Studi Pemanfaatan Sampah Kota Menjadi Energi Terbarukan Listrik-Biogas

Kebutuhan energi dunia terutama yang bersumber pada bahan bakar fosil di dunia semakin meningkat seiring dengan perkembangan peradaban manusia. Namun berbanding terbalik dengan cadangan energi fosil tersbut, sehingga perlu adanya pengembangan penelitian mengenai energi terbarukan. Salah satu energi terbarukan alternatif tersebut adalah pemanfaatan biogas. Biogas merupakan produk akhir/degradasi anaerobik oleh bakteri methanogen. Ada dua langkah yang dilakukan pada proses produksi biogas, yaitu persiapan starter dan proses produksi biogas. Pertama, starter yang digunakan adalah kotoran sapi sebanyak 200 kg (39% massa total starter) ditambah air sebanyak 300 kg (59% massa total starter) dan sampah sayuran sebanyak 10 kg (2% massa total starter). Setelah terbentuk gas yang sudah dapat dibakar (kandungan CH4 diatas 40%), dimasukkan feed sampah sayuran seberat 200 kg (40% massa total feed) yang dicampur dengan air sebanyak 300 kg (60% massa total feed). Biogas yang dihasilkan oleh feed kemudian dipurifikasi untuk menghilangkan pengotor yang terkandung di dalam biogas demi memperoleh spesifikasi pipeline gas. Setelah itu dilakukan tes untuk mengetahui load maksimal generator menggunakan load bank test. Penelitian ini bertujuan untuk mengamati produk biogas yang dihasilkan dari fermentasi anaerobik dengan feed sampah sayuran untuk memaksimalkan potensi kebermafaatan sampah sayuran kota sebelum menjadi pupuk kompos, menganalisis secara ekonomi proses purifikasi dan dehidrasi untuk menghasilkan efisiensi overall generator listrik, menganalisis efek pemanasan pada proses purifikasi, dan menganalisis load maksimal generator yang digunakan pada berbagai macam beban pada load bank test. Hasil dari penelitian ini adalah biogas dengan komposisi CH4 sebesar 46,45%, CO2 22,87%, dan sisanya merupakan campuran gas (O2, N2, CO, H2 dan H2S) sebesar 30,68% dengan produksi biogas/kg feed sebesar 0,04852 Nm3/kg feed (0,4013 Nm3/kg COD feed). Dari proses purifikasi, biogas terpurifikasi dengan NaOH 0,5 N dan dengan perbandingan L/G=1:12,5 dengan pemanasan memiliki % removal CO2 terbesar, yakni 94,88%, sedangkan biogas terpurifikasi dengan NaOH 0,5N dan dengan perbandingan L/G=1:12,5 dengan proses pemanasan memiliki nilai yang ekonomis karena harga unit operation cost cukup rendah, yaitu sebesar Rp 4.163,63/ liter CO2 terabsorpsi. Setelah proses purifikasi, dihasilkan biogas dengan komposisi CH4 sebesar 82,7%, CO2 2,01%, dan sisanya merupakan campuran gas (O2, N2, CO, H2 dan H2S) sebesar 15,29%. Berdasarkan percobaan load bank test, didapatkan potensi yang dapat dihasilkan untuk 4,773073 mol biogas adalah 3222,582 kJ dengan efisiensi sebesar 36%. ==================================================================== The world's energy needs are sourced primarily on fossil fuels in the world is increasing along with the development of human civilization. It is inversely proportional to the fossil energy reserves. Therefore, there is the more the need of research on the development of renewable energy. One such alternative renewable energy is the utilization of biogas. Biogas is the end product of anaerobic degradation by methanogen bacteria. There are two steps in production of biogas, preparation of starter and production of biogas. First, 200 kg cow dung (39% of total starter mass), 300 kg water (59% of total starter mass), and 10 kg organic waste (2% of total starter mass) used to be starter. After the starter produced flammable gas (CH4 content more than 40% of total volume), organic waste feed (200 kg, 40% of total feed mass) and water (300 kg, 60% of total feed mass) was put into digester. The produced biogas was purified for eliminate polluter for reach the pipeline specification. After that, the biogas is tested to determine maximum load of generator using load bank test. This study aims to observe the products of biogas produced from anaerobic fermentation with organic waste feed to maximize the potential municipal city waste before it becomes compost manure, to analyze the economics of the process of purification and dehydration to produce efficient overall electrical generator, to analyze the heat effects during purification process, and to analyze the maximum load generator used in a wide variety of load in load bank test. Results from this study are biogas was producing CH4 by 46.45%, CO2 by 22.87%, and the remaining gas (O2, N2, CO, H2, and H2S) by 30,68% with produced biogas/kg feed was 0.04013 Nm3/kg feed (0.4013 Nm3/kg COD feed).From the purification process, purified biogas with NaOH solution 0,5N and the ratio L/G=1:12.5 with heating has the biggest % removal CO2, which is 94.88%, while the purified biogas with NaOH solution 0,5N and the ratio L/G = 1: 12.5 with heating has economic value because it has quite low cost of operation units, Rp4.163.63 / liter CO2 absorbed. After the purification process, generated biogas has composition CH4 by 82.7%, CO2 by 2.01%, and the remaining gas (O2, N2, CO, H2, and H2S) by 15.29%. Based on load bank test, energy potential energy that can be used for 4,773073 moles biogas is 3222,582 kJ with 36% efficiency