32
TEKNOLOGI BIOPROSES PEMBUATAN BIOGAS Disusun oleh: Kelompok 3 Nama : Abshami Rislaman Zainal (33112040) Sri Handayani Layuck (33112049) Nurul Hanna (33112063) Miftahul Khaer (33112069)

Makalah Pembuatan Biogas

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Makalah Pembuatan Biogas

TEKNOLOGI BIOPROSES

PEMBUATAN BIOGAS

Disusun oleh: Kelompok 3

Nama : Abshami Rislaman Zainal (33112040)

Sri Handayani Layuck (33112049)

Nurul Hanna (33112063)

Miftahul Khaer (33112069)

JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

2014

Page 2: Makalah Pembuatan Biogas

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, karena berkat

limpahan rahmat-Nya maka kami dapat menyusun makalah mengenai Biogas ini dapat

terselesaikan dengan baik.

Penyusunan makalah ini dilakukan untuk memenuhi tugas studi Teknologi Bioproses dan

untuk menambah wawasan mengenai Biogas. Adapun kendala-kendala yang penyusun hadapi

saat membuat makalah ini baik itu secara materi maupun kendala lainnya, akan tetapi

penyususn mengucap syukur dan berterima kasih karena penulis dapat melewati semuanya

itu sampai selesai dengan baik.

Terima kasih penyusun ucapkan kepada:

Muhammad Saleh, S.T., M.Si., selaku pembimbing bidang studi Teknologi

Bioproses yang telah membimbing dan membantu dalam penyelesaian makalah

ini.

Teman-teman yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas makalah

ini.

Penyusun menyadari bahwa keberadaan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun penyusun sangat diharapkan untuk

kesempurnaan pembuatan makalah selanjutnya.

Akhirnya, harapan penyusun semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita

semua, khususnya pengembangan ilmu pengetahuan.

Makassar, April 2014

Kelompok 3

Page 3: Makalah Pembuatan Biogas

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................................ i

DAFTAR ISI .......................................................................................................................... ii

BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................. 2

1.3 Tujuan Penyusunan ............................................................................................... 2

1.4 Manfaat Penyusunan ............................................................................................. 2

BAB II. PROES PEMBENTUKAN BIOGAS ...................................................................... 3

2.2 Bahan Baku .......................................................................................................... 4

2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Pembuatan Biogas ............................4

2.3 Komposisi Biogas ................................................................................................ 7

BAB III. MANFAAT BIOGAS ............................................................................................. 8

BAB IV. PEMBUATAN BIOGAS BERASAL DARI KOTORAN TERNAK .................. 11

4.1 Alat dan Bahan yang digunakan dalam Proses Pembuatan Biogas .................... 11

4.2 Tahapan Proses Pembuatan Biogas .................................................................... 12

BAB V. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN BIOGAS .................................................. 15

BAB VI. PENUTUP ............................................................................................................. 16

DAFTAR PUSTAKA

Page 4: Makalah Pembuatan Biogas

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Biogas berasal dari kata bios yang artinya hidup, sedangkan gas adalah sesuatu yang

keluar dari tungku atau dari perapian atau lubang yang dihasilkan oleh makhluk hidup

melalui proses tertentu. Proses yang dimaksud adalah proses fermentasi bahan-bahan organik

oleh bakteri-bakteri anaerob atau bakteri yang hidup dalam kondisi kedap udara. Biogas

mempunyai sifat mudah terbakar, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar

pengganti minyak tanah atau LPG untuk memasak dan untuk  penerangan. (Tony Bani, 2013).

Bahan baku utama pembuat biogas adalah limbah yang berasal dari bahan organik contoh

bahan organik tersebut adalah kotoran dan urine ternak, limbah pertanian sayuran, limbah

industri tahu, ikan pindang dan brem juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk

memproduksi biogas. (Tony Bani, 2013)

Berdasarkan bahan baku yang diperlukan dan teknik pembuatannya maka instalasi biogas

dapat dibuat dimanapun, artinya biogas dapat dihasilkan dimanapun juga. Instalasi biogas

dapat dibuat dalam bentuk yang sederhana dan murah, ataupun dalam bentuk yangmenengah

sampai skala besar untuk kepentingan beberapa rumah secara bersama. (Tony Bani, 2013)

Sejarah penemuan biogas diawali dari proses anaerobik yang tersebar di benua Eropa.

Ilmuan Volta menemukan gas yang ada di rawa-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. (Johan Syah, 2011)

Orang yang pertama mengkaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan adalah

Alessandro Volta pada tahun 1776, kemudian pada tahun 1806, Willlam Henry dapat

mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai metan. Becham pada tahun

1868 salah satu murid Louis Pasteur dan Tappeiner pada tahun 1882 memperlihatkan asal

mikrobiologis dari pembentukan metan. (Rahman, 2005).

Alat pencerna aerobik atau disebut digester pertamakali dibangun pada tahun 1900.

Pada tahun 1950 pemakaian biogas di Eropa mulai ditinggalkan, karena BBM semakin murah

dan mudah untuk memperolehnya. Demikian juga di Negara-negara berkembang. Namun,

saat ini dengan semakin meningkatnya harga minyakdunia dan kekhawatiran akan habisnya

Page 5: Makalah Pembuatan Biogas

cadangan minyak, maka hamper semua Negara kembali melakukan upaya pencarian sumber

energi alternative dan salah satunya adalah biogas. (Tony Bani, 2013)

Di Indonesia, pengembangan biogas menjadi penting dan mendapat perhatian dari

pemerintah dan masyarakat setelah dikeluarkannya kebijakan pemerintah dalam mengurangi /

memangkas subsidi BBM. Dampak selanjutnya adalah masyarakat memanfaatkan kayu bakar

sebagai sumber energi alternatif. Penebangan hutan menjadi tidak terkontrol, sehingga

mengancam kelestarian tanaman, mengakibatkan banjir dan tanah longsor, serta menipisnya

cadangan air. Oleh karena itu dinas / instansi terkait perlu mendukung program

pengembangan biogas di wilayahnya. (Tony Bani, 2013)

1.2 Rumusan Masalah

Dengan memperhatikan latar belakang tersebut, agar kita mendapatkan hasil yang

diinginkan maka dalam makalah ini penyusun mengemukakan beberapa rumusan

masalah, sebagai berikut:

1. Pengertian Biogas

2. Prose Pembuatan Biogas

3. Komponen-komponen yang terdapat dalam biogas

4. Manfaat biogas

5. Kelebihan dan kekurangan biogas

1.3 Tujuan Penyusunan

Adapun tujuan penyusunan makalah ini, yaitu:

1. Sebagai salah satu tugas kelompok dalam mata kuliah Teknologi Bioproses

2. Untuk menambah dan mengembangkan ilmu pengetahuan terutama mengenai

biogas

1.4 Manfaat Penyusunan

Adapun manfaat dari penyusunan makalah ini, yaitu agar kita dapat memahami

mengenai biogas dan dapat mengaplikasikan didalam kehidupan terutama dalam

pengembangan ilmu pengetahuan.

Page 6: Makalah Pembuatan Biogas

BAB II

PROES PEMBENTUKAN BIOGAS

Prinsip pembuatan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik

(tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan gas yang sebagian besar adalah berupa gas

metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon dioksida, gas inilah yang disebut

biogas. (Aldila Aulia, 2014)

Proses penguraian oleh mikroorganisme untuk menguraikan bahan-bahan organik

terjadi secara anaerob. Proses anaerob adalah proses biologi yang berlangsung pada kondisi

tanpa oksigen oleh mikroorganisme tertentu yang mampu mengubah senyawa organik

menjadi metana (biogas). Proses ini banyak dikembangkan untuk mengolah kotoran hewan

dan manusia atau air limbah yang kandungan bahan organiknya tinggi. Sisa pengolahan

bahan organik dalam bentuk padat digunakan untuk kompos. (Saepul Rohman, 2009)

Secara umum, proses anaeorob terdiri dari empat tahap yakni: hidrolisis,

pembentukan asam, pembentukan asetat dan pembentukan metana. Proses anaerob

dikendalikan oleh dua golongan mikroorganisme (hidrolitik dan metanogen). Bakteri

hidrolitik memecah senyawa organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana.

Senyawa sederhana diuraikan oleh bakteri penghasil asam (acid-forming bacteria) menjadi

asam lemak dengan berat molekul rendah seperti asam asetat dan asam butirat. Selanjutnya

bakteri metanogenik mengubah asam-asam tersebut menjadi metana. (Saepul Rohman, 2009)

Page 7: Makalah Pembuatan Biogas

2.1 Bahan Baku

Biogas berasal dari hasil fermentasi bahan-bahan organik diantaranya:

Limbah tanaman : tebu, rumput-rumputan, jagung, gandum, dan lain-lain,

Limbah dan hasil produksi : minyak, bagas, penggilingan padi, limbah sagu,

Hasil samping industri : tembakau, limbah pengolahan buah-buahan dan

sayuran, dedak, kain dari tekstil, ampas tebu dari industri gula dan tapioka,

limbah cair industri tahu,

Limbah perairan : alga laut, tumbuh-tumbuhan air,

Limbah peternakan : kotoran sapi, kotoran kerbau, kotoran kambing, kotoran

unggas.

Sumber : (Saepul Rohman, 2009)

2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Pembuatan Biogas

Laju proses anaerob yang tinggi sangat ditentukan oleh faktor-faktor yang

mempengaruhi mikroorganisme, diantaranya temperatur, pH, salinitas dan ion kuat, nutrisi,

inhibisi dan kadar keracunan pada proses, dan konsentrasi padatan. Berikut ini adalah

pembahasan tentang faktor-faktor tersebut.

1) Temperatur

Gabungan bakteri anaerob bekerja dibawah tiga kelompok temperatur utama.

Temperatur kriofilik yakni kurang dari 20oC, mesofilik berlangsung pada temperatur

20-45oC (optimum pada 30-45oC) dan termofilik terjadi pada temperatur 40-80oC

(optimum pada 55-75oC).

2) Derajat keasaman ( pH )

Pada dekomposisi anaerob faktor pH sangat berperan, karena pada rentang pH yang

tidak sesuai, mikroba tidak dapat tumbuh dengan maksimum dan bahkan dapat

menyebabkan kematian yang pada akhirnya dapat menghambat perolehan gas metana.

Bakteri-bakteri anaerob membutuhkan pH optimal antara 6,2–7,6, tetapi yang baik

adalah 6,6–7,5. Pada awalnya media mempunyai pH ± 6 selanjutnya naik sampai 7,5.

Tangki pencerna dapat dikatakan stabil apabila larutannya mempunyai pH 7,5–8,5.

Batas bawah pH adalah 6,2, dibawah pH tersebut larutan sudah toxic, maksudnya

bakteri pembentuk biogas tidak aktif. Pengontrolan pH secara alamiah dilakukan oleh

ion NH4+ dan HCO3-. Ion-ion ini akan menentukan besarnya pH. (Yunus, 1991).

3) Nutrisi

Page 8: Makalah Pembuatan Biogas

Mikroorganisme membutuhkan beberapa vitamin esensial dan asam amino. Zat

tersebut dapat disuplai ke media kultur dengan memberikan nutrisi tertentu untuk

pertumbuhan dan metabolismenya. Selain itu juga dibutuhkan mikronutrien untuk

meningkatkan aktivitas mikroorganisme, misalnya besi, magnesium, kalsium,

natrium, barium, selenium, kobalt dan lain-lain (Malina,1992). Bakteri anaerobik

membutuhkan nutrisi sebagai sumber energi yang mengandung nitrogen, fosfor,

magnesium, sodium, mangan, kalsium dan kobalt (Space and McCarthy didalam

Gunerson and Stuckey, 1986). Level nutrisi harus sekurangnya lebih dari konsentrasi

optimum yang dibutuhkan oleh bakteri metanogenik, karena apabila terjadi

kekurangan nutrisi akan menjadi penghambat bagi pertumbuhan bakteri. Penambahan

nutrisi dengan bahan yang sederhana seperti glukosa, buangan industri, dan sisa sisa

tanaman terkadang diberikan dengan tujuan menambah pertumbuhan di dalam

digester (Gunerson and Stuckey, 1986).

4) Keracunan dan Hambatan

Keracunan (toxicity) dan hambatan (inhibition) proses anaerob dapat disebabkan oleh

berbagai hal, misalnya produk antara asam lemak mudah menguap (volatile) yang

dapat mempengaruhi pH. Zat-zat penghambat lain terhadap aktivitas mikroorganisme

pada proses anaerob diantaranya kandungan logam berat sianida.

5) Faktor Konsentrasi Padatan

Konsentrasi ideal padatan untuk memproduksi biogas adalah 7-9% kandungan kering.

Kondisi ini dapat membuat proses digester anaerob berjalan dengan baik.

6) Penentuan Kadar Metana Dengan BMP

Uji BMP (Biochemical Methane Potential) ditunjukan untuk mengukur gas metana

yang dihasilkan selama masa inkubasi secara anaerob pada media kimia. Uji BMP

dilakukan dengan cara menempatkan cairan contoh, inokulan (biakan bakteri

anaeorob) dan media kimia dalam botol serum. Botol serum ini, diinkubasi pada suhu

35oC, lalu pengukuran dilakukan selama masa inkubasi secara periodik (biasanya

setiap 5 hari), sehingga pada akhir masa inkubasi (hari ke-30) didapatkan akumulasi

gas metana. Pengukuran dilakukan dengan memasukkan jarum suntik (metoda

syringe) ke botol serum.

7) Rasio Carbon Nitrogen (C/N)

Proses anaerobik akan optimal bila diberikan bahan makanan yang mengandung

karbon dan nitrogen secara bersamaan. CN ratio menunjukkan perbandingan jumlah

dari kedua elemen tersebut. Pada bahan yang memiliki jumlah karbon 15 kali dari

Page 9: Makalah Pembuatan Biogas

jumlah nitrogen akan memiliki C/N ratio 15 berbanding 1. C/N ratio dengan nilai 30

(C/N = 30/1 atau karbon 30 kali dari jumlah nitrogen) akan menciptakan proses

pencernaan pada tingkat yang optimum, bila kondisi yang lain juga mendukung. Bila

terlalu banyak karbon, nitrogen akan habis terlebih dahulu. Hal ini akan menyebabkan

proses berjalan dengan lambat. Bila nitrogen terlalu banyak (C/N ratio rendah;

misalnya 30/15), maka karbon habis lebih dulu dan proses fermentasi berhenti Sebuah

penelitian menunjukkan bahwa aktivitas metabolisme dari bakteri methanogenik akan

optimal pada nilai rasio C/N sekitar 8-20. (Anonymous, 1999a).

8) Kandungan Padatan dan Pencampuran Substrat

Menurut Anonymous (1999a), walaupun tidak ada informasi yang pasti, mobilitas

bakteri metanogen di dalam bahan secara berangsur – angsur dihalangi oleh

peningkatan kandungan padatan yang berakibat terhambatnya pembentukan biogas.

Selain itu yang terpenting untuk proses fermentasi yang baik diperlukan pencampuran

bahan yang baik akan menjamin proses fermentasi yang stabil di dalam pencerna. Hal

yang paling penting dalam pencampuran bahan adalah menghilangkan unsur – unsur

hasil metabolisme berupa gas (metabolites) yang dihasilkan oleh bakteri metanogen,

mencampurkan bahan segar dengan populasi bakteri agar proses fermentasi merata,

menyeragamkan temperatur di seluruh bagian pencerna, menyeragamkan kerapatan

sebaran populasi bakteri, dan mencegah ruang kosong pada campuran bahan.

Sumber : (Saepul Rohman, 2009)

Page 10: Makalah Pembuatan Biogas

2.3 Komposisi Biogas

Proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme, terutama bakteri

metan. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30-55øC, dimana pada suhu tersebut

mikroorganisme mampu merombak bahan bahan organik secara optimal. Hasil perombakan

bahan bahan organik oleh bakteri adalah gas metan seperti yang terlihat pada tabel dibawah

ini:

Tabel : Komposisi biogas (%) kotoran sapi dan campuran kotoran ternak dengan sisa

pertanian

Jenis Gas Kotoran Sapi Campuran Kotoran +

Sisa Pertanian

Metan (CH4)Karbon dioksida (CO2)Nitrogen (N2)Karbon monoksida (CO)Oksigen (O2)Propena (C3H8)Hidrogen sulfida (H2S)Nilai kalori (kkal/m2)

65,727,02,30

0,10,7-

6513

54 – 7045 – 570,5 – 3,0

0,16,0-

Sedikit4800 - 6700

Sumber : (Harahap dkk, 1978)

Komposisi biogas yang dihasilkan terdiri dari gas metan (55 - 65 %), karbondioksida (

35-45%), nitrogen (0-3%), hydrogen (0-1 %), dan hydrogen sulfida (0-1 %). (Anunputtikul,

Rodtong, 2004).

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. (Sri Wahyuni, 2009)

Komposisi biogas

Komponen %

Metana (CH4) 55-75

Karbon dioksida (CO2) 25-45

Nitrogen (N2) 0-0.3

Hidrogen (H2) 1-5

Hidrogen sulfida (H2S) 0-3

Oksigen (O2) 0.1-0.5

Sumber : (Sri Wahyuni, 2009)

Page 11: Makalah Pembuatan Biogas

BAB III

MANFAAT BIOGAS

Produk utama dari instalsi biogas adalah gas metan yang dapat dimanfaatkan untuk

mendukung kehidupan masyarakat. Manfaat biogas yang tidak secara langsung adalah

menjaga kelestarian lingkunagn hidup dan konservasi sumberdaya alam, dan lain-lain. Secara

lebih rinci manfaat penggunaan biogas adalah sebagai berikut  :

1. Manfaat Langsung :

Sebagai sumber energi untuk memasak

      Biogas yang diproduksi oleh satu unit instalasi biogas dapat digunakan sebagai

sumber energi untuk memesak. Untuk biogas yang menggunakan bahan baku

kotoran sapi dari 3-4 ekor mampu menghasilkan biogas setara dengan 3 liter

minyak tanah per hari, dan diperkirakan mampu untuk memenuhi energi

memasak satu rumah tangga dengan 5 orang anggota keluarga. 

Sebagai sumber energi untuk penerangan

Biogas sebagai sumber energi untuk penerangan dengan cara yang sama

seperti pemanfaatan untuk memasak, artinya kompor sebagai titik akhir

penggunaan biogas diganti dengan lampu. Lampu yang digunakan adalah

lampu yang dirancang khusus atau lampu petromaks yang dimodifikasi.

Pengalaman di lapangan menunjukkan bahwa pemanfaatan biogas untuk

memasak sekaligus sebagai sumber penerangan, biasanya dilakukan bila

jumlah sapi paling sedikit 6 ekor dengan model digester permanen bata 

kapasitasnya 9 M3 (Muryanto, 2006).

Penghasil pupuk organik siap pakai.

Manfaat lain dari penerapan biogas adalah dapat menyediakan pupuk organik

siap pakai dalan jumlah banyak sesuai dengan kapasitas digester yang

dibangun dan bahan baku yang digunakan. Kotoran ternak yang telah diproses

dalam digester biogas dapat langsung digunakan sebagai pupuk organik, dan

kaya akan kandungan unsur Nitrogen (N).  Bahan baku biogas seperti kotoran

ternak merupakan bahan organik yang mempunyai kandungan Nitrogen (N)

tinggi di samping unsur C, H, dan O. Selama proses pembuatan biogas, unsur

C, H, dan O akan membentuk CH4 dan CO2, dan kandungan N yang ada

masih tetap bertahan dalam sisa bahan, yang akhirnya akan menjadi sumber N

bagi pupuk organik. (Suriawiria, 2005).

Page 12: Makalah Pembuatan Biogas

2. Manfaat Tidak Langsung

Mengurangi Efek Gas Rumah Kaca

Penerapan biogas dapat membantu pengembangan system pertanian dengan

mendaur ulang kotoran hewan untuk memproduksi biogas dan diperoleh hasil

samping berupa pupuk organik dengan mutu yang baik. Penerapan biogas

dapat mengurangi emisi gas metan (CH4) yang dihasilkan pada dekomposisi

bahan organik yang diproduksi dari sektor pertanian dan peternakan, karena

kotoran sapi tidak dibiarkan terdekomposisi secara terbuka melainkan

difermentasi menjadi energi biogas.  Gas metan termasuk gas rumah kaca

(green house gas), bersama dengan gas karbondioksida (CO2) memberikan

efek rumah kaca yang menyebabkan terjadinya fenomena pemanasan global.

Pengurangan  gas metan secara lokal dengan mengembangkan biogas dapat

berperan positif dalam upaya penyelesaian masalah global efek rumah kaca,

sehingga upaya ini dapat diusulkan sebagai bagian dari program Internasional

Mekanisme Pembangunan Bersih (Clean Development Mechanism).

Membantu Program Pelestarian Hutan, Tanah dan Air.

Meningkatnya harga BBM khususnya  minyak tanah, akan mendorong

masyarakat untuk mencari alternative bahan bakar murah, salah satunya adalah

kayu bakar. Hal ini sangat mungkin terjadi di masyarakat yang berdomisili di

sekitar kawasan hutan dan perkebunan. Oleh karena itu, dengan menerapkan

biogas sebagai sumber energi di suatu wilayah, maka penebangan pohon yang

digunakan sebagai sumber energi oleh sebagian masyarakat dapat dikurangi,

bahkan dihilangkan. Dengan kata lain, bahwa pengembangan biogas di suatu

wilayah,secara tidak langsung dapat mendukung upaya pelestarian hutan atau

perkebunan di wilayah tersebut.

Mengurangi Polusi Bau

Pengembangan biogas mempunyai sifat ramah lingkungan, disini mengandung

pengertian,bahwa penerapan biogas dapat menghilangkan bau yang tidak

sedap. Sebagai contoh, kotoran sapi yang awalnya mempunyai bau yang tidak

sedap, setelah dimanfaatkan sebagai bahan baku biogas, makahasil akhir dari

proses tersebut merupakan pupuk organik yang tidak berbau. Demikian pula

untuk daerah yang banyak terdapat industri pemrosesan makanan, misalnya

tahu, tempe dan ikan pindang  akan menghasilkan limbah yang menyebabkan

polusi bau yang mencemari leingkungan. Dengan penerapan biogas di daerah

Page 13: Makalah Pembuatan Biogas

tersebut, maka limbah yang dihasilkan akan tidak mencemari lingkungan lagi,

bahkan dapat dimanfaatkan sebagai energi yang dapat dimanfaaatkan sebagai

sumber panas untuk memasak dan penerangan.

Meningkatkan sanitasi lingkungan dan keindahan.

Kotoran ternak dan limbah organik lainnya apabila tidak dikelola dengan baik

dan berserakan dimana-mana, maka akan dapat mengganggu keindahan dan

berdampak negative terhadap kesehatan masyarakat di sekitarnya. Disamping

itu, terdapat kemungkinan bahwa kotoran ternak banyak mengandung bakteri

Colly yang membahayakan bagi kesehatan manusia dan lingkungannya.

Dengan penerapan biogas, dampak negatif tersebut dapat dikurangi atau

dihilangkan.

Meningkatkan Pendapatan Usaha Ternak.

Pengembangan biogas dapat memberi peluang  untuk menambah pendapatan

dari hasil penjualan pupuk kompos hasil dari limbah unit biogas. Selain

pendapatan dari pupuk organik, maka penerapan biogas menghasilkan gas

metan yang mempunyai nilai ekonomis. Jika seorang peternak memelihara 3

ekor sapi perah, maka akan dihasilkan biogas setara dengan 3 liter minyak

tanah sehari. Hal itu berarti peternak dapat memperoleh tambahan pendapatan

dari penghematan penggunaan minyak tanah sebesar 3 liter per hari.

Mendukung kebijakan Pemerintah mengurangi Subsidi BBM

Penerapan biogas dalam suatu kawasan, dapat mendukung kebijakan

pemerintah untuk mengurangi subsidi BBM. Dengan penggunaan biogas,

maka kebutuan masyarakat akan minyak tanah akan berkurang,hal ini akan

mengurangi beban pemerintah untuk mensubsidi BBM.

Sumber : (Lengi, 2011)

BAB IV

Page 14: Makalah Pembuatan Biogas

PEMBUATAN BIOGAS BERASAL DARI KOTORAN TERNAK

Salah satu potensi energi alternatif yang dapat dihasilkan adalah pengolahan limbah

biomassa menjadi biogas. Menurut Rochintaniawati (2010), melalui biokonversi, limbah

organik seperti tinja, sampah domestik dan limbah pertanian dapat dikonversi menjadi

bioenergi. Bioenergi merupakan gas kompleks yang terdiri dari Metana (CH4),

karbondioksida (CO2), Asam sulfida, uap air (H2O) dan gas-gas lainnya. Biokonversi limbah

organik ini melibatkan proses fermentasi. Proses biokonversi seperti ini dikenal pula sebagai

proses pencernaan anaerob. Secara kimiawi, proses terbentuknya biogas berupa metana dan

karbondioksida adalah sebagai berikut,

1. Untuk substrat berupa selulosa:

(C6 H10 O5)n + n H2O —— > 3n CO2 + 3n CH4

2. Untuk subtrat berupa senyawa komplek seperti lignin, tanin, dan polimer aromatik:

4 C6H5 COOH + 18 H2 O —— > 15 CH4 + CO2

4.1 Alat dan Bahan yang digunakan dalam Proses Pembuatan Biogas:

A. Alat yang digunakan:

Reaktor biogas

Bak pencampur

Biodigester

Pipa PVC ¾”

Penampung gas yang dibuat dari plastik polyurethane

Kompor gas

Mesin generator

Valve atau kran

B. Bahan yang digunakan:

Kotoran sapi

Air

4.2 Tahapan Proses Pembuatan Biogas:

1) Pengangkutan kotoran sapi dari kandang menuju reaktor biogas.

Page 15: Makalah Pembuatan Biogas

2) Kotoran sapi dicampur air dengan perbandingan 1:1 di bak pencampur. Sumber lain

menyebutkan perbandingan kotoran dan air yaitu 1:2. Intinya kotoran dicampur

dengan air seperlunya sampai kotoran tidak lagi menggumpal atau berbentuk padatan.

3) Kotoran yang sudah dicampur dengan air kemudian dimasukkan ke dalam

biodigester, melaui lubang yang terhubung antara bak pencampur dan biodigester.

Biodigester yang terkubur di dalam tanah ini, diisi sampai penuh untuk mendorong

udara keluar dari biodigester. Hari pertama sampai ke delapan, gas yang ada pada

biodigester dikeluarkan karena gas yang terbentuk adalah gas CO2, Fahri (2010).

Terbentuknya gas metana membutuhkan waktu 14 sampai 21 hari.

4) Gas Metahane dari hasil fermentasi tadi disalurkan ke penampung gas melalui pipa.

Penampung gas yang dibuat dari plastik polyurethane, sedangkan pipanya dapat

menggunkan PVC ¾”.  Di sini gas ditampung sampai penuh terlebih dahulu dan

memiliki tekanan tertentu untuk bisa disalurkan ke aplikasi lain berupa kompor dan

mesin generator.

Page 16: Makalah Pembuatan Biogas

5) Untuk mempermudah pengendalian aliran gas, dapat digunkan valve atau kran.

6) Biodigester dapat diisi terus menerus sedemikian sehingga mendorong kotoran yang

telah lama mengendap di bagian paling bawah. Hasil samping dari proses fermentasi

akan mengasilkan limbah padat maupun cair yang dapat digunakan sebagai pupuk

organik.

Reaksi kimia yang terjadi dalam proses perubahan kotoran sapi menjadi biogas pada

kenyataannya tidak hanya menghasilkan gas metana, tetapi juga menghasilkan gas-gas

pengotor yang tidak diperlukan seperti karbondioksida,uap air dan asam sulfida.

Secara tradisional, untuk mengurangi kadar uap air dapat digunakan botol penjebak.

Botol penjebak terbuat dari botol  air mineral 1,5 L, diletakkan pada bagian terbawah dari

saluran biogas, tepat setelah pembangkit. Hal ini dimaksudkan untuk memudahkan uap air

hasil kondensasi turun dan masuk ke dalam botol. Air yang berlebihan dalam sistem dapat

Page 17: Makalah Pembuatan Biogas

memampetkan saluran biogas, selain itu adanya kandungan air dalam biogas menurunkan

tingkat panas api dan membuat api berwarna kemerah merahan. tinggi permukaan air dari

batas bawah pipa antara 20 sampai 25 cm. Apabila terlalu rendah, gas akan mudah keluar dari

air sebelum mencapai tekanan yang diinginkan. Apabila muka air terlalu tinggi, tekanan yang

ada membesar dan hal ini dapat menghambat proses produksi biogas itu sendiri, (Anonim,

2011)

Adapun untuk mengurangi kadar CO2 dan H2S, dapat digunakan zeolit padat yang

dipanaskan dan direaksikan dengan senyawa KOH. Dari hasil penelitian Hamidi, dkk (2011)

diperoleh kesimpulan bahwa zeolit padat dapat digunakan untuk menyerap CO2 dan H2S

sehingga biogas yang dihasilkan menjadi lebih kaya akan CH4.

Page 18: Makalah Pembuatan Biogas

BAB V

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN BIOGAS

Selain bermanfaat sebagai pengganti bahan bakar, ada sejumlah kelebihan yang dapat

diperoleh dari biogas terhadap lingkungan, antara lain:

1. Masyarakat tak perlu menebang pohon untuk dijadikan kayu bakar.

2. Proses memasak jadi lebih bersih, dan sehat karena tidak mengeluarkan asap.

3. Kandang hewan menjadi semakin bersih karena limbah kotoran kandang langsung

dapat diolah.

4. Sisa limbah yang dikeluarkan dari biodigester dapat dijadikan pupuk sehingga tidak

mencemari lingkungan.

5. Dapat berkontribusi menurunkan emisi gas rumah kaca melalui pengurangan

pemakaian bahan bakar kayu dan bahan bakar minyak.

6. Realatif lebih aman dari ancaman bahaya kebakaran.

Adapun kekurangannya adalah:

1. Memerlukan dana tinggi untuk aplikasi dalam bentuk instalasi biogas.

2. Tenaga kerja tidak memiliki kemampuan memadai terutama dalam proses produksi.

3. Belum dikenal masyarakat.

4. Tidak dapat dikemas dalam bentuk cair dalam tabung.

Sumber : (Julkarnaini dkk, 2013)

Page 19: Makalah Pembuatan Biogas

BAB VI

PENUTUP

5.1 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%.

5.2 Saran

Kami menyarankan kepada pembaca agar memanfaatkan bahan-bahan limbah organik

menjadi hal yang berguna, seperti biogas. Pembaca juga bisa memperdalam pengetahuan

dalam pemuatan biogas melalui makalah kami.

Page 20: Makalah Pembuatan Biogas

DAFTAR PUSTAKA

Gujer, W. & Zehnder, A.J.B. (1983). Conversion processes in anaerobic digestion, Wat. Sci. Tech. 15: 127-167

Ward, A.J., Hobbs, P.J., Holliman, P.J., dan Jones, D.L. (2008). Optimation of The Anaerobic Digestion of Agricultural Resources. Bioresource Technology. 99. 7928-7940.

Widodo, T. W., Asari Ahmad., Nurhasanah A., Rahmarestia, E. (2006)., “Rekayasa dan pengujian reaktor biogas skala kelompok tani ternak,” Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian, Jurnal Enjiring Pertanian, Hal. 41-52

Soerawidjaja, Tatang H. 2006. Potensi Sumber Daya Hayati Indonesia dalam Penyediaan Berbagai Bentuk Energi. Program Studi Teknik Kimia.

http://riau.litbang.deptan.go.id/ind/images/stories/PDF/biogas.pdf