11 bahkan penyimpanan biogas bertekanan tinggi, dimana biaya menjadi masalah utama, selain itu
penyimpanan ini lebih cocok diterapakan untuk pengempaan biometahane. Ditambah lagi biomethane sejajar perlakuan penyimpanannya seperti gas komersial lainnya, dimana untuk penyimpanan tekanan
tinggi diperlukan penggunaan silinder baja untuk meningkatkan keamanan. Sehingga memang memerlukan biaya yang jauh lebih tinggi dari pada 3 jenis pengempaan yang ada.
E. Rancang-Bangun Pompa Pengisi Biogas
Biogas yang telah dihasilkan di dalam biodigester biasanya akan langsung dialirkan dari digester ke tungku untuk digunakan sebagai media pembakaran untuk memasak. Pada penelitian ini akan
dibuat suatu rancangan pompa sederhana dengan menggunakan foot pump yang banyak beredar dipasaran yang akan dimodifikasi terlebih dahulu. Prinsip dasarnya adalah dengan mengempakan gas
bertekanan yang tekanannya lebih besar daripada tekanan balik tangki portable. Menurut Tambunan 2009 foot pump yang ada dipasaran mempunyai kemampuan tekan mencapai 5 atmosfir 0,5 Mpa,
sehingga dengan pengempaan tekanan yang hanya maksimal 0,5 Mpa tidak menyebabkan terjadinya perubahan status gas.
12
III.
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Energi Terbarukan Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan di daerah Kebon Pedes Bogor.
Penelitian ini telah dilaksanakan dari bulan Maret 2010 sampai Januari 2011.
B. Diagram alir penelitian
Mulai
Rancang bangun tangki portable
Rancang bangun pompa manual
termodifikasi Uji fungsional
Kajian tekno-ekonomi pemanfaatan tangki
Uji kinerja
Analisis data
Pelaporan hasil
Selesai
Gambar 3. Diagram alir penelitian
13
C. Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang akan digunakan antara lain:
C.1. Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah biogas yang diambil dari peternakan sapi perah di kebon Pedes-Bogor, Jawa Barat.
C.2. Alat
Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
Alat uji
- Tangki portable hasil rancangan
- Foot pump
sistem tabung ganda -
Kompor gas
Alat ukur
- Pressure Gauge
yang biasa dipakai untuk pengecekan tekanan pada ban mobil atau ban sepeda motor.
- 1 unit recorder CHINO model al 3765-N00
- 2 unit termokopel tipe cc
- Alat ukur waktu, alat ukur panjang dan alat tulis
D. Prosedur Kerja
D.1. Rancang bangun tangki portable
Pada bagian ini, dilakukan perancangan dan pembuatan tangki -
Perancangan dilakukan dengan terlebih dahulu penelitian sederhana terhadap bahan yang digunakan untuk tangki.
- Uji kemampuan maksimal tangki dalam menerima tekanan yang diberikan.
- Mengukur kapasitas maksimal tangki melalui pengisian gas.
- Uji penyimpanan tangki, untuk melihat hubungan antara lama waktu penyimpanan dengan
kemampuan tangki untuk menjaga tekanan awal yang diberikan.
D.2. Rancang bangun pompa manual termodifikasi
Pada bagian ini akan dilakukan penelitian terhadap: -
Perancanganmodifikasi pompa pengisian dari biodigester ke tangki portable. -
Penyesuaian tangki portable dengan biodigester di lokasi implementasi. Pengujian dilakukan di biodigester
yang telah terinstalasi di Kebun Pedes, Bogor. Rancangan pompa akan didasarkan dari segi kenyamanan pengguna dan effisiensi pemompaan
yang tercipta. Pada prinsipnya, rancangan pompa akan mengikuti mekanisme pompa udara sistem hidrolik dengan modifikasi yang diperlukan.
14
D.3. Uji fungsional
Uji fungsional dilakukan dengan tujuan mengetahui apakah hasil rancang bangun dapat berfungi sesuai tujuan rancang bangunnya. Uji fungsional dilakukan terhadap hasil rancang bangun pompa
manual termodifikasi dan tangki portable. Uji fungsional pada pompa manual termodifikasi meliputi pemeriksaan saluran input udara pada pompa dan pemeriksaan gerak kerja pedal pompa, serta saluran
output udara pompa. Pada tangki portable sendiri dilakukan pemeriksaan katuppentil tangki. Pemeriksaan terhadap badan tangki terhadap lubang yang dapat menimbulkan kebocoran, serta
pemeriksaan terhadap kekuatan selimut pelindung tangki dalam menahan tekanan biogas yang diiinjeksikan.
D.4. Uji kinerja
Uji kinerja dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kinerja pompa dan tangki portable hasil rancangan. Untuk mengukur kinerja pompa termodifikasi dilakukan uji pemompaan,
sedangkan untuk tangki portable dilakukan uji tekanan maksimal tangki, uji penyimpanan dan uji pembakaran.
Uji tekanan maksimal tangki Pada uji tekanan maksimal tangki, dilakukan pemompaan biogas dari digester ke tangki portable.
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar tekanan maksimal yang mampu diterima oleh tangki portable. Prosedur yang dilakukan pada uji tekanan maksimal tangki berupa menginjeksikan
biogas secara terus-menerus sampai tangki portable mengalami kerusakan berupa robeknya kain terpal karena tidak mampu lagi menahan laju perkembangan volume ban. Setelah itu dicatat tekanan biogas
dalam tangki ketika tangki mengalami kerusakan. Dari data tersebut dapat ditentukan batas maksimal tekanan biogas yang dapat diinjeksikan kedalam tangki.
Uji pemompaan
Pada uji pemompaan, dilakukan pemompaan biogas dari digester ke tangki portable. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berapakah frekuensi injakan pompa untuk mencapai tekanan 10 Psi
dalam tangki portable. Prosedur yang dilakukan pada uji pemompaan adalah: -
Hubungkan selang input pada pompa ke digester dan selang output ke tangki portable. -
Lakukan pemompaan biogas. -
Catat waktu pemompaan dan frekuensi pemompaan tiap kenaikan 1 Psi. -
Pemompaan dilakukan sampai tekanan dalam tangki portable mencapai 10 Psi. -
Buat tabel hubungan antara frekuensi kumulatif pemompaan dengan tekanan dalam tangki portable.
Uji penyimpanan
Pada uji penyimpanan, akan dilakukan penyimpanan terhadap tangki portable yang berisi penuh biogas. Pengujian ini dilakukan untuk melihat adakah pengaruh penyimpanan terhadap keadaan biogas
dan tangki portable. Prosedur yang dilakukan pada uji penyimpanan adalah: -
Pengisian tangki portable. Tangki diisi sampai tekanan 10 Psi. -
Catat suhu lingkungan dan tekanan awal tangki portable -
Lakukan prosedur pengambilan data setiap pukul 09.00, 12.00, dan 18.00 WIB.
Uji pembakaran
Pada bagian ini a menggunakan kompor gas
Metode percobaan : -
Persiapan kompo yang terhubung.
- Pengukuran mass
- Setelah diukur m
lubang ditengah diisolasi menggu
untuk mengukur
- Diukur suhu awa
- Diukur volume a
- Katup pada tang
dinyalakan denga -
Diukur suhu air pressure gauge
d -
Pengukuran dihe Ada 3 jenis perlakuan pad
- Perlakuan I: Uji pem
didih. -
Perlakuan II: Uji pem dilakukan perlakuan
hubungan antara lam dilakukan.
- Perlakuan III: Uji pe
yang dapat dicapai s mengukur kemampu
akan dilakukan uji pembakaran, uji sederhana m as sederhana yang telah mengalami sedikit modifikasi.
por gas, mengintegrasikan tangki portable dengan kom assa awal air dengan menggunakan timbangan digital.
massa air, air dimasukkan kedalam panci. Termokop h tutup panci dan diposisikan tepat ditengah ketinggia
ggunakan solasiban. Termokopel kedua ditempatkan ur suhu lingkungan.
wal air dan suhu lingkungan dengan menggunakan recor e awal tangki menggunakan meteran.
ngki dibuka penuh, sementara katup kompor dibuka s gan cara disulut menggunakan korek api.
air, suhu lingkungan dan penurunan tekanan setiap dan pengukuran volume tangki setiap 4 menit menggun
hentikan setelah air mencapai titik didih. ada uji pembakaran ini:
embakaran dengan memanaskan air sebanyak satu lite embakaran dengan memanaskan air sebanyak satu liter,
an penyimpanan tangki selama satu minggu. Perlak ama penyimpanan dengan dengan kualitas pembakaran
pembakaran dengan memanaskan air sebanyak 5 liter i selama proses hingga gas dalam tabung tidak dapat la
puan maksimal pembakaran.
Gambar 4. Skema pengukuran volume tangki 15
melalui pemasakan air mpor. Melalui selang gas
opel dimasukkan melalui gian air. Kemudian panci
an menggantung diudara corder
. a setengah, kemudian api
p 2 menit menggunakan unakan meteran.
iter hingga mencapai titik er, dimana terlebih dahulu
akuan ini untuk melihat n pada saat perebusan air
er hingga derajat tertinggi lagi keluar. Hal ini untuk
16
D.4. Kajian tekno-ekonomi pemanfaatan tangki
Kajian tekno-ekonomi bertujuan untuk menganalisis tingkat kelayakan penggunaan tangki portable
sebagai media penampung biogas. Kajian dilakukan dengan cara menghitung biaya investasi pembangkit biogas tipe india 9 m
3
, menghitung biaya operasional dan perawatan dan biaya peralatan tambahan yang meliputi biaya investasi pompa termodifikasi dan tangki portable, serta menghitung
biaya per-unit output biogas dan membandingkannya dengan biaya per-unit output yang dikeluarkan jika menggunakan tabung gas elpiji 3 kg.
Biaya investasi
Biaya investasi pembangkit biogas meliputi: -
Biaya bahan konstruksi seperti semen, pasir, bata, pipa, lembaran besi, dan lain-lain. -
Ongkos pembuatan. -
Biaya tak terduga, sebesar 10. -
Biaya pembuatan pompa manual. -
Biaya pembuatan tangki portable.
Biaya operasional dan perawatan
- Biaya pengecatan gas holder. Pengecatan gas holder dilakukan 2 tahun sekali, biaya ini hanya
ada pada model India A. -
Biaya menguras dan mengisi kembali digester. Pengurasan digester dilakukan 2 tahun sekali. -
Biaya pengantian komponen pembangkit biogas. Gas holder logam diganti tiap 10 tahun, perlengkapan tambahan diganti tiap 5 tahun.
- Biaya perbaikan digester. Biaya ini berupa cadangan untuk perbaikan bila ada kerusakan-
kerusakan kecil atau kebocoran. Besarnya biaya ini adalah 2 dari biaya investasi untuk pembangkit biogas mobel India B, model BIP-Banpres dan model Janata, dan 1 dari biaya
investasi untuk model India A.
Biaya peralatan tambahan
Peralatan yang dimaksud adalah peralatan yang digunakan untuk mempertahankan tekanan biogas pada penampung gas dengan cara memompakan biogas yang dihasilkan dalam digester.
Peralatan ini berupa pompa, regulator, katup, dan tangki portable penampung gas.
Hasil Biogas
Dalam studi ini nilai ekonomi biogas dihitung dengan cara membuat perbandingan antara biogas yang disetarakan dengan LPG.
17
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
