1. Energy Biomass/Biogas

2. Ming
gu ke
Materi Pembelajaran Bentuk
Pembelajaran
Kemampuan Akhir Yang
diharapkan
Kriteria Penilaian Bobot
Nilai
(%)
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
13-14
ENERGY
BIOGAS/BIOMASSA
1.Bahan bakar
Biomassa
2.Pemanfaatan
Biomassa
3.Sumber Energy
Biogas
4.Peralatan Biogass
5.Pemanfaatan
Biogas
-Ceramah
variasi
-Problem base
learning
-Penugasan
kelompok
-presentasi
Setelah mengikuti
perkuliahan, mahasiswa
diharapkan dapat :
1.Menjelaskan prinsip
konversi energi
Biomass/Biogas
2.Menjelaskan peralatan
konversi energi sinar dan
panas matahari menjadi
energi listrik
3.Menghitung potensi energi
Biomassa/Biogas dan
efisiensi konversi
4.Memahami aspek ekonomi
dan lingkungan pemanfaatan
Biomassa dan Biogas
5.Mengetahui perbedaan
sumber energy biogass dari
hewan yang berbeda.
- Penyusunan tugas
tentang potensi
sumber energy
Biomass/Biogas di
kota Palu.
- Ketepatan analisis
dan perhitungan
disesuaikan dengan
landasan teori.
- Kemampuan
mempresentasikan
model peralatan
pemanfaatan energy
biogas/biomass dan
mengemukakan
pendapat
berdasarkan teori
dan literatur
22,5

3. Biomassa
 Biomassa sangat beragam jenisnya yang pada
dasarnya merupakan hasil produksi dari makhluk
hidup. Biomassa dapat berasal dari tanaman
perkebunan atau pertanian, hutan, peternakan atau
bahkan sampah. Biomassa (bahan organik) dapat
digunakan untuk met-lyediakan panas, membuat
bahan bakar, dan membangkitkan listrik, hat ini
disebut bioenergi
 Pemanfaatan energi biomassa dapat dilakukan
dengan berbagai cara.
1. Pembakaran langsung (direct combustion) dalam
bentuk pemanfaatan panas.
2. Konversi menjadi bahan bakar cair.
3. Pemanfaatan Gas Biomassa

4. Pembakaran langsung (direct combustion) dalam bentuk
pemanfaatan panas.
 Pemanfaatan panas biomassa telah dikenal sejak dulu
seperti pemanfaatan kayu bakar. Pemanfaatan yang
cukup besar umumnya untuk menghasilkan uap pada
pembangkitan listrik atau proses manufaktur. Dalam
sistem pembangkit, kerja turbin biasanya
memanfaatakan ekspansi uap bertekanan dan
bertemperatur tinggi untuk menggerakkan generator.
Di industri kayu dan kertas, serpihan kayu terkadang
langsung dimasukkan ke boiler untuk menghasilkan
uap untuk proses manufaktur atau menghangatkan
ruangan. Beberapa sistem pembangkit berbahan
bakar batubara menggunakan biomassa sebagai
sumber energi tambahan dalam boiler efisiensi tinggi
untuk mengurangi emisi.

5. Konversi menjadi bahan bakar cair.
 Dua bahan bakar bio yang paling umum adalah
ethanol dan biodiesel.
 Ethanol merupakan alkohol yang dibuat dengan
fermentasi biomassa dengan kandungan hidrokarbon
yang tinggi seperti jagung metaldi proses yang sama
untuk membuat bir.
 Biodiesel merupakan ester yang dibuat menggunakan
minyak tanaman, lemak binatang, ganggang, atau
bahkan minyak goreng bekas. Biodiesel dapat
digunakan sebagai aditif diesel untuk mengurangi
emisi kendaraan atau dalam bentuk murninya sebagai
bahan bakar kendaraan

6. Pemanfaatan Gas Biomassa (Biogas)
 Pemanfaatan gas biomassa skala kecil yang
banyak diaplikasikan oleh masyarakat
adalah pemanfaatan gas metana hasil
fermentasil yang langsung dibakar untuk
dimanfaatkan panasnya. Pada skala yang
lebih maju pemanfaatan gas biomassa
dilakukan melalui sistem gasifikasi
menggunakan temperatur tinggi untuk
mengubah biomassa menjadi gas
(campuran dari hidrogen, CO dan metana).

7. Energi Biogas
 Biogas terdiri dari beberapa gas (CO2 dan CH4)
yang di hasilkan dari mikroorganisme dibawah
kondisi tanpa udara. (The absence of oxygen is
called "anaerobic conditions.")
 Hewan yang mengkonsumsi bermacam
tumbuhan, seperti sapi memproduksi biogas
dalam jumlah yang cukup besar. Biogas tersebut
bukan di hasilkan oleh sapi tersebut sendiri
melainkan dengan adanya bantuan dari jutaan
mikroorganisme yag hidup dalam kotoran hewan
tersebut pada kondisi basah dan anaerobic.

8. Biogas merupakan salah satu bentuk energy terbarukan,
sebab biogas di produksi dengan bantuan makhluk hidup
Foto microskop
Bakteri Metan

9.  Komposisi gas yang terdapat di dalam Biogas
dapat dilihat pada tabel berikut:
Jenis Gas Volume (%)
Methana (CH4
) 40 - 70
Karbondioksida (CO2
30 - 60
Hidrogen (H2
) 0 - 1
Hidrogen Sulfida (H2
S 0 - 3

11. Jenis biogas digester

12. Jenis biogas digester

13. Potensi Biogas dari Kotoran
Sapi
 Satu unit reaktor biogas yang menggunakan umpan
kotoran dari 2-4 ekor sapi perah mampu untuk
memenuhi kebutuhan energi memasak satu rumah
tangga pedesaan dengan 6 orang anggota keluarga,
biogas yang dihasilkan tersebut setara dengan 1-2
liter minyak tanah/hari
 Unit biogas juga memberi peluang untuk menambah
pendapat dari hasil penjualan kompos, karena dari
satu ekor sapi perah dapat diperoleh kompos sekitar
2.500 kg/tahun

14. Keuntungan biogas
 Menghasilkan gas metan untuk bahan
bakar
 Sisa dari generator biogas dapat
digunakan sebagai pupuk kandang
 Selama proses pembentukan gas
metan, mikroorganisme tersebut
akan membunuh bakteri yang
terkandung di kotoran, sehingga
memberikan keuntungan bagi
lingkunga hidup.

15. Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt jam yang
setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas
sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah
lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batubara, maupun
bahan-bahan llain yang berasal dari fosil.
Biogas dapat dipergunakan dengan cara yang sama seperti gas-gas
mudah terbakar yang lain. Pembakaran biogas dilakukan dengan
mencampurnya dengan sebagian oksigen (O2). Namun demikian,
untuk mendapatkan hasil pembakaran yang optimal, perlu dilakukan
pra kondisi sebelum Biogas dibakar yaitu melalui proses
pemurnian/penyaringan karena Biogas mengandung beberapa gas
lain yang tidak menguntungkan. Sebagai salah satu contoh,
kandungan gas Hidrogen Sulfida yang tinggiyang terdapat dalam
Biogas jika dicampur dengan Oksigen dengan perbandingan 1:20,
maka akan menghasilkan gas yang sangat mudah meledak. Tetapi
sejauh ini belum pernah dilaporkan terjadinya ledakan pada sistem
Biogas sederhana.

16.  Biogas memberikan solusi terhadap masalah penyediaan energi dengan
murah dan tidak mencemari lingkungan. Berdasarkan hasil temuan
mahasiswa KKN (1995) dan Penelitian Kecamatan Rawan di Magetan
(1995) di desa Plangkrongan, rata-rata disetiap rumah terdapat 1-3 ekor
lembu karena memelihara lembu merupakan pekerjaan kedua setelah
bertani. Setiap harinya rata-rata seekor lembu menghasilkan kotoran
sebanyak 30 kg. Jika terdapat 2.000 ekor lembu, maka setiap hari akan
terkumpul 60 ton kotoran.
Kotoran yang menggunung akan terbawa oleh air masuk ke dalam tanah
atau sungai yang kemudian mencemari air tanah dan air sungai. Kotoran
lembu mengandung racun dan bakteri Colly yang membahayakan
kesehatan manusia dan lingkungannya.
 Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan Karbon dioksida (CO2
) yang
ikut memberikan kontribusi bagi efek rumah kaca (green house effect) yang
bermuara pada pemanasan global (global warming).
- Facts -

17. Biogas memberikan perlawanan terhadap efek
rumah kaca melalui 3 cara.
 Pertama, Biogas memberikan substitusi atau pengganti dari
bahan bakar fosil untuk penerangan, kelistrikan, memasak
dan pemanasan.
 Kedua, Methana (CH4
) yang dihasilkan secara alami oleh
kotoran yang menumpuk merupakan gas penyumbang
terbesar pada efek rumah kaca, bahkan lebih besar
dibandingkan CO2
. Pembakaran Methana pada Biogas
mengubahnya menjadi CO2
sehingga mengurangi jumlah
Methana di udara.
 Ketiga, dengan lestarinya hutan, maka akan CO2
yang ada di
udara akan diserap oleh hutan yang menghasilkan Oksigen
yang melawan efek rumah kaca.

18. Pupuk dari limbah biogas
 Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah
hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik
yang sangat kaya akan unsur-unsur yang
dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan, unsur-unsur
tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-
lain tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia. Pupuk
organik dari biogas telah dicobakan pada
tanaman jagung, bawang merah dan padi.

19. Keuntungan Ekonomis dan Peningkatan Kesejahteraan Masyarakat
 Keluarga-keluarga yang menggunakan Biogas sudah tidak membutuhkan
pembelian bahan bakar karena sudah bisa terpenuhi kebutuhannya dari kotoran
ternak yang dipeliharanya.

Kotoran ternak menjadi sangat berharga, oleh karena itu mereka akan rajin
merawat ternaknya sehingga kondisi kandang menjadi bersih dan kesehatan ternak
menjadi lebih baik, pada akhirnya membawa keuntungan dengan penjualan ternak
yang lebih cepat dan berharga lebih tinggi. Keluarga petani yang biasanya
menggunakan pupuk kimia untuk menanam, kini bisa menghemat biaya pro
produksi pertaniannya karena sudah tersedia pupuk organik dalam jumlah yang
memadai dan kualitas pupuk yang lebih baik.
Aspek Sosio-Kultural penerapan teknologi biogas. Menerapkan teknologi baru
kepada masyarakat desa merupakan suatu tantangan tersendiri akibat rendahnya
latar belakang pendidikan, pengetahuan dan wawasan yang mereka miliki. Terlebih
lagi pada penerapan teknologi biogas. Tidak pernah terbayangkan bahwa kotoran
lembu bisa menghasilkan api. Selain itu juga mereka merasa jijik terhadap makanan
yang dimasak menggunakan Biogas. Di desa Plangkrongan, perlu waktu 2 tahun
hanya untuk membangun sebuah unit Biogas percontohan. Metode yang
dipergunakan untuk mensosialisasikan Biogas adalah dengan memilih sebuah
keluarga sebagai Khalayak Sasaran Antara (KSA)

20. = Tugas Praktek Mahasiswa =
 Setiap mahasiswa dituntun untuk membuat
biogas generator sederhana dengan
memanfaatkan peralatn yang tersedia di
lingkungan.
 Setiap kelompok mahasiswa melakukan
percobaan dengan memproduksi biogas dari
beberapa jenis kotoran hewan sepert kotoran
sapi, kambing, ayam, kerbau, dll disertai dg
beberapa pengkondisian.

21. Peralatan yang dibutuhkan

22. Langkah-langkah kerja (1)
A. Prepare the biogas collection system
 Cut a 20cm piece of copper tubing. Round off the sharp edges of
the freshly cut tubing using sandpaper or a metal file.
 The Mylar balloon has a sleeve-like valve that prevents helium from
escaping once it is filled. This sleeve will help form a leak-proof
seal around the rigid tubing. Push the tubing into the neck of the
balloon, past the end of the sleeve, leaving about 2cm protruding
from the neck of the balloon, as shown below.
 Test the tube to be sure air can enter and leave the balloon freely,
by blowing a little in through the tube. The balloon should inflate
with little or no resistance, and the air should be able to escape
easily through the tube.
 Securely tape the neck of the balloon to the tube as shown in the
illustration.
 Using a drill or cork borer, make a small (4mm) hole in the center
of the stopper. Add a few drops of hot glue around and inside the
hole and insert the stem of the ¼-inch T-adapter into the cork.
 Screw the two barb fittings into the body of the ball valve. Tighten
with the adjustable wrench.
 Cut two sections of vinyl tubing, each 25cm long. Use them to
connect the balloon to the T-adapter, and to connect the ball valve
to the Bunsen burner. Assemble the rest of the gas collection
system according to the diagram below.

23. Langkah-langkah kerja (2)
B. Prepare the manure mixture
This is a job best done outside, with rubber gloves!
 Cut the bottom off a 4L plastic milk jug to make a wide-
mouthed funnel.
 Place the funnel into the neck of the plastic water bottle
and scoop in small amounts of manure.
 Use a stick or piece of dowelling to push the manure
through the neck of the bottle if it gets plugged.
 Add enough water to bring the level close to the top of the
water bottle.
 Use the stick to stir up the manure and water mixture,
releasing any bubbles of air that might be trapped.
 Clean up carefully. Use soap and wash hands thoroughly.

24. Langkah-langkah kerja (3)
C. Final Set-up
 Snap the cap onto the top of the
manure-filled 18 litre water bottle.
 Be sure the ball valve is closed, but
that gas moving from the water
bottle can pass freely through the
T-adapter to the balloon.
 Set the biogas generator in a warm
location, such as over a heat
register or radiator or in a sunlit
window. If the biogas generator is
placed in a window, be sure to
wrap the outside of the container in
black plastic or construction paper,
to discourage algae from growing
inside the bottle.