UNTUK COPY PASTE MAKALAHNYA KLIK ALAMAT DIBAWAH INI :
http://karyacombirayang.blogspot.co.id/2016/03/makalah-biogas.html
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Krisis energi yang melanda negeri ini diperkirakan masih akan
berlangsung beberapa tahun ke depan. Di tengah persoalan tersebut,
pengembangan energi baru dan terbarukan menjadi solusi alternative. Pada
bab ini akan dibahas tentang latar belakang masalah, rumusan masalah,
tujuan penulisan, manfaat pennulisan, metode penyelesaian, dan sistematika
penulisan tentang penggunaan biogas sebagai pengganti BBM untuk penghasil
energi.
Dengan timbulnya kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh
kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, pemerintah mengajak masyarakat
untuk mengatasi masalah energi ini secara bersama-sama karena kenaikan
harga yang mencapai 72 dolar/barel ini termasuk luar biasa ¹. Harga ini
membuat harga minyak menjadi yang tertinggi sepanjang abad 21. Masalah ini
memang sulit sebagaimana yang dikatakan oleh Wakil Presiden Jusuf Kalla
bahwa kenaikan harga minyak akan menyebabkan kenaikan subsidi bahan bakar
minyak (BBM) pada APBN 2006. Peryataan selanjutnya dikatakan oleh Presiden
Susilo Bambang Yudhoyono yang menyatakan bahwa masyarakat perlu untuk
melakukan penghematan di segala sisi termasuk penggunaan BBM, listrik, air,
dan telepon ². Adapun hal yang menyebabkan keharusan setiap warga untuk
melakukan proses penghematan adalah karena pasokan bahan bakar yang berasal
dari minyak bumi merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui
(unrenewable). Salah satu jalan untuk melakukan penghematan BBM adalah
dengan mencari sumber energi alternatif terutama yang dapat diperbarui
(renewable) ³.
Sebagai contoh, potensi sumber daya alam yang dapat dikembangkan
menjadi sumber energi adalah batu bara, panas bumi, aliran sungai, angin,
matahari, sampah serta sumber-sumber lain yang berasal dari tumbuh-tumbuhan
seperti pohon jarak. Energi terbarukan lain yang dapat dihasilkan dengan
teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah
pedesaan adalah energi biogas dengan memproses limbah bio atau bio massa di
dalam alat kedap udara yang disebut digester. Biomassa berupa limbah dapat
berupa kotoran ternak bahkan tinja manusia, sisa-sisa panenan seperti
jerami, sekam dan daun-daunan sortiran sayur dan sebagainya. Namun,
sebagian besar terdiri atas kotoran ternak.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah pengertian dari biogas?
2. Efektifkah biogas sebagai pengganti BBM untuk menghasilkan energi?
3. Apa saja bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan biogas?
4. Apa saja kandungan yang dimiliki oleh biogas?
5. Apa perbedaan biogas dengan sumber bahan bakar lainnya?
6. Bagaimana cara menolah biogas?
7. Bagaimana cara pemanfaatan biogas?
1.3 Tujuan Penulisan
1. Mengetahui pengertian biogas.
2. Mengetahui kandungan yang terdapat dalam biogas.
3. Mengetahui kelebihan dan kekurangan yang dimiliki biogas.
4. Mengetahui cara pemanfaatan dan pengolahan biogas.
1.4 Manfaat Penulisan
1. Dapat mengetahui perbedaan biogas dengan sumber enrgi bahan bakar
lainnya.
2. Dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan yang dimiliki biogas.
3. Dapat mengetahui cara megolah biogas.
4. Dapat menambah wawasan.
5. Dapat membantu memecahkan masalah akibat kelangkaan BBM sebagi sumber
energi.
6. Dapat memotivasi untuk menghasilkan teknologi tepat guna dalam rangka
membantu pemerintah untuk menghemat energi.
BAB II
PENGENALAN BIOGAS
2.1 Pengertian Biogas
Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material
organik dengan bantuan bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa
melibatkan oksigen disebut anaerobik digestion Gas yang dihasilkan sebagian
besar (lebih 50 % ) berupa metana. material organik yang terkumpul pada
digester (reaktor) akan diuraiakan menjadi dua tahap dengan bantuan dua
jenis bakteri. Tahap pertama material orgranik akan didegradasi menjadi
asam asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam. Bakteri ini akan
menguraikan sampah pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi. Hidrolisis
yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang seperti
lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana. Sedangkan
asifdifikasi yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhana.
Setelah material organik berubah menjadi asam asam, maka tahap kedua
dari proses anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan
bantuan bakteri pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina,
methano bacterium.
Perkembangan proses Anaerobik digestion telah berhasil pada banyak
aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang
keberadaanya melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih
bernilai. Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan
limbah industri, limbah pertanian limbah peternakan dan municipal solid
waste (MSW).
2.2 Sejarah Biogas
Gas methan sudah lama digunakan oleh warga Mesir, China, dan Roma kuno
untuk dibakar dan digunakan sebagai penghasil panas. Sedangkan, proses
fermentasi lebih lanjut untuk menghasilkan gas methan ini pertama kali
ditemukan oleh Alessandro Volta (1776). Hasil identifikasi gas yang dapat
terbakar ini dilakukan oleh Willam Henry pada tahun 1806. Dan Becham
(1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), adalah orang pertama yang
memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.
Adapun alat penghasil biogas secara anaerobik pertama dibangun pada
tahun 1900. Pada akhir abad ke-19, riset untuk menjadikan gas methan
sebagai biogas dilakukan oleh Jerman dan Perancis pada masa antara dua
Perang Dunia. Selama Perang Dunia II, banyak petani di Inggris dan Benua
Eropa yang membuat alat penghasil biogas kecil yang digunakan untuk
menggerakkan traktor. Akibat kemudahan dalam memperoleh BBM dan harganya
yang murah pada tahun 1950-an, proses pemakaian biogas ini mulai
ditinggalkan. Tetapi, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber
energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Oleh karena itu, di India
kegiatan produksi biogas terus dilakukan semenjak abad ke-19. Saat ini,
negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan
Papua Nugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat
penghasil biogas . Selain di negara berkembang, teknologi biogas juga telah
dikembangkan di negara maju seperti Jerman .
2.3 Prinsip Teknologi
Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan
proses fermentasi (pembusukan) dari sampah organik secara anaerobik (tanpa
udara) oleh bakteri methan sehingga dihasilkan gas methan. Gas methan
adalah gas yang mengandung satu atom C dan 4 atom H yang memiliki sifat
mudah terbakar. Gas methan yang dihasilkan kemudian dapat dibakar sehingga
dihasilkan energi panas. Bahan organik yang bisa digunakan sebagai bahan
baku industri ini adalah sampah organik, limbah yang sebagian besar terdiri
dari kotoran, dan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami
dan sebagainya, serta air yang cukup banyak . Proses ini sebetulnya terjadi
secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah
tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah,
Kabupaten Bandung, Jawa Barat .
Prinsip pembangkit biogas, yaitu menciptakan alat yang kedap udara
dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang
pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry),
dan pipa penyaluran biogas yang terbentuk. Di dalam digester ini terdapat
bakteri methan yang mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan
biogas. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat
dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan
untuk keperluan memasak dan lain-lain .
2.4 Komposisi
Biogas sebagian besar mengandung gs metana (CH4) dan karbon dioksida
(CO2), dan beberapa kandungan yang jumlahnya kecil diantaranya hydrogen
sulfida (H2S) dan ammonia (NH3) serta hydrogen dan (H2), nitrogen yang
kandungannya sangat kecil.
Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana
(CH4). Semakin tinggi kandungan metana maka semakin besar kandungan energi
(nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metana
semakin kecil nilai kalor. Kualitas biogas dapat ditingkatkan dengan
memperlakukan beberapa parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur,
kandungan air dan karbon dioksida (CO2). Hidrogen sulphur mengandung racun
dan zat yang menyebabkan korosi, bila biogas mengandung senyawa ini maka
akan menyebabkan gas yang berbahaya sehingga konsentrasi yang di ijinkan
maksimal 5 ppm. Bila gas dibakar maka hidrogen sulphur akan lebih berbahaya
karena akan membentuk senyawa baru bersama-sama oksigen, yaitu sulphur
dioksida /sulphur trioksida (SO2 / SO3). senyawa ini lebih beracun. Pada
saat yang sama akan membentuk Sulphur acid (H2SO3) suatu senyawa yang lebih
korosif. Parameter yang kedua adalah menghilangkan kandungan karbon
dioksida yang memiliki tujuan untuk meningkatkan kualitas, sehingga gas
dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan air dalam biogas
akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan korosif.
BAB III
PENGOLAHAN, JENIS REAKTOR DAN PROSES KERJA BIOGAS
3.1 Pengolahan Biogas
Pengolahan biogas banyak macamnya, di antaranya dengan skala besar
atau skala kecil. Keduanya membutuhkan bahan baku yang sama yaitu kotoran
atau sampah organik. Perbedaannya untuk skala besar digunakan untuk
menampung energi bagi masyarakat luas dengan kegiatan atau pekerjaan yang
lebih banyak. Contohnya, pembangkit listrik di pedesaan. Sedangkan skala
kecil digunakan untuk menampung energi bagi usaha atau kegiatan yang lebih
personal. Contohnya, salah satu bahan bakar untuk memproduksi kue donat di
pabrik donat. Berikut contoh cara pembuatan biogas:
1. Kotoran sapi kira-kira 1kg atau berapalah dibungkus plastik kemudian di
kubur dalam tanah selama kurang lebih 1-3 bulan
2. Buat wadah untuk tempatnya misalnya gali tanah atau di tong sampah
jangan lupa buat lubang atau apalah untuk nyalurin gas yang dihasilkannya
melalui selang
3. Masukkan kotoran sapi tadi ke dalam tempat yang sudah disediakan tadi
kemudian tambahkan kotoran sapi atau sampah organik lain tutup tempatnya
tunggu sampai kotoran sapi tadi diuraikan bakteri.
3.2 Reaktor Biogas
Ada beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah
reaktor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reaktor terapung (Floating drum),
reaktor jenis balon, jenis horizontal, jenis lubang tanah, jenis
ferrocement. Dari keenam jenis digester biogas yang sering digunakan adalah
jenis kubah tetap (Fixed-dome) dan jenis Drum mengambang (Floating drum).
Beberapa tahun terakhi ini dikembangkan jenis reaktor balon yang banyak
digunakan sebagai reaktor sedehana dalam skala kecil.
3.2.1 Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)
Reaktor ini disebut juga reaktor china. Dinamakan demikian karena
reaktor ini dibuat pertama kali di chini sekitar tahun 1930 an, kemudian
sejak saat itu reaktor ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor
ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material
biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,baik bakteri pembentuk asam ataupun
bakteri pembentu gas metana. bagian ini dapat dibuat dengan kedalaman
tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat
karna menahan gas aga tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah
kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah tetap karena bentunknya
menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak
(fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan
mengalir dan disimpan di bagian kubah.
Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah
daripada menggunaka reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang
bergerak menggunakan besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan
perawatannya lebih mudah. Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah
seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena konstruksi
tetapnya.
3.2.2 Reaktor floating drum
Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun
1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang
sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas
menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak
naik turun yang berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam
digester. Pergerakan drum mengapung pada cairan dan tergantung dari jumlah
gas yang dihasilkan.
Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung
volume gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat
penyimpanan yang terapung sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan
kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. faktor
korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada
reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe
kubah tetap.
3.2.3 Reaktor balon
Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala
rumah tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam
penanganan dan perubahan tempat biogas. reaktor ini terdiri dari satu
bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpan gas masing masing
bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Material organik terletak
dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar dibandingkan gas yang
akan mengisi pada rongga atas.
3.3 Proses Kerja Biogas
Di dalam digester bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau
biomassa dan menghasilkan biogas methan. Dengan pipa yang didesain
sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di
dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain.
Biogas dihasilkan dengan mencampur limbah yang sebagian besar terdiri atas
kotoran ternak dengan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti
jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup banyak.
Untuk pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai
satu bulan sebelum dihasilkan gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah
setiap hari dan sesekali diaduk, sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan
melalui saluran pengeluaran. Sisa dari limbah yang telah dicerna oleh
bakteri methan atau bakteri biogas, yang disebut slurry atau lumpur,
mempunyai kandungan hara yang sama dengan pupuk organik yang telah matang
sebagaimana halnya kompos sehingga dapat langsung digunakan untuk memupuk
tanaman, atau jika akan disimpan atau diperjualbelikan dapat dikeringkan di
bawah sinar matahari sebelum dimasukkan ke dalam karung.
BAB IV
MANFAAT DAN KELEBIHAN BIOGAS
4.1 Manfaat dan Kelebihan yang dimiliki Biogas
- Biogas merupakan energi tanpa menggunakan material yang masih
memiliki manfaat termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak
keseimbangan karbondioksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan
(deforestation) dan perusakan tanah.
- Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar
fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi
lainnya.
- Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya
duatmosfer akan meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas
sebagai bahan bakar maka akan mengurangi gas metana di udara.
- Limbah berupa sampah kotoran hewan dan manusia merupakan material
yang tidak bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat
berbahaya. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek
tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah.
- Selain keuntungan energi yang didapat dari proses anaerobik
digestion dengan menghasilkan gas bio, produk samping seperti
sludge. Meterial ini diperoleh dari sisa proses anaerobik digestion
yang berupa padat dan cair. Masing-masing dapat digunakan sebagai
pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.
4.2 Perhitungan Peluang Pemanfaatan Biogas dalam Mengatasi Masalah BBM di
Indonesia
Program penghapusan BBM yang dilaksanakan pada tahun 2005 akan menjadi
momentum yang tepat dalam penggunaan energi alternatif seperti biogas. Hal
ini bisa dihitung dengan adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan
rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan (8900
kkal/m3 gas methan murni) .
Hal yang pertama harus diperhitungkan dalam menghitung jumlah energi
yang dihasilkan adalah berapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan.
Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan jumlah feses dan
sampah organik yang dihasilkan setiap hari. Jumlah bahan baku ini akan
menentukan berapa jumlah energi dan volume alat pembentuk biogas .
Sebagai pertimbangan, telah diketahui di China dan India, dalam 1 hari
jumlah feses yang dihasilkan 1 ekor sapi adalah 5 kg dan 80 kilogram
kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat
menghasilkan 1 meter kubik biogas . Jika diasumsikan bahwa jumlah feses
manusia yang dihasilkan sebanyak 0.5 kg/hari/orang, 1 keluarga terdiri dari
5 orang, dan setiap keluarga memelihara 1 ekor sapi, serta 1 desa terdiri
dari 40 orang, maka akan didapatkan hasil perhitungan jumlah feses yang
dihasilkan sebanyak 140 kg feses/ hari. Dengan jumlah ini, maka biogas yang
dihasilkan setiap hari sebanyak 1,75 m3/hari atau sebesar 15.575 kkal/hari.
Hal ini akan semakin mengejutkan dengan adanya perhitungan bahwa jumlah
penduduk indonesia berdasarkan data statistik pada tahun 2000 sebanyak
lebih dari 200 juta jiwa . Dengan hanya mengandalkan asumsi perhitungan
jumlah kotoran manusia tanpa memperhitungan sampah organik dan feses hewan
ternak, akan didapatkan hasil feses sebanyak 100 juta kg feses/hari atau
1,25 juta m3/hari atau 11.125 juta kkal/hari. Apabila dengan asumsi
konversi 1 J = 4.2 kal maka akan didapatkan hasil total energi yang
dihasilkan hanya dari jumlah penduduk adalah sebesar 30.66 MW.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dengan adanya global warming (pemanasan global), berkurang sumber daya
alam yang tidak dapat diperbarui seperti BBM, biogas dapat membantu
menyelesaikan permasalahan yang muncul tentang itu. Biogas merupakan sistem
teknologi penghasil energi dengan menggunakan bahan baku kotoran atau
sampah organik. Menerapkan sistem fermentasi bakteri diciptakanlah alat
biogas yang dapat dipergunakan sebagai penghasil energi dan pembangkit
listrik. Bahan yang mudah didapatkan dan biaya yang tidak mahal sangat
membantu masyarakat dalam menyelasaikan permasalahan ekonomi khususnya
dengan naiknya harga BBM.
5.2 Saran
Dari uraian dan kesimpulan yang telah disusun maka penyusun ingin
memberikan saran:
1. Semoga masyarakat luas dapat mempraktikan teknologi ini secara
langsung.
2. Teknologi terus dikaji lebih dalam agar dapat menarik masyarakat untuk
menggunakannya.
3. Adanya sosialisasi dan penyuluhan dari para peneliti ilmuan atau
pemerintah terhadap masyarakat luas.
DAFTAR PUSTAKA
1. Asep Bayu, dkk. Biogas sebagai Peluang Pengembangan Energi Alternatif.
http://megtech.net/?P=80
2. Burhani Rahman. Biogas Sumber Energi Alternatif.
http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1123717100
3. Franky, dkk. Contoh Karya Ilmiah Kelas X.
http://binacc.blogspot.com/2008/06/contoh-karya-ilmiah-kelas-x.html
4. Agung Pambudi. Pemanfaatan Biogas sebagai Energi Alternatif.
http://www.dikti.go.id http://
[email protected]
5. Agus Mardiansyah. Re: Cara membuat Biogas? bagaimana???.
http://
[email protected]
6. Juanda, Asep dkk. 2006. Intisari Bahasa dan Sastra Indonesia untuk
SMA. Bandung: Pustaka Setia
