makalah biogas
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Biogas merupakan gas campuran metana
(CH4), karbondioksida (CO2) dan gas lainnya yang didapat
dari hasil penguraian bahan organik (seperti kotoran hewan, kotoran manusia,
dan tumbuhan) oleh bakteri metanogen. Untuk menghasilkan biogas, bahan organik
yang dibutuhkan ditampung dalam biodigester. Proses penguraian bahan organik
terjadi secara anaerob (tanpa
oksigen). Biogas terbentuk pada hari ke 4-5 sesudah biodigester terisi penuh,
dan mencapai puncak pada hari ke 20-25. Biogas yang dihasilkan sebagian besar
terdiri dari 50-70% metana (CH4), 30-40% karbondioksida (CO2),
dan gas lainnya dalam jumlah kecil.
Energi
merupakan komponen penting untuk menunjang aktivitas dan usaha produktif maupun
dalam menghasilkan barang dan jasa. Sumber energi dapat berasal dari energi
fosil, energi matahari, air, angin atau energi dari sumber daya hayati
(bioenergi). Kelangkaan bahan bakar minyak sudah tidak dapat dipungkiri lagi.
Persediaan minyak bumi di dunia makin lama makin menipis dan harganya makin
melonjak. Seiring dengan perkembangan teknologi, kebutuhan akan sumber energi
makin meningkat, terutama dari minyak bumi. Untuk itu, sumber energi selain
minyak bumi sangat diperlukan salah satunya adalah bioenergi.
Salah
satu sumber energi terbarukan yang berasal dari sumber daya alam hayati adalah
biogas. Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan
organik oleh mikroorganisme pada kondisi yang relatif kurang oksigen (anaerob).
Sumber bahan baku untuk menghasilkan biogas yang utama adalah kotoran ternak
sapi, kerbau, babi, kuda dan unggas, dapat juga berasal dari sampah organik. Namun
sampai saat ini pemanfaatan limbah kotoran ternak sebagai sumber bahan bakar
dalam bentuk biogas ataupun bioarang sangat kurang karena teknologi dan produk
tersebut merupakan hal yang baru di masyarakat. Padahal biogas merupakan sumber
energi alternatif yang ramah lingkungan dan terbarukan, dapat dibakar seperti
gas elpiji (LPG) dan dapat dugunakan sebagai sumber energi penggerak generator
listrik.
Prospek
pengembangan teknologi biogas ini sangat besar terutama di daerah pedesaan
dimana sebagian besarnya masyarakat bekerja dibidang peternakan dan pertanian.
Pada umunya masyarakat yang berprofesi sebagai petani mempunyai hewan ternak
seperti unggas, kambing, sapi, kerbau, dll. Selama ini limbah kotoran ternak
hanya dimanfaatkan sebagai pupuk itupun kurang optimal. Limbah kotoran ternak
yang menumpuk menimbulkan efek pencemaran seperti pencemaran terhadap air
tanah, pencemaran terhadap udara, dan memicu timbulnya efek rumah kaca. Untuk
itu dikembangkan teknologi baru untuk memanfaatkan dan menaikkan nilai keekonomisan
dari limbah tersebut salah satunya dengan jalan memanfaatkannya sebagai bahan
baku pembuatan biogas.
B. Tujuan
1.
Untuk menghasilkan sumber energi
(bahan bakar) yang terbarukan, murah dan
ramah lingkungan,
2.
Untuk mengurangi pencemaran akibat limbah kotoran
ternak
3.
Untuk mengurangi ketergantungan masyarakat
terhadap sumber energi tak terbarukan seperti minyak bumi.
C. Manfaat
1.
Dapat mengurangi pengeluaran
masyarakat untuk membeli bahan bakar,
2.
Dapat menambah pendapatan
masyarakat,
3.
Dapat mengurangi dampak buruk
penggunaan bahan bakar minyak bumi terhadap lingkungan,
4. Dapat meningkatkan
kebersihan dan sanitasi lingkungan.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan
oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahanbahanorganik termasuk
diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga),
sampahbiodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi
anaerobik. Meski demikian, hanya bahan organik homogen berbentuk padat maupun
cair seperti kotoran dan air kencing hewan ternak seperti babi dan sapi yang
cocok untuk sistem biogas sederhana. Di samping itu, di daerah yang banyak
terdapat industri pemrosesan makanan seperti tahu, tempe, ikan pindang dan
brem, saluran limbahnya bisa disatukan ke dalam sistem biogas sehingga limbah
industri tersebut tidak mencemari lingkungan di sekitarnya. Hal ini
memungkinkan karena limbah industri tersebut di atas berasal dari bahan organik
yang homogen. Jenis bahan organik yang diproses sangat mempengaruhi produktivitas
sistem biogas. Biogas menghasilkan bahan bakar ramah lingkungan
Biogas terbuat dari bahan-bahan
alami, seperti kotoran manusia dan hewan, serta limbah-limbah organik lain.
Komponen biogas antara lain sebagai berikut : ± 60 % CH4 (metana), ± 38 % CO2
(karbon dioksida) dan ± 2 % N2, O2, H2, & H2S. Sumber energi Biogas yang
utama yaitu kotoran ternak Sapi, Kerbau, Babi dan Kuda. Kesetaraan biogas
dengan sumber energi lain 1 m3 Biogas setara dengan : Tabel kesetaraan biogas
dengan sumber bahan bakar lain Bahan Bakar Jumlah 0,46 kg Elpiji 0,62 liter
Minyak tanah 0,52 liter Minyak solar 0,80 liter Bensin 1,50 m3 Gas kota 3,50 kg
Kayu bakar Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh
fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan
menambah jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan bahan bakar fosil.
Biogas juga tidak menghasilkan limbah yang bisa mencemari lingkungan. Gas
metana dalam biogas bisa terbakar sempurna. Sebaliknya, gas metana dalam bahan
bakar fosil tidak bisa terbakar sempurna dan akan membahayakan lingkungan.
B.
Prinsip
dasar biogas
Prinsip dasar
teknologi biogas adalah
proses penguraian bahan-bahan
organik oleh mikroorganisme dalam
kondisi tanpa udara
(anaerob) untuk menghasilkan
campuran dari beberapa gas,
di antaranya metan
dan CO2 Biogas dihasilkan
dengan bantuan bakteri metanogen atau
metanogenik. Bakteri ini
secara alami terdapat
dalam limbah yang mengandung bahan organik, seperti limbah
ternak dan sampah organi
Prinsip utama proses pembentukan
biogas adalah pengumpulan kotoran ternak atau kotoran manusia ke dalam tangki
plastik/pralon yang kedap udara, yang disebut dengan tanki digester.
Di dalamnya kotoran-kotoran tersebut akan dicerna dan difermentasi oleh
bakteri-bakteri seperti disebutkan di atas.
Gas yang dihasilkan akan tertampung dalam digester. Terjadinya penumpukan produksi gas akan menimbulkan tekanan sehingga dari tekanan tersebut dapat disalurkan melalui pipa yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar atau pembangkit listrik.
Gas yang dihasilkan akan tertampung dalam digester. Terjadinya penumpukan produksi gas akan menimbulkan tekanan sehingga dari tekanan tersebut dapat disalurkan melalui pipa yang dipergunakan untuk keperluan bahan bakar atau pembangkit listrik.
C.
Proses
pembentukan biogas
Ada 3 tahap dalam pembentukan biogas
yaitu Pemecahan polimer atau hidrolisis, Pembentukan
asam (asidogenesis), Pembentukan metan (metanogenesis).
·
Pemecahan polimer atau hidrolisis.
Pada tahap hidrolisis terjadi
pelarutan bahan-bahan organik mudah larut dan pencernaan bahan organik yang
komplek menjadi sederhana, perubahan struktur bentuk primer menjadi bentuk
monomer (Tarumengkeng dan Purwantara, 2003). Komponen organik sederhana yang
larut dalam air (monomer-monomer) digunakan oleh bakteri pembentuk asam.
Digesti pada fase ini mengubah protein menjadi asam amino, karbohidrat menjadi
gula sederhana, dan lemak menjadi asam lemak rantai panjang. Laju hidrolisis
tergantung pada jumlah substrat yang tersedia dan konsentrasi bakteri serta
faktor lingkungan seperti suhu dan pH
·
Pembentukan asam (asidogenesis).
Pada tahap pengasaman komponen
monomer (gula sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis akan menjadi
bahan makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari gula-gula
sederhana pada tahap ini akan dihasilkan asam asetat, propionat, format,
laktat, alkohol, dan sedikit butirat, gas karbondioksida, hidrogen, dan amonia.
·
Pembentukan metan (metanogenesis).
Bakteri-bakteri
anaerob yang berperan dalam ketiga fase diatas terdiri dari: 1) bakteri
pembentuk asam ( acidogenic bacteria) yang merombak senyawa organik menyadi
senyawa yang 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.
D.
Perkembangan
Biogas di Indonesia
Biogas mulai
diperkembangkan di Indonesia
sekitar tahun 1970. Namun,
tingginya penggunaan bahan bakar
minyak tanah dan tersedianya kayu bakar menyebabkan penggunaan biogas menjadi kurang berkembang.
Teknologi biogas mulai
berkembang kembali sejak
tahun 2006 ketika kelangkaan energi menjadi topik utama
di Indonesia. Awalnya, biogas dibangun
dalam bentuk denplot
oleh pemerintah dengan
reaktor berbentuk kubah dari bata/beton (fixed dome) dan bentuk
terapung (floating) yang terbuat dari drum yang disambung
Kini, bahan
reaktor yang digunakan
telah berkembang, ada
yang terbuat dari beton/bata, plat
besi, plastik, dan
serat kaca (fiber
glass), dengan masing-masing
kelebihan dan kekurangan sebagai
berikut :
Beton/bata
|
Fiber glass(swen IT)
|
Plastik
|
Pembangunan harus teliti herus
butuh waktu lama
|
Produk pabrik sistem knock down
sangat kedap udara waktu pasang singkat
|
Konstruksi sangat sederhana,
waktu pasang singkat
|
Tidak dapat di pindah
|
Dapat di pindah, mudah di
renofasi
|
Dapat di pindah, tapi cukup
riskan(rusak)
|
Kalau bocor sudah di deteksi
|
Kalau bocor sudah di deteksi dan
mudah di perbaiki
|
Kalau bocor susah di perbaiki
|
Operasional mudah dan kotoran
lansung di salurkan ke dalam reaktor
|
Operasional mudah dan kotoran
lansung di salurkan ke dalam reaktor
|
Operasional agak rumit, koteran
di masuki dalam tangan
|
Biaya konstruksi agak mahal
|
Biaya konstruksi agak mahal
|
Biaya konstruksi murah
|
Daya tahan tergantung pembuatan
|
Daya tahan kuat, tahan segala
cuaca, tahun 10-15 tahun
|
Daya tahan sangat kurang dan
mudah rusak
|
E.
Biogas
plastik
Reaktor Biogas Reaktor biogas dari
kantung polyethylene ini pada dasarnya tergolong reaktor jenis fixed dome.
Reaktor dengan volume slurry 4 m3 akan memerlukan kantung polyethylene
berdiameter 80 cm dengan panjang 10 m (80% dari kantung akan berisi slurry)
(Rodriguez dkk). Kantung polyethylene diposisikan horizontal (sekitar 90% badan
reaktor berada di bawah permukaan tanah).
Bahan Pembuatan Biogas Sederhana
Peralatan yang diperlukan antara lain : Kantung plastik polyethylene dengan
lebar 150cm, tebal >0,15 (semakin tebal semakin baik) Paralon dan
kelengkapannya (stop kran, T, sockket drat luar dan dalam)
Brum(Semen+bata+pasir), Selang 5/8” saluran gas : + 10 m Botol aqua lem PVC
Karet ban dalam mobil jerigen bekas oli Kompo
Gambar model biogas plastik
BAB III
PENUTUP
A.Kesimpulan
Dalam pembuatan makalah biogas ini
dapat saya simpulkan bahwa Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas
anaerobik atau fermentasi dari bahanbahanorganik termasuk diantaranya; kotoran
manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampahbiodegradable atau
setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Meski
demikian, hanya bahan organik homogen berbentuk padat maupun cair seperti
kotoran dan air kencing hewan ternak seperti babi dan sapi yang cocok untuk
sistem biogas sederhana.
A.
Saran
Adapun saran dalam pembuatan makalah
ini yaitu agar para pembaca dapat mengetahui macam-macam biogas dan proses pembentukan biogas
DAFTAR PUSTAKA
Harayti,
T. Biogas: Limbah Peternakan yang Menjadi Sumber Energi Alternatif: Wartazoa
vol 16 no 03, 2006.
Wahyuni,
S. Biogas, Jakarta: Penebar Swadaya, 2011.
Widodo, T.K.,
Ahmad A, Ana
N., dan Elita
R. Rekayasa dan
Pengujian
Reaktor Biogas
Skala Kelompok Tani Ternak: Jurnal Enjiniring Pertanian.
Vol. IV, No. 1, 2006.