karya tulis ilmiah tentang biogas

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar belakang
   
   

Semakin majunya peradaban manusia akan metuntut semakin banyak aktifitas manusia yang akan dilakukan di muka bumi demi tujian pemenuhan kebutuhan hidup. Di era moderen penggunaan bahan bakar fosil semakin banyak, sehingga menyebabkan penambahan emisi gas rumah kaca, yang berpengaruh besar dalam proses pemanasan global.

Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menghambat pemanasan global, dengan cara mengembangkan sumber energi pengganti yang ramah lingkungan. Energi pengganti ini dapat dihasilkan dari tanaman yang sengaja dibudidayakan atau juga dapat dihasilkan dari pengolahan limbah dari aktifitas kehidupan manusia. Sehingga dapat di harapkan mengurangi emisi gas efek rumah kacajuga mengurangi masalah lingkungan dan meningkatkan nilai dari limbah itu sendiri.

Salah satu limbah yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif adalah limbah dari usaha peternakan sapi yang terdiri dari feses, urin, gas dan sisa makanan ternak. Limbah selain digunakan sebagai pupuk organik untuk tanaman dan sebagai penyubur tanah. Limbah ternak juga dapat digunakan sebagai sumber energi pengganti bahan bakar fosil, yaitu dengan mengolah limbah ternak sapi menjadi “biogas”. Dengan pengolahan biogas ini kita dapat mengurangi emisi gas rumah kaca, yang menyebabkan terjadinya pemanasan global. Selain itu juga kita dapat mengurangi masalah yang di akibatkan oleh limbah ternak, seperti pencemaran lingkungan yang menggangu kesehatan manusia dan juga sebagai salah satu penyumbang emisi gas efek rumah kaca.

Penulis memilih judul “Pemanfaatan Limbah Ternak sebagai Sumber Energi Alternatif (BIOGAS)”, yang bertujuan untuk mengurangi pencemaran lingkungan yang di akibatkan oleh limbah ternak.

1.2    Rumusan Masalah

1. Bagaimanakah cara mengolah limbah ternak sapi menjadi biogas?
   
   
2. Bagaimanakah biogas dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif?
   
   
3. Apakah kandungan dari biogas?
   
   
   
   
   
   
   
   
   1.3    Tujuan Penelitian
   
   

1. Untuk mengetahui cara pengolahan limbah ternak sapi menjadi biogas
   
   
2. Untuk mengetahui manfaat biogas sebagai sumber energi alternatif
   
   
3. Untuk mengetahui kandungan dari biogas
   
   
   
   
   1.4    Manfaat Penelitian
   
   

1. Dengan mengetahui cara membuat biogas, maka peneliti dapat menerapkannya di lingkungan sekitarnya
   
   
2. Dengan mengetahui manfaat biogas, maka peneliti dapat memberi informasi terhadap orang lain
   
   
3. Dengan mengetahui kandungan  dari biogas, maka peneliti dapat memperkirakan kebenarannya sehingga kecil kemungkinannya terjadi efek samping yang tidak diinginkan.
   
   
   
   

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1    Pengertian Biogas

1. Menurut Faursyah Rosyidin
   
   
   Biogas adalah media penghasil energi yang sederhana dan ramah lingkungan.
   
   
2. Menurut Ensklopedia Bahasa Indonesia, Ensklopedia Bebas
   
   
   Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampahbiodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik.
   
   
3. Menurut Yuary Peternakan
   
   
   Biogas adalah gas produk akhir pecernaan atau degradasi anaerobik bahanbahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam lingkungan bebas oksigen atau udara.
   
   
4. Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, Edisi 3 tahun 2001
   
   
                    Biogas adalah gas yang terbuat dari kotoran ternak.
   
   
   Dari uraian tentang pengertian biogas di atas dapat disimpulkan bahwa Biogas adalah gas mudah terbakar(flammable) yang dihasilkan dari prosesfermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob (bakteri yang hidupdalam kondisi kedap udara).
   Ada dua macam Biogas yang dikenal saat ini, yaitu Biogas (yang juga sering disebut gas rawa) dan Biosyngas. Perbedaan mendasar dari kedua bahan diatas adalah cara pembuatannya. Biogas dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik dengan bantuan bakteri anaerob pada lingkungan tanpa oksigen bebas, sedangkan Biosyngas (atau lebih sering disingkat Syngas atau Producer Gas) adalah produk antara (intermediate) yang dibuat melalui proses gasifikasi thermokimia dimana pada suhu tinggi material kaya karbon seperti batubara, minyak bumi, gas alam atau biomassa dirubah menjadi karbon monoksida (CO) dan hidrogen (O2).
   Ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan biogas, yaitu:

1. Kelompok bakteri fermentatif: Steptococci, Bacteriodes, dan  beberapa jenis Enterobactericea
   
   
2. Kelompok bakteri asetogenik: Desulfovibrio
   
   
3. Kelompok bakteri metana : methanobacterium, mathanobacillus, Methanosacaria dan Methanococcus
   
   
   
   
   2.2    Kotoran
   
   

1. Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia edisi 3 tahun 2001
   
   
   Kotoran yaitu tahi (binatang/ manusia); sesuatu yang menyebabkan kotor berupa noda, bintik-bintik, daki; dok sisa pencernaan dan metabolisme yang dikeluarkan dari tubuh berupa tinja dan air kencing
   
   
2. Menurut Kamus Umum Bahasa Indonesia Badudu Zain tahun 1996
   
   
   Kotoran yaitu apa-apa yang kotor seperti sampah, tahi, cirit (orang/ binatang).
   Menurut Faursyah Rosyidin
   
   
   Feses atau tinja sapi adalah produk buangan saluran pencernaan yang dikeluarkan melalui anus atau kloaka sehingga kadang terkonotasi sebagai sesuatu yang jorok dan menjijikkan.
   
   
   
   
   2.3    Energi Alternatif
   
   
                energi adalah daya kerja atau tenaga, energi berasal dari bahasa Yunani yaitu energia yang merupakan kemampuan untuk melakukan usaha.
   Menurut Thesaurus, Alternatif adalah opsi, pilihan, preferensi, seleksi; pengganti, substitusi, surogat.
   Dapat disimpulkan bahwaEnergi alternatif adalah istilah yang merujuk kepada semua energi yang dapat digunakan yang bertujuan untuk menggantikan bahan bakar konvensional tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut.
   
   
   
   
   2.4    Cara Membuat Biogas
   
   

1. Menurut Agus Mardiansyah

• Kotoran sapi kira2 1kg atau berapalah dibungkus plastik kemudian di kubur dalam tanah selama kurang lebih 1-3 bulan
• Buat wadah untuk tempatnya misalnya gali tanah atau di tong sampah jangan lupa buat lubang atau apalah untuk nyalurin gas yang dihasilkannya melalui selang
• Masukkan kotoran sapi tadi ke dalam tempat yang sudah disediakan tadi kemudian tambahkan kotoran sapi atau sampah organik lain tutup tempatnya tunggu sampai kotoran sapi tadi diuraikan bakteri
  
  

1. Menurut Pisca Astrian

• Mencampurkan kotoran sapi yang masih baru keluar dari anus sapi dengan air ( perbandingannya 1:1) di bak pencampuran / tempat yang telah disediakan.
• Setelah itu, campuran itu akan masuk ke dalam reaktor /digesternya dan disitu akan terjadi reaksinya.
• Gas yang dihasilkan akan tertampung dengan sendirinya melalui saluran pipa yang telah disambungkan ke tempat penampungan gas.
• Gas yang dihasilkan dapat dibakar dan menjadi api sehingga bisa digunakan untuk memasak
  
  

1. Menurut Amprasto Amprasto

• Siapkan starter (diambil dari kotoran sapi/ruminantia, kira-kira 1 jrigen, simpan selama 2 minggu
• Siapkan kontainer (bisa menggunakan drum bekas yang di lubangi salah satu sisinya.
• Siapkan drum lain berukuran lebih kecil dengan keran.
• Siapkan kotoran sapi, kerbau, kuda, atau kotoran hewan lain dan sisa dedauanan/rumput.
• Masukan 1 ember limbah  organik tersebut dalam drum, tambahkan satu ember air, aduk, demikian seterusnya sampai volume drum 80%, masukan starter, aduk hingga merata.
• Masukan drum yang lebih kecil. Biarkan kira-kira 4 minggu, sudah mulai dihasilkan gas, dengan indikasi drum kecil terangkat.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  2.5    Manfaat / Keuntungan Penggunaan Biogas
  
  

1. Biogas merupakan energi tanpa menggunakan material yang masih memiliki manfaat termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak keseimbangan karbondioksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan (deforestation) dan perusakan tanah.
2. Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya.
3. Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya duatmosfer akan meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar maka akan mengurangi gas metana di udara.
4. Limbah berupa sampah kotoran hewan dan manusia merupakan material yang tidak bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah.
5. Selain keuntungan energy yang didapat dari proses anaerobik digestion dengan menghasilkan gas bio, produk samping seperti sludge. Meterial ini diperoleh dari sisa proses anaerobik digestion yang berupa padat dan cair. Masing-masing dapat digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.
6. dapat menggantikan gas alam terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan
7. Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-lain tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia. Pupuk organik dari biogas telah dicobakan pada tanaman jagung, bawang merah dan padi.
8. Mengurangi penggunaan bahan bakar lain (minyak tanah, kayu, dsb) oleh rumah tangga atau komunitas
9. Menghasilkan pupuk organik berkualitas tinggi sebagai hasil sampingan
10. Menjadi metode pengolahan sampah (raw waste) yang baik dan mengurangi pembuangan sampah ke lingkungan (aliran air/sungai)
11. Meningkatkan kualitas udara karena mengurangi asap dan jumlah karbodioksida akibat pembakaran bahan bakar minyak/kayu bakar
12. Secara ekonomi, murah dalam instalasi serta menjadi investasi yang menguntungkan dalam jangka panjang.
    
    
    
    
    BAB III
    
    
    METODELOGI PENELITIAN
    
    
    
    
    3.1    Waktu dan Tempat Pelaksanaan
               
             Tanggal                            : 12-18 Februari 2013
    Tempat                             : Desa Trimulyo, Kec. Tegineneng, Kab. Pesawaran
    
    
    3.2    Alat dan Bahan
    
    

1. Galon air mineral
2. Pisau
3. Pipa logam kecildengan diameter kira-kira 1 cm
4. Selang plastik aquarium dengan diameter 1 cm
5. Air
6. Kotoran sapi
   
   
   3.3    Metode Penelitian
           
                Metode yang digunakan penulis dalam penelitian ini adalah :

1. Browsing internet           : mencari data-data yang berhubungan                   dengan biogas melalui media internet
2. Percobaan (eksperimen)  : melakukan percobaan untuk pembuatan               biogas
   
   
   3.4    Prosedur Kerja
   
   

1. Masukan kotoran sapi sampai setengah galon
2. Isilah galon tersebut dengan air secukupnya, lalu tutup yang rapat (jangan sampai ada lubang sedikit pun)
3. Simpan selama 7 hari
4. Siapkan pipa logam dengan diameter 1 cm sepanjang 10 cm dan 20 cm (2 buah)
5. Siapkan selang plastik aquarium dengan diameter 1 cm, sepanjang 1 m
6. Lubangi tutup galon air mineral sedikit saja (jangan di buka tutupnya agar gas tidak hilang/habis menguap)
7. Lalu tusukan pipa logam pada tutup tersebut
8. Kemudian sambungkan selang plastik ke pipa logam pada tutup logam tersebut
9. Di ujung selang satunya, sambungkan pipa logam 20 cm
10. Sulutlah dengan korek api
    
    
    BAB IV
    
    
    DATA DAN PEMBAHASAN
    
    
    
    

1. Hasil Percobaan
   
   
   Berdasarkan penelitian yang di lakukan penulis dapat di peroleh data sebagai berikut:
   
   
   Tabel hasil pengujian kalori (kj/kg) terhadap biogas yang dibandingkan dengan bahan bakar lain
   
   

Bahan Bakar	Nilai Kalori ( KJ/Kg )
Biogas	15.000 KJ/Kg
Arang	7.000 KJ/Kg
Kayu	2.400 KJ/Kg
Minyak Tanah	8.000 KJ/Kg

Tabel hasil Pengujian komponen yang terdapat dalam 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

4.2    Pembahasan

                       

                        Berdasarkan data yang diperoleh dapat dibahas beberapa hal yaitu:

1. Kalori Biogas
   
   
   Jika dibandingkan dengan bahan bakar nabati lainnya, nilai kalori Biogas sangat tinggi. Oleh sebab itu, aplikasi penggunaan biogas bisa dikembangkan untuk memasak dan penerangan (menghasilkan listrik).
2. Komponen Biogas
   
   
   Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH4). Semakin tinggi kandungan metana maka semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metana semakin kecil nilai kalor. Kualitas biogas dapat ditingkatkan dengan memperlakukan beberapa parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur, kandungan air dan karbon dioksida (CO2). Hidrogen sulphur mengandung racun dan zat yang menyebabkan korosi, bila biogas mengandung senyawa ini maka akan menyebabkan gas yang berbahaya sehingga konsentrasi yang di ijinkan maksimal 5 ppm. Bila gas dibakar maka hidrogen sulphur akan lebih berbahaya karena akan membentuk senyawa baru bersama-sama oksigen, yaitu sulphur dioksida /sulphur trioksida (SO2 / SO3). senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk Sulphur acid (H2SO3) suatu senyawa yang lebih korosif. Parameter yang kedua adalah menghilangkan kandungan karbon dioksida yang memiliki tujuan untuk meningkatkan kualitas, sehingga gas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan air dalam biogas akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan korosif.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   BAB V
   
   
   PENUTUP
   
   
   
   

1. Kesimpulan
   
   
            Dari percoban yang penulis lakukan dapat disimpulkan bahwa, biogas dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif, karena dalam biogas mengandung unsur metana yang cukup tinggi selain itu juga dibandingkan dengan bahan bakar yang lain nilai kalori pada biogas lebih tinggi. Dengan pemanfaatan biogas ini limbah ternak yang biasanya mencemari lingkungan dapat di manfaatkan sebagai sumber energial ternatif (biogas).
            Dalam peroses pembuatan biogas membutuhkan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan menggunakan alat rumah tangga yang lainnya, sehingga kecenderungan menggunakan biogas amatlah kecil di lingkungan masyarakat.
   
   
   
   
2. Saran
   
   
   Berdasarkan hasil penelitian yang telah diperoleh, maka dirasa perlu memeberikan saran-saran yang masih berkaitan dengan percobaan ini

1. Sebaiknya dalam penggunaan dalam jangka waktu yang lama perlu menggunakan peralatan pembuatan biogas yang lebih kompleks seperti, terdapat tempat pembuangan sisa limbah, penampung gas,  tempat fermentasi yang terpisah.   
2. Teknologi biogas ini terus dikaji lebih dalam, agar dapat menarik masyarakat untuk menggunakannya.
3. Adanya sosialisasi dan penyuluhan dari para peneliti ilmuan atau pemerintah terhadap masyarakat luas. Hal ini bertujuan agar masyarakat luas berminat menggunakan biogas kotoran sapi ini serta tidak ada keraguan dalam menggunakan biogas.

Read more