MAKALAH BIOGAS Kelas : XI IPA 5 Disusun oleh : 1. 2. 3. 4. 5. Aji Hawibowo Fachrul Rozy Julian Reihandika Purnama Satria Mochammad Fadly Bhysmo Prayogi Muhamad Rafly Subhan SMA NEGERI 4 DEPOK Jl. Jeruk Raya No.1, Sukatani, Tapos, Kota Depok, Jawa Barat 16454 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. Beberapa percobaan yang telah dilakukan oleh ISAT menunjukkan bahwa aktifitas metabolisme dari bakteri methanogenik akan optimal pada nilai rasio C/N sekitar 8-20. 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 daripada 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. Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah. Gas landfill adalah gas yang dihasilkan oleh limbah padat yang dibuang di landfill. Sampah ditimbun dan ditekan secara mekanik dan tekanan dari lapisan diatasnya. Karena kondisinya menjadi anaerobik, bahan organik tersebut terurai dan gas landfill dihasilkan. Gas ini semakin berkumpul untuk kemudian perlahan-lahan terlepas ke atmosfer. Hal ini menjadi berbahaya karena dapat menyebabkan ledakan, pemanasan global melalui metana yang merupakan gas rumah kaca, dan material organik yang terlepas (volatile organic compounds) dapat menyebabkan (photochemical smog). Dalam beberapa kasus, gas landfill mengandung siloksan. Selama proses pembakaran, silikon yang terkandung dalam siloksan tersebut akan dilepaskan dan dapat bereaksi dengan oksigen bebas atau elemen-elemen lain yang terkandung dalam gas tersebut. Akibatnya akan terbentuk deposit (endapan) yang umumnya mengandung silika (SiO2) atau silikat (SixOy) , tetapi deposit tersebut dapat juga mengandung kalsium, sulfur belerang, zinc (seng), atau fosfor. Deposit-deposit ini (umumnya berwarna putih) dapat menebal hingga beberapa millimeter di dalam mesin serta sangat sulit dihilangkan baik secara kimiawi maupun secara mekanik. Pada internal combustion engines (mesin dengan pembakaran internal), deposit pada piston dan kepala silinder bersifat sangat abrasif, hingga jumlah yang sedikit saja sudah cukup untuk merusak mesin hingga perlu perawatan total pada operasi 5.000 jam atau kurang. Kerusakan yang terjadi serupa dengan yang diakibatkan karbon yang timbul selama mesin diesel bekerja ringan. Deposit pada turbin dari turbocharger akan menurukan efisiensi charger tersebut. Stirling engine lebih tahan terhadap siloksan, walaupun deposit pada tabungnya dapat mengurangi efisiensi. 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. 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. 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). Konservasi 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. Biogas Terhadap Alam Jika biogas dibersihkan dari pengotor secara baik, ia akan memiliki karakteristik yang sama dengan gas alam. Jika hal ini dapat dicapai, produsen biogas dapat menjualnya langsung ke jaringan distribusi gas. Akan tetapi gas tersebut harus sangat bersih untuk mencapai kualitas pipeline. Air (H2O), hidrogen sulfida (H2S) dan partikulat harus dihilangkan jika terkandung dalam jumlah besar di gas tersebut. Karbon dioksida jarang harus ikut dihilangkan, tetapi ia juga harus dipisahkan untuk mencapai gas kualitas pipeline. Jika biogas harus digunakan tanpa pembersihan yang ektensif, biasanya gas ini dicampur dengan gas alam untuk meningkatkan pembakaran. Biogas yang telah dibersihkan untuk mencapai kualitas pipeline dinamakan gas alam terbaharui. Dalam bentuk ini, gas tersebut dapat digunakan sama seperti penggunaan gas alam. Pemanfaatannya seperti distribusi melalui jaringan gas, pembangkit listrik, pemanas ruangan dan pemanas air. Jika dikompresi, ia dapat menggantikan gas alam terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan. cara membuat biogas dari sampah organik Alat : 1. 1 buah Galon 2. Pisau yang tajam 3. 2 buah Pipa logam yang kecil dengan diameter 1 centimeter dan panjang 10 centimeter dan 20 centimeter 4. Selang plastik aquarium yang berdiameter 1 centimeter dan panjang 1 meter Bahan: 1. Air Secukupnya Eceng Gondok atau sayuran sisa yang masih mentah Cara Pembuatan: 1. Langkah awal masukan eceng gondok atau sayuran lain ke dalam galon sampai setengahnya. 2. Setelah itu isi galon dengan air secukupnya lalu tutup galon dengan rapat. 3. Simpan galon hingga satu minggu dengan tujuan supaya bahan organik dapat menjadi busuk. 4. Siapkan dua buah pipa logam. 5. Tutup galon dilubangi sedikit untuk pipa logam dengan menggunakan pisau tanpa membuka tutupnya dari galon supaya gas tidak keluar. 6. Tusukan pipa logam ke tutup galon yang sudah dilubangi tadi. 7. Sambungkan selang plastik aquarium yang sudah disediakan pada pipa logam yang sudah ditusukkan pada tutup galon. 8. Pada ujung selang plastik aquarium kemudian disambungkan pada pipa logam yang panjangnya 20 centimeter. 9. Setelah selesai, dapat dicoba dengan menyalakan korek api pada ujung pipa logam. 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. Limbah biogas dapat digunakan sebagai pupuk. Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsure-unsur yang sangat dibutuhkan tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, dan lignin tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia. Dengan demikian kita juga bisa mengurangi anggaran untuk membeli pupuk. KELEBIHAN & KEKURANGAN BIOGAS KELEBIHAN yang dapat diperoleh dari biogas terhadap lingkungan, antara lain: a. Masyarakat tak perlu menebang pohon untuk dijadikan kayu bakar. b. Proses memasak jadi lebih bersih, dan sehat karena tidak mengeluarkan asap. c. Kandang hewan menjadi semakin bersih karena limbah kotoran kandang langsung dapat diolah. d. Sisa limbah yang dikeluarkan dari biodigester dapat dijadikan pupuk sehingga tidak mencemari lingkungan. e. Dapat berkontribusi menurunkan emisi gas rumah kaca melalui pengurangan pemakaian bahan bakar kayu dan bahan bakar minyak. f. Realatif lebih aman dari ancaman bahaya kebakaran. g. Mengurangi penggunaan bahan bakar lain (minyak tanah, kayu, dsb) oleh rumah tangga atau komunitas h. Menghasilkan pupuk organik berkualitas tinggi sebagai hasil sampingan i. Menjadi metode pengolahan sampah (raw waste) yang baik dan mengurangi pembuangan sampah ke lingkungan (aliran air/sungai) j. Meningkatkan kualitas udara karena mengurangi asap dan jumlah karbodioksida akibat pembakaran bahan bakar minyak/kayu bakar k. Secara ekonomi, murah dalam instalasi serta menjadi investasi yang menguntungkan dalam jangka panjang Adapun kekurangannya adalah : a. b. c. d. Memerlukan dana tinggi untuk aplikasi dalam bentuk instalasi biogas. Tenaga kerja tidak memiliki kemampuan memadai terutama dalam proses produksi. Belum dikenal masyarakat. Tidak dapat dikemas dalam bentuk cair dalam tabung.
