SIDANG TUGAS AKHIR

(1)

Institut Teknologi Kalimantan

.

(2)

Teknik Mesin Institut Teknologi Kalimantan

Dosen Pembimbing Gad Gunawan, S.T., M.T.

Dosen Pendamping Doddy Suanggana, S.T., M.T .

Zerry Ramadhan

03171076

(3)

Program Studi Teknik Mesin

Jurusan Teknologi Industri dan Proses Institut Teknologi Kalimantan

Balikpapan

"ANALISIS PRODUKSI BIOGAS DARI HASIL CAMPURAN KOTORAN SAPI DENGAN AMPAS TAHU SEBAGAI BAHAN

BAKAR ALTERNATIF"

(4)

Outline

Latar Belakang Tinjauan Pustaka

01 02 03 04 05 06 07 08

Metode Penelitian Variable Penelitian

Pembahasan

Proses dan Data Skema Alat

Kesimpulan

(5)

Latar Belakang

Menurut data Kementerian Energi dan Sumber Daya

Alam. Cadangan minyak bumi di indonesia semakin

menipis dan semakin meningkatnya harga minyak mentah dipasar

internasional, jika kekurangan bahan bakar minyak terus berlangsung,

akan menimbulkan kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh harga minyak didunia.

Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah

mengeluarkan kebijakan yatu mengkonversi minyak tanah ke liquid pertoleum Gas (LPG) sebagai pengganti bahan bakar mnyak. Kebijakan tersebut

menekankan pada sumber daya yang dapat diperbarui sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak yang pasti

bakal habis. Salah satu sumber energi alternatif yaitu biogas

Persoalan yang Terjadi Di Dunia Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk

dan menipisnya sumber

cadangan minyak dunia .

(6)

TUJUAN PENELITIAN

1 Menganalisis massa gas yang dihasilkan dari produksi biogas campuran kotoran sapi dengan ampas tahu

Mengetahui pengaruh temperatur digester dan lingkungan terhadap produksi biogas campuran kotoran sapi dengan ampas tahu.

Menganalisis tekanan gas yang dihasilkan dari produksi biogas campuran kotoran sapi dengan ampas tahu

2

3

4 Dapat menganalisis warna

api pada kompor biogas

(7)

TINJAUAN PUSTAKA

(8)

BIOGAS ^ADALAH

SALAH SATU BENTUK ENERGI ALTERNATIF YANG MEMANFAATKAN LIMBAH ORGANIK. UNSUR KARBON,

HIDROGEN SERTA NITROGEN MERUPAKAN KANDUNGAN BAHAN BAKU

ORGANIK UNTUK MENGHASILKAN BIOGAS

Metode pembuatan biogas dapat dilakukan dengan menggunakan penguraian secara aerobik dan anaerobik. Penguraian secara aerobik dilakukan pada kondisi yang terdapat oksigen dan limbah yang dihasilkan dari proses ini bisa langsung dibuang ke lingkungan.

Sedangkan proses anaerobik dilakukan dengan ruangan yang kedap udara untuk proses fermentasi yang maksimal.

Sedangkan secara umum, biogas merupakan

gas yang mudah terbakar yang dihasilkan dari

proses fermentasi (pembusukan) bahan-bahan

organik oleh bakteri-bakteri anaerobik. Bakteri

tersebut ialah bakteri yang masih hidup dalam

kondisi tanpa oksigen yang ada dalam udara.

(9)

Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik (2019), populasi sapi tahun 2019 di kalimantan timur mencapai 121.033.000 ekor. . Kotoran hewan yang paling sering dimanfaatkan

ialah kotoran ternak sapi.

Kandungan metana (CH

₄

), yang terkandung pada kotoran sapi cukup besar. Oleh karena itu, kotoran sapi yang dicampur dengan limbah organik sangat potensial untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan biogas.

KOTORAN

SAPI

B A H A N B A K U B I O G A S

Kotoran Sapi juga mengandung selulosa,

lignin dan hemiselulosa yang sangat tinggi, ini

berfungsi untuk meningkatkan pertumbuhan

bakteri pada proses fermentasi

(10)

AMPAS TAHU

Hal ini dikarenakan ampas tahu memiliki kandungan protein yang tinggi sebagai makanan bakteri untuk meningkatkan rasio (C/N) dan

meningkatkan proses biogas

Hasil Penelitian

Penambahan ampas tahu dengan campuran kotoran sapi memberikan pengaruh terhadap konsentrasi gas metan dan biogas yang dihasilkan menjadi lebih banyak.

Membandingkan tanpa kotoran ternak dengan yang mengandung kotoran ternak menghasilkan bahwa lebih besar volume gas pada perlakuan yang mengandung kotoran ternak dibanding tanpa kotoran ternak.

Beberapa penelitian sebelumnya telah

melakukan eksperimen yaitu mencampurkan kotoran ternak dengan ampas tahu

Berdasarkan data Badan Pengkajian Teknologi

(BPPT),limbah tahu

dihasilkan sebesar

2.610 kg per 80kg

tahu.

(11)

No.

Nama dan Tahun Publikasi

Judul Referensi Hasil

1 Mochamad Rusdi Hidayat dkk,

(2012)

Produksi Biogas Dari Limbah Cair Industri Tahu Dengan Biokatalis

Effective Microorganisme

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempercepat pembentukan biogas menjadi rata –rata 5,5 hari dengan kondisi optimal EM-4 0,75% dan lama pembakaran gas metana yang diperoleh adalah 14 menit 56 detik dengan

nyala api biru yang menunjukkan proses pembakaran cukup sempurna.

2

Dewi Artanti Putri, Sunar Tejo

Tsani (2015)

Pengaruh Suhu dan Konsentrasi Rumen Sapi Terhadap Produksi Biogas

Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji pengaruh suhu dan perbandingan rumen sapi yang dibutuhkan untuk mendapatkan biogas dengan hasil yang optimum. Bagaimana suhu mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme

dan kecepatan reaksi dalam pembentukan biogas.

3

Hadi Purnama Putra dkk,

(2016)

Pengaruh Rasio Pencampuran Limbah Cair Tahu dan Kotoran Sapi

Terhadap Proses Anaerob

Tujuan penelitian ini dengan variasi limbah cair tahu dan kotoran sapi

25 : 27 didapatkan konsentrasi COD total sebesar 782,68 mg/L dengan volume 50,4 mL

4 Hanifah Nisrina dkk, (2018)

Pemanfaatan Limbah Tahu Skala Rumah Tangga Menjadi Biogas Sebagai Usaha Teknologi Bersih Di

Laboratorium Pusat Teknologi Lingkungan –BPPT

Selama waktu tinggal 14 hari limbah tahu menghasilkan biogas sebesar 1,525 L dengan penurunankandungan COD senilai 8,1%, Total Solid senilai 56,9% dan Volatile Solid senilai 66,3%.

PENELITIAN TERDAHULU

(12)

METODOLOGI PENELITIAN

(13)

Diagram Alir

Persiapan Alat dan Bahan

Perancangan Alat Pengolah Biogas

Pembuatan Biogas Mulai

Studi literatur

Kesimpulan

Selesai Observasi dan pengambilan data

Analisis Data dan pembahasan

Kebocoran

?

Ya

Tidak

(14)

Pembuatan biogas menggunakan campuran kotoran sapi, Ampas Tahu dan air dengan tiga variasi dengan total pencampuran setengah kapasitas dari digester dan drum sebagai digester dengan kapasitas 25 liter.

Variabel Kontrol

Variabel Bebas

Waktu pengambilan data yang dilakukan setiap hari yaitu pukul 06.00 WITA dan 18.00 WITA selama 30 hari.

Variabel Terikat

VARIABEL PENELITIAN

Variabel Nilai

Kotoran sapi (40% , 35% dan 45%)

(40%, 45% dan 35%) 20%

Ampas Tahu Air

Variabel Satuan Variasi Nilai

Suhu pada digester °C

Setiap hari selama 30 hari produksi biogas Tekanan pada digester bar

Massa biogas gram

Nyala Api -

(15)

1. Jerigen sebagai bak fermentasi (digester).

2. Thermometer sebagai pengukur suhu.

3. Pipa penghubung.

4. Pressure Gauge sebagai pengukur tekanan.

5. Valve.

6. Ban dalam sebagai tempat penampung biogas.

7. Selang

8. Kompor biogas

S K E M A A LA T

(16)

PROSES PRODUKSI DAN

PENGAMBILAN DATA

(17)

HASIL PERANCANGAN ALAT

BIOGAS

(18)

Proses pengadukan bahan

organik yang akan digunakan

(19)

Proses pengambilan data suhu Lingkungan dan suhu didalam

digester

(20)

Proses Pengambilan Data Tekanan Biogas

Proses Pengambilan Data

Massa Biogas

(21)

Pembahasan

(22)

Data Temperatur

Maksimum °C

Minimum °C Rata-rata °C

Lingkungan 26 23 23,966

Digester 1 28 25,2 25,993

Digester 2 28,7 24,3 25,716

Digester 3 29,2 23 24,79

Data Temperatur Pukul 06.00

Data Temperatur

Maksimum°C

Minimum°C Rata-rata°C

Lingkungan 28 26 27,3

Digester 1 30,7 27,6 28,7

Digester 2 30 27,1 28,083

Digester 3 29,2 26,1 27,45

Data Temperatur Pukul 18.00

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Temperatur ( °C )

Hari Ke -

Lingkungan Substrat d1 Substrat d2 Substrat d3

25 26 27 28 29 30 31

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Temperatur (°C )

Hari Ke -

Lingkungan Substrat d1 Substrat d2 Substrat d3

(23)

Data Tekanan Maksimum (bar) Minimum

(bar) Rata-rata (bar)

Digester 1 0,00539 0,00098 0,00297

Digester 2 0,00412 0,00098 0,00254

Digester 3 0,00294 0,00098 0,00164

Data Tekanan Maksimum

(Bar) Minimum

(Bar)

Rata-rata (Bar)

Digester 1 0,00343 0,00098 0,00228

Digester 2 0,00225 0,00098 0,00161

Digester 3 0,00206 0,00098 0,00154

Data Tekanan Biogas Pukul 06.00

Data Tekanan Biogas Pukul 18.00

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Tekanan (Bar)

Hari Ke-

d1 d2 d3

0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930

Tekanan (Bar)

Hari Ke -

d1 d2 d3

(24)

Massa Biogas Maksimum

(Gram) Minimum

(Gram)

Rata-rata (Gram)

Digester 1 3,6 0,7 1,82

Digester 2 2,8 0,4 1,64

Digester 3 2,3 0,4 1,26 g

Massa Biogas Maksimum

(Gram) Minimum

(Gram)

Rata-rata (Gram)

Digester 1 2,3 0,9 1,59

Digester 2 2,1 1 1,37

Digester 3 1,7 1 1,17

Data Massa Biogas Pukul 06.00

Data Massa Biogas Pukul 18.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930

Massa (Gram)

Hari Ke -

d1 d2 d3

0 0.5 1 1.5 2 2.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930

Massa (Gram)

Hari Ke -

d1 d2 d3

(25)

D1 D2 D3

(26)

KESIMPULAN :

1. Dari hasil pengukuran temperatur didapatkan temperatur tertinggi terdapat pada digester 1 pada pukul 18.00 sebesar 30,7°C dengan komposisi 45% Kotoran Sapi, 35% Ampas Tahu, dan 20% air, menghasilkan massa biogas sebesar 1,3 gram.

2. Dari hasil pengukuran massa yang paling besar didapatkan pada digester 1 pukul 06.00 sebesar 3,6 gram dengan komposisi 45%

kotoran sapi, 35% Ampas Tahu. Dan 20% air.

3. Tekanan biogas tertinggi terdapat pada digester 1 pukul 06.00 sebesar 0,00539 bar dengan komposisi 45% kotoran sapi, 35% Ampas Tahu, dan 20% air.

4. Dari hasil percobaan nyala api di ketiga digester didapatkan hasil warna nyala api yang menunjukkan warna biru, adapun pada digester 1 dan 3 nyala api ada sedikit kekuning-kuningan ini dikarenakan adanya gas metan yang dihasilkan kurang dari 60%.

SIDANG TUGAS AKHIR - Repository ITK