = 3 Ltr = = 0,003 m3 Sehingga, VTotal = V1+ V2 = 0,0005 + 0,003 = 0,0035 m3

Jadi,

m =

. . = _{(518 N. m/kg. k) (40 C + 273)}(0,4 kPa + 1 atm)(0,0035m ) = ( , _{( . / . ) (}, )( , ₎ ) = ( , ) . . ( ) = 101725 Nm (0,0035m ) 518 N. m_{kg . k (313 K)} = _{162134 N. m/kg}356,0375 N/m = 0,0021959 kg

Dengan efisiensinya adalah :

μ =

( )_{( )} = 0,0021959 kg_{16 kg} = 0,0001372 c. Untuk V = 4 m3_: m = ._. = _{(518 N. m/kg. k) (40 C + 273)}(0,6 kPa + 1 atm)(4m ) = ( ,_{( . / . ) (}, )( ₎ ) / / ( ) ( . / . ) ( ) = _{( . / . ) (}/ ( )₎ = _{162134 N. m/kg}407700 N/m = 2,5145867 kg

Keseimpulan dan Saran

Berdasarkan hasil dan pembahasan ditas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a. Massa gas konstan yang dihasilkan oleh penampung limbah air tahu dengan volume isian 17 kg adalah sebesar 0,0015716 kg, sedangkan volume isian 16 kg adalah sebesar 0,0021959 kg.

b. Dalam penelitian, terjadi kenaikan tekanan gas setiap hari.

c. Secara ekonomis alat biogas ini layak diterapkan.

Saran

Untuk pengembangan alat ini maka disarankan : a. Dalam pembuatan alat ini harus diperhatikan

dengan baik agar tidak terjadi kebocoran dan Dalam pelaksanaan penelitian, kondisi alat harus selalu diperhatikan.

b. Penelitian dengan berbagai komposisi isian agar dapat mengetahui efek dari variasi isian tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Arcie W. Culp Jr, Ir, Darwin Sitompul, Prinsip-Prinsip Konversi Energi, Erlangga Jakarta, 1996

Berger, C, Handbook of fuel Cell Technology, Prentice Hall, Inc Englewood Cliffs. N.J Barker, James, C., (2001), “Methane Fuel Gas

from Livestock Wastes A Summary”, North Carolina Cooperative Extension Service, hal. 1-8.

Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2004, Potensi energi terbaharukan di Indonesia, Jakarta

Hendra Fang.http://www.balipost.co.id/ Gas Metana Sebagai Energi Alternatif non BBM http://www.dikti.org/?q=node/99 (08 September 2009). http://dipra.wordpress.com/kti-ku/ http://www.technologyindonesia.com/news.php?i d=1900 http://betafreshne.blogspot.com/2010/03/limbah-tahudan-pencemaran-bau.html http://fti.uajy.ac.id/wgontent/uploads/public/files/J urnalJanuari2007/02 Jornal%20limbah%20tahu_PDarsono.pdf Pambudi, N.A.2008. Pemanfaatan Biogas