makalah

MAKALAH BIOLOGI

MANFAAT BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG PERTANIAN

DALAM PEMBUATAN GAS BIO

DISUSUN

O

L

E

H

KELOMPOK KOLEORIZA

DASMAN SANGKELANA PUTRA

RIKCKY ARY SUBAGJA

RISKA ALFIANI KHUSNA

RISKY RAHADIAN PUTRA

VIA ARFIANI

XII IPA 3

DINAS PENDIDIKAN KABUPATEN PELALAWAN

SMAN 1 PANGKALAN KURAS

2011/2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami ucapkan kehadirat Allah yang maha kuasa, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya jualah saya bisa menyelesaikan makalah biologi ini.
Kami menyadari bahwa dalam pembuatan laporan ini masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, kami mohon maaf yang sebesar-besarnya, karena kami masih dalam proses belajar. Kami juga mengharapkan kritik dan sarannya untuk kesempurnaan makalah ini di masa yang akan datang.
Semoga makalah ini dapat berguna dan bermanfaat bagi pembaca khususnya penyusun sendiri.

, Februari 2012
penyusun



BAB I
PENDAHULUAN

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. Selain itu, peningkatan harga minyak dunia hingga mencapai 100 U$ per barel juga menjadi alasan yang serius yang menimpa banyak negara didunia terutama Indonesia.
Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan bangsa Indonesia. Konsumsi BBM yang mencapai 1,3 juta/barel tidak seimbang dengan produksinya yang nilainya sekitar 1 juta/barel sehingga terdapat defisit yang harus dipenuhi melalui impor.
Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak, kita dapat mengembangkan sumber energi alternatif sebagai bahan bakar minyak. Kita juga bisa menggunakan sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak.
Salah satu sumber energi altrnatif adalah Biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat dimanfatkan menjadi energi melalui proses anaerobic digestion. Proses ini merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil.

2. RUMUSAN MASALAH

1. Apakah biogas itu?
2. Apakah maanfaat biogas?
3. Bagaimana cara pembuatan biogas?

3. TUJUAN PENELITIAN
   1. Mengetahui pengertian dari biogas,
   2. Mengetahui manfaat dari biogas,
   3. Mengetahui cara pembuatan biogas.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia 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), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida”>karbon dioksida.


BAB III
PEMBAHASAN

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. 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.

1. SEJARAH BIOGAS

Sejarah penemuan proses anaerobik digestion untuk menghasilkan biogas
tersebar dibenua Eropa. Penemuan ilmuan Alessandro Volta terhadap gas yang
dikeluarkan dirawa-rawa terjadi pada tahun 1770, beberapa decade kemudian
Avogadro mengidentifikasikan tentang gas Methana. Setelah tahun 1875 dipastikan
bahwa biogas merupakan produk dari proses anaerobik digestion. Tahun 1884
Pateour melakukan penelitian tantang biogas menggunakan kotoran hewan. Era
penelitian Pasteour menjadi landasan untuk penelitian biogas hingga saat ini. Pada
akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Di Jerman dan
Perancis melakukan riset pada masa antara dua perang dunia dan beberapa unit
pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama perang dunia II
banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk
menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga
BBM semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an pemakaian
biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di Negara-negara berkembang kebutuhan akan
sumber energi yang murah dan selalu tersedia ada. Kegiatan produksi biogas di India
telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900.

1. 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.

1. ALAT PEMBANGKIT BIOGAS

Ada dua tipe alat pembangkit biogas atau digester, yaitu tipe terapung (floating type) dan tipe kubah tetap (fixed dome type). Tipe terapung dikembangkan di India yang terdiri atas sumur pencerna dan di atasnya ditaruh drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester. Sumur dibangun dengan menggunakan bahan-bahan yang biasa digunakan untuk membuat fondasi rumah, seperti pasir, batu bata, dan semen. Karena dikembangkan di India, maka digester ini disebut juga tipe India. Pada tahun 1978/79 di India terdapat l.k. 80.000 unit dan selama kurun waktu 1980-85 ditargetkan pembangunan sampai 400.000 unit alat ini.
Tipe kubah adalah berupa digester yang dibangun dengan menggali tanah kemudian dibuat bangunan dengan bata, pasir, dan semen yang berbentuk seperti rongga yang ketat udara dan berstruktur seperti kubah (bulatan setengah bola). Tipe ini dikembangkan di China sehingga disebut juga tipe kubah atau tipe China (lihat gambar). Tahun 1980 sebanyak tujuh juta unit alat ini telah dibangun di China dan penggunaannya meliputi untuk menggerakkan alat-alat pertanian dan untuk generator tenaga listrik. Terdapat dua macam tipe ukuran kecil untuk rumah tangga dengan volume 6-10 meter kubik dan tipe besar 60-180 meter kubik untuk kelompok.
Di dalam digester bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas methan. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain. Biogas dihasilkan dengan mencampur limbah yang sebagian besar terdiri atas kotoran ternak dengan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup banyak.
Untuk pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai satu bulan sebelum dihasilkan gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali diaduk, sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan melalui saluran pengeluaran. Sisa dari limbah yang telah â?dicernaâ? oleh bakteri methan atau bakteri biogas, yang disebut slurry atau lumpur, mempunyai kandungan hara yang sama dengan pupuk organik yang telah matang sebagaimana halnya kompos sehingga dapat langsung digunakan untuk memupuk tanaman, atau jika akan disimpan atau diperjualbelikan dapat dikeringkan di bawah sinar matahari sebelum dimasukkan ke dalam karung.
Untuk permulaan memang diperlukan biaya untuk membangun pembangkit (digester) biogas yang relatif besar bagi penduduk pedesaan. Namun sekali berdiri, alat tersebut dapat dipergunakan dan menghasilkan biogas selama bertahun-tahun. Untuk ukuran 8 meter kubik tipe kubah alat ini, cocok bagi petani yang memiliki 3 ekor sapi atau 8 ekor kambing atau 100 ekor ayam di samping juga mempunyai sumber air yang cukup dan limbah tanaman sebagai pelengkap biomassa. Setiap unit yang diisi sebanyak 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas yang dapat dipergunakan untuk memasak dan penerangan. Biogas cocok dikembangkan di daerah-daerah yang memiliki biomassa berlimpah, terutama di sentra-sentra produksi padi dan ternak di Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Selatan, Bali, dan lain-lain.
Pembangkit biogas juga cocok dibangun untuk peternakan sapi perah atau peternakan ayam dengan mendesain pengaliran tinja ternak ke dalam digester. Kompleks perumahan juga dapat dirancang untuk menyalurkan tinja ke tempat pengolahan biogas bersama. Negara-negara maju banyak yang menerapkan sistem ini sebagai bagian usaha untuk daur ulang dan mengurangi polusi dan biaya pengelolaan limbah. Jadi dapat disimpulkan bahwa biogas mempunyai berbagai manfaat, yaitu menghasilkan gas, ikut menjaga kelestarian lingkungan, mengurangi polusi dan meningkatkan kebersihan dan kesehatan, serta penghasil pupuk organik yang bermutu.
Untuk menuai hasil yang signifikan, memang diperlukan gerakan secara massal, terarah, dan terencana meliputi pengembangan teknologi, penyuluhan, dan pendampingan. Dalam jangka panjang, gerakan pengembangan biogas dapat membantu penghematan sumber daya minyak bumi dan sumber daya kehutanan. Mengenai pembiayaannya mungkin secara bertahap sebagian subsidi BBM dialihkan untuk pembangunan unit-unit pembangkit biogas. Melalui jalan ini, mungkin imbauan pemerintah mengajak masyarakat untuk bersama-sama memecahkan masalah energi sebagian dapat direalisasikan.

1. PEMBUATAN BIOGAS

Ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan biogas, yaitu:

1. Kelompok bakteri fermentatif: Steptococci, Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae
2. Kelompok bakteri asetogenik: Desulfovibrio
3. Kelompok bakteri metana: Mathanobacterium, Mathanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus

Bakteri methanogen secara alami dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti: air bersih, endapan air laut, sapi, kambing, lumpur (sludge) kotoran anaerob ataupun TPA (Tempat Pembuangan Akhir).





a. alat dan bahan
1. Alat
1. Kran Ø1 Inc
2. Pipa 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.
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.

2. Bahan
1. bahan organik yang akan digunakan
2. air
3. bakteri pengurai

b. cara pembuatan
Berikut langkah-langkah untuk pembuatan biogas:
1. 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. Kalau sulit mencari kotoran hewan, maka percuma aja. Untuk itu diperlukan survey terlebih dahulu.
2. 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).
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6.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.

1. MANFAAT BIOGAS

1. Mengurangi penggunaan bahan bakar lain (minyak tanah, kayu, dsb) oleh rumah tangga atau komunitas
2.  Menghasilkan pupuk organik berkualitas tinggi sebagai hasil sampingan
3.  Menjadi metode pengolahan sampah (raw waste) yang baik dan mengurangi pembuangan sampah ke lingkungan (aliran air/sungai)
4. Meningkatkan kualitas udara karena mengurangi asap dan jumlah karbodioksida akibat pembakaran bahan bakar minyak/kayu bakar
5. Secara ekonomi, murah dalam instalasi serta menjadi investasi yang menguntungkan dalam jangka panjang



BAB IV
KESIMPULAN

1. 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.
2. Biogas memiliki banyak manfaat dan keungguln.
3. 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%.