biogas

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.

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.