BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Beberapa tahun terakhir ini energi
merupakan persoalan yang krusial didunia. Peningkatan permintaan energi yang
disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan
minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan
kepada setiap Negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi
terbaharukan.
Energi yang paling banyak digunakan untuk aktivitas
manusia adalah energi minyak bumi dan energi listrik. Energi minyak bumi yang
banyak dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah minyak tanah, bensin dan
solar. Energi
diperlukan untuk pertumbuhan kegiatan industri, jasa, perhubungan dan rumah
tangga (Widodo dkk, 2005). Permintaan kebutuhan Bahan
Bakar Minyak (BBM) di Indonesia baik itu untuk keperluan industri, transportasi
dan rumah tangga dari tahun ketahun semakin meningkat. Menyebabkan ketersediaan
bahan bakar menjadi terbatas, atau harga menjadi melambung.
Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar
minyak pemerintah telah menerbitkan Peraturan presiden RI No. 5 tahun 2006
tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif
sebagai bahan bakar minyak. kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang
dapat diperbaharui sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak.
Salah satu sumber energi altrnatif adalah Biogas.
1.2 Tujuan
- Mengetahui pengertian biogas
- Mengetahui sejarah biogas
- Mengetahui manfaat biogas
- Mengetahui pembuatan biogas.
- Mengetahui komposisi biogas
- Mengetahui reaktor biogas
- Mengetahui proses kerja reaktor biogas
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Biogas
Biogas adalah gas yang
mudah terbakar dan dihasilkan oleh aktifitas anaerob atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga),
sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam
kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida.
sistem biogas sederhana, Disamping itu
di daerah yang banyak industri pemrosesan makanan antara lain tahu, tempe, ikan
pindang atau brem bisa menyatukan saluran limbahnya ke dalam system biogas.
Sehingga limbah industri tersebut tidak mencemari lingkungan disekitarnya. Hal
ini memungkinkan karena limbah industri tersebut diatas berasal dari bahan
organik yang homogen.
Jenis bahan organik yang diproses sangat mempengaruhi
produktifitas sistem biogas disamping parameter-parameter lain seperti
tempratur digester, pH, tekanan dan kelembaban udara. Salah satu cara menentuka
bahan organik yang sesuai untuk menjadi bahan masukan sistem Biogas adalah
dengan mengetahui perbandingan Karbon (C) dan Nitrogen (N) atau disebut rasio
C/N. Biogas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik sangat populer
digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat
dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume
limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih
dari pada batu bara, dan menghasilkan
energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit.
Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena
metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya
dalam pemanasan global bila dibandingkan
dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas
merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke
atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon diatmosfer bila dibandingkan dengan
pembakaran bahan bakar fosil.
2.2 Sejarah Biogas
Sejarah penemuan biogas diawalai
dari proses anaerobik yang tersebar dibenua Eropa. Ilmuwan Volta menemukan as
yang ada dirawa-rawa pada tahun 1770, kemudian avogadro mengidentifikasi
tentang gas metana. Setelah tahun 1875 dipastikan bahwa biogas merupakan produk
dari proses anaerobik digestion. Pastoer melakukan penelitian tentang
biogas menggunakan kotoran hewan pada tahun 1884. Era penelitian Pastoer
menjadi landasan untuk penelitian biogas hingga saat ini.
2.3 Manfaat Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan
oleh proses fermentasi dari bahan-bahan organik, termasuk kotoran manusia dan
hewan, limbah rumah tangga, dan sampah-sampah organik secara anaerobik. Biogas
dapat digunakan sebagai bahan bakar dan juga dapat menghasilkan listrik. Ada
beberapa alasan mengapa biogas merupakan bahan bakar alternatif terbaik, di
antaranya biogas memproduksi bahan bakar
ramah lingkungan, biogas memiliki kandungan energi dalam jumlah yang besar, dan
limbah biogas dapat dimanfaatkan sebagai pupuk.
Biogas menghasilkan
bahan bakar ramah lingkungan. Biogas terbuat dari bahan-bahan alami, seperti
kotoran manusia dan hewan, serta limbah-limbah organik lain. 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.
Seperti kita ketahui, metana termasuk dalam gas-gas rumah kaca yang bisa
menyebabkan pemanasan global (global warming). Sehingga penggunaan biogas bisa
mencegah resiko terjadinya global warming.
Biogas memiliki kandungan energi tinggi yang tidak kalah
dari kandungan energi dalam bahan bakar fosil. Nilai kalori dari 1 m3 biogas
sekitar 6000 watt jam, setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena
itu biogas sangat cocok menggantikan minyak tanah, LPG, butana, batu bara, dan
bahan bakar fosil lainnya. Biogas mengandung 75% metana. Semakin tinggi
kandungan metana dalam bahan bakar, semakin besar kalor yang dihasilkan. Oleh
karena itu, biogas juga memiliki karakteristik yang sama dengan gas alam.
Sehingga jika biogas diolah dengan benar, biogas bisa digunakan untuk
menggantikan gas alam. Dengan demikian jumlah gas alam bisa dihemat.
2.4 PEMBUATAN BIOGAS
Ø
Menentukan Lokasi
Penentuan lokasi pada dasarnya sangat tergantung kehendak
keluarga. Walaupun demikian secara praktis dan ekonomis perlu memperhatikan
sumber daya yang tersedia. Sebaiknya unit dari pembuatan biogas ditempatkan
didekat kandang ternak dan w.c keluarga. Hal ini dimaksudkan agar bahan
pembentuk gas. Kotoran tidak memerlukan tenaga untuk mengangkut ke lubang
masukan tangki pencerna.
Disamping itu juga harus dekat dengan alat yang akan memanfaatkan
sumber energi dari biogas seperti lampu atau kompor. Hal ini dimaksudkan agar
tidak terlalu banyak alat penyalurannya. Kepraktisan didalam menentukan unit
biogas diharapkan dapat menghemat tenaga dan biaya. Hal yang perlu diperhatikan
adalah sistem pengamanan sumber biogas dan pemakaian lampu atau kompor.
Ø Alat dan karakteristik
bahan untuk pembuatan Biogas
Alat:
1. Kran Ø1 Inc
2. Pipa G . I . Ø1
Inc (2.5 cm)
3. Polietilena
4. Kran gas untuk
kompor
5. lampu dan
manometer air Ø 1.2 cm
6. Pipa plastik /
paralon Ø1.2 cm secukupnya.
7. Pipa gelas
Ø1 cm panjang 75 cm
8. Pipa karet Ø
1cm panjang 20 cm.
(7 dan 8 dapat diganti
dengan pipa plastik Ø 1 cm panjang 170 cm.)
9. tali plastik
10. Rafia
11. Bambu
12. Plat aluminium
panjang 30 cm
13. Kawat jemuran
14. paralon 20 cm
15. Besi cor
16. Alat-alat lain yang dianggap perlu.
Bahan:
·
Batu merah: untuk membuat biogas
diperlukan batu merah yang bermutu baik. Batu merah yang mutunya kurang baik
disamping mudah patah, juga mengurangi daya tahan dari tangki pencerna. Jumlah
batu merah yang diperlukan untuk membuat unit biogas tergantung pada besarnya
volume tangki pencerna yang akan dibuat. Namun demikian, tidak semua daerah
banyak memakai batu merah sebagai bahan bangunan. Untuk itu batu merah dapat
diganti dengan bahan lain asalkan bermutu baik.
·
Semen: untuk membuat unit
biogas berukuran 8,9m3 berkisar antara 15 sampai 20 sak. Hal ini
sangat tergantung pada teknik pemasangan batu merah pada pembuatan tangki
pencerna. Jika dapat memakai perbandingan semen : pasir = 1:4. maka habisnya
semen hanya 15 sak. Hal ini tidak dianjurkan karena juga tergantung kualitas
(mutu) pasir dan kepandaian tukang batu yang membuat. Semakin baik bahan, berarti
menghemat kebutuhan semen. Untuk itu, pemilihan bahan bangunan sangat
diperlukan.
·
Kerikil: kerikil hanya
digunakan untuk membuat fondasi dan tutup tangki pencerna. Ukuran kerikil sama
seperti pengecoran bangunan lain.
·
Kapur: kapur yang digunakan
usahakan kapur yang bermutu baik. Kapur yang baik jika dicampur dengan air akan
berbentuk lumpur (halus). Sedangkan kapur yang kurang bagus akan terjadi
endapan seperti pasir.
·
Pasir: pasir yang digunakan
untuk membuat biogas digunakan pasir pasang. Pasir tersebut harus memenuhi
syarat untuk campuran beton. Pasir yang baik umumnya berwarna hitam dan kalau
digenggam tidak menggumpal. Jika pasir banyak mengandung lumpur, maka akan
menghabiskan semen. Disamping itu, kekuatannya juga kurang baik.
·
Serbuk kedap air: serbuk kedap air
digunakan untuk melebur bagian dalam tangki pencerna. Nama perdagangan yang
sering dipakai adalah alkasit.
Ø Cara Pembuatannya
Menyediakan wadah atau bejana untuk
mengolah kotoran organik menjadi biogas. Kalau hanya diperuntukkan secara
pribadi, cukup menggunakan bak yang terbuat dari semen yang cukup lebar atau
drum bekas yang masih cukup kuat. Selain itu perlunya kesediaan kotoran hewan
(baik sapi maupun kambing) yang merupakan bahan baku biogas.
mencampurkan kotoran organik tersebut dengan air.
Biasanya campuran antara kotoran dan air menggunakan perbandingan 1:1 atau bisa
juga menggunakan perbandingan 1:1,5. Air berperan sangat penting di dalam proses
biologis pembuatan biogas. Artinya jangan terlalu banyak (berlebihan) juga
jangan terlalu sedikit (kekurangan).
Temperatur selama proses berlangsung, karena ini
menyangkut "kesenangan" hidup bakteri pemroses biogas antara 27 - 28
derajat celcius. Dengan temperatur itu proses pembuatan biogas akan berjalan
sesuai dengan waktunya. Tetapi berbeda kalau nilai temperatur terlalu rendah
(dingin), maka waktu untuk menjadi biogas akan lebih lama.
Kehadiran jasad pemroses, atau jasad yang mempunyai
kemampuan untuk menguraikan bahan-bahan yang akhirnya membentuk CH4 (gas metan)
dan CO2. Dalam kotoran kandang, lumpur selokan ataupun sampah dan jerami, serta
bahan-bahan buangan lainnya, banyak jasad renik, baik bakteri ataupun jamur
pengurai bahan-bahan tersebut didapatkan. Tapi yang menjadi masalah adalah
hasil uraiannya belum tentu menjadi CH4 yang diharapkan serta mempunyai
kemampuan sebagai bahan bakar.
Untuk mendapatkan biogas yang diinginkan, bak penampung
(bejana) kotoran organik harus bersifat anaerobik. Dengan kata lain, tangki itu
tak boleh ada oksigen dan udara yang masuk sehingga sampah-sampah organik yang
dimasukkan ke dalam bioreaktor bisa dikonversi mikroba. Keberadaan udara
menyebabkan gas CH4 tidak akan terbentuk. Untuk itu maka bejana pembuat biogas
harus dalam keadaan tertutup rapat.
Setelah proses ini selesai, maka selama dalam kurun waktu
1 minggu didiamkan, maka gas metan sudah terbentuk dan siap dialirkan untuk
keperluan memasak. Namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam
memanfaatkan biogas. Seperti misalnya sifat biogas yang tidak berwarna, tidak
berbau dan sangat cepat menyala. Karenanya kalau lampu atau kompor mempunyai kebocoran,
akan sulit diketahui secepatnya. Berbeda dengan sifat gas lainnya, sepeti
elpiji, maka karena berbau akan cepat dapat diketahui kalau terjadi kebocoran
pada alat yang digunakan. Sifat cepat menyala biogas, juga merupakan masalah
tersendiri. Artinya dari segi keselamatan pengguna. Sehingga tempat pembuatan
atau penampungan biogas harus selalu berada jauh dari sumber api yang
kemungkinan dapat menyebabkan ledakan kalau tekanannya besar.
2.5 Komposisi Biogas
Komposisi biogas bervariasi
tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Gas landfill memiliki
konsentrasi metana sekitar 50%, sedangkan sistem pengolahan limbah maju dapat
menghasilkan biogas dengan 55-75%CH4.
Komposisi biogas terdiri atas metana (CH4) 55-75%, Karbon
dioksida (CO2) 25-45%, Nitrogen (N2) 0-0.3%, Hidrogen (H2) 1-5%, Hidrogen
sulfide (H2S) 0-3%, Oksigen (O2) 0.1-0.5%.
Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt
jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas
sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan
pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun
bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.
2.6 Reaktor Biogas
Beberapa reaktor biogas yang telah
dikemangkan diantaranya adalah reaktor jenis kobah tetap (Fixed-Dome), reaktor
terapung (Floating Drum), reaktor jenis balon, jenis horisontal, jenis lubang
tanah, dan jenis ferrocement. Dari keenam reaktor tersebut yang sering
digunakan adalah jenis kubah tetap dan jenis drum mengambang (Floating Drum).
2.7 Keuntungan 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.
Adapun hal ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu:
1. Merupakan energi tanpa
menggunakan maretial yang masih memiliki manfaat seperti biomassa sehingga
biogas tidak merusak keseimbangan karbondiksida yang diakibatkan oleh
penggundulan hutan dan perusakan tanah.
2. Energi biogas dapat
berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan
gas rumah kaca diatmosfer dan emisi lainnya.
3. sebagai bahan bakar,
maka biogas akan mengurangi gas metana diudara.
4. aplikasi anaerob
digestion akan meminimalisir efek buruk darilimbah yang berupa sampah kotoran
hewan dan manusia dan meningkatkan nilai mafaat dari limbah tersebut.
5. material yang diperoleh
dari sisa anaerobik digestion yang berupa padat dan cair dapat digunakan
sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Biogas adalah gas yang mudah
terbakar dan dihasilkan oleh aktifitas anaerob atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya;
kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah
tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable
dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. sistem biogas
sederhana. Disamping itu di daerah yang banyak industri pemrosesan makanan
antara lain tahu, tempe, ikan pindang atau brem bisa menyatukan saluran
limbahnya ke dalam system biogas. Sehingga limbah industri tersebut tidak
mencemari lingkungan disekitarnya. Hal ini memungkinkan karena limbah industri
tersebut diatas berasal dari bahan organik yang homogen.
Harga bahan bakar minyak yang makin meningkat dan
ketersediaannya yang makin menipis serta permasalahan emisi gas rumah kaca
merupakan masalah yang dihadapi oleh masyarakat global. Upaya pencarian akan
bahan bakar yang lebih ramah terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui
merupakan solusi dari permasalahan energi tersebut. Untuk itu indonesia yang
memiliki potensi luas wilayah yang begitu besar, diharapkan untuk segera
mengaplikasi bahan bakar nabati.
Komposisi biogas terdiri atas metana (CH4)
55-75%, Karbon dioksida (CO2) 25-45%, Nitrogen (N2)
0-0.3%, Hidrogen (H2) 1-5%, Hidrogen sulfide (H2S) 0-3%,
Oksigen (O2) 0.1-0.5%.
Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt
jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas
sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan
pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun
bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.
3.2 Saran
Sehubungan dengan terselesainya penyusunan makalah ini,
saya mengucapkan terima kasih kepada Ibu Efrilla D S.Pd selaku guru pembimbing
bologi yang telah memberikan tugas akhir ini sehingga saya lebih memahami
mengenai manfaat biogas.
Makalah “Biogas Sebagai Energi Alternatif” ini disusun
berdasarkan informasi yang telah beredar di internet. Saya menyusun
makalah ini adalah sebagai pemenuhan tugas akhir biologi (bioteknologi).
Demikian saya mengucapkan terima kasih dan mohon maaf
apabila dalam makalah ini memiliki kekurangan dalam penyusunan dan penjelasan
materi.
Daftar pustaka
http://ekologimanusia.blogspot.com/2011/12/makalah-biogas.html
http://anekamakalahkita.blogspot.com/2013/01/makalah-biogas.html