metopen gabungan

Download METOPEN GABUNGAN

Post on 10-Dec-2015

230 views

Category:

Documents

12 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Metode Penelitian

TRANSCRIPT

Ide : Energi

Tema : Pemanfaatan Tanaman Eceng Gondok dalam Pembuatan Biogas

Judul :

PEMBUATAN BIOGAS DENGAN MENGGUNAKAN TANAMAN ECENG GONDOK DENGAN KOTORAN SAPI SEBAGAI BIOSTARTER

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Eceng gondok merupakan salah satu tanaman air yang banyak tersebar di berbagai perairan di permukaan bumi, seperti sungai, danau, waduk, dll. Eceng gondok merupakan tanaman gulma yang dapat mengganggu ekosistem biota air. Tanaman ini tersebar luas di atas permukaan air sehingga dapat menyebabkan sinar matahari tidak dapat masuk ke dalam air. Selain menghalangi sinar matahari, apabila persebaran eceng gondok ini dibiarkan maka tanaman ini juga dapat menyebabkan berkurangnya kapasitas tampung pada badan air.

Eceng gondok mengandung selulosa dan hemiselulosa pada kadar tinggi dan lignin yang rendah sehingga berpotensi menjadikan tanaman ini bahan baku dalam pembuatan biogas. Hemiselulosa merupakan polisakarida kompleks yang merupakan campuran polimer yang jika dihidrolis akan menghasilkan dua senyawa campuran sederhan yaitu metana dan karbon dioksida.

Pada penelitian Saputri, et al(2010) dalam perlakuan dengan hidrolisis asam pada eceng gondok tanpa penggunaan biostarter menghasilkan o,1 kali. Sedangkan dengan menggunakan kotoran sapi sebagai biostarter dapat menghasilkan 6,3 kali. Sehingga bila dilakukan perlakuan tanpa menggunakan biostarter akan terkendala dalam sedikitnya jumlah biogas yang dihasilkan dan juga waktu produksi yang lama. Kemudian dilakukan perlakuan dengan menggunakan campuran kotoran sapi dan EM4 untuk meningkatkan jumlah biogas yang dihasilkan dan juga mempercepat waktu produksi.

Dalam penelitian ini digunakan campuran eceng gondok dalam pembuatan biogas. Sehingga eceng gondok tidak hanya dikenal sebagai tanaman pengganggu tapi juga dapat menghasilkan energi yang dapat bermanfaat bagi masyarakat luas.

1.2 Rumusan Masalah

a. Berapa banyak biogas yang akan dihasilkan dalam penelitian ini

b. Berapa lama waktu yang dibutuhkan dalam pembentukan biogas ini dengan bantuan biostarter

c. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi pembentukan biogas dengan campuaran eceng gondok dan kotoran sapi.

1.3 Batasan Masalah

a. Penelitian ini hanya dalam skala laboratorium

b. Pengujian biogas ini dilakukan secara continue selama 10 minggu

c. Pengujian dilakukan satu kali dalam seminggu dengan menggunakan 1 liter bahan baku dalam setiap pengujian.

1.4 Tujuan

Tujuan penelitian yang dirumuskan dalam bentuk uraian sebagai berikut :

a. Mengetahui banyaknya biogas yang akan dihasiklan dalam penelitian ini.

b. Mengetahui waktu yang dibutuhkan dalam pembentukan biogas dengan bantuan biostarter

c. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan biogas.

1.5 Manfaat Penelitian

a. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat ilmu bagi masyarakat tentang pembuatan energi alternatif biogas dengan menggunakan tanaman eceng gondok dan kotoran sapi.

b. Penelitian ini diharapkan dapat menyadarkan masyarakat akan pentingnya menemukan energi alternatif bagi kehidupan di masa kini dan yang akan datang..

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Biogas

2.1.1 Karakteristik Biogas

Biogas adalah campuran beberapa gas yang merupakan hasil fermentasi dari bahan organik dalam kondisi anaerobik, dengan gas yang dominan adalah gas metana (CH4) dan gas karbon dioksida (CO2).Komposisi biogas dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 2.1. Komposisi biogas

NoKomponen BiogasRumusPersentase (%)

1MetanCH455-65%

2KarbondioksidaCO236-45%

3NitrogenN20-3%

4HidrogenH20-1%

5OksigenO20-1%

6Hidrogen SulfidaH2S0-1%

Sumber : Energy Resources Development dalam Kadir (1987)

Biogas mempunyai sifat mudah terbakar dan dapat menyala dengan sendirinya pada suhu 650750C. Panas pembakaran yang dihasilkan berkisar antara 19,7 sampai dengan 23 Mega Joule (MJ)/m3. Energi yang dihasilkan setaraf dengan 21,5 MJ atau 563 Btu/ft3. Kerapatan relatif sekitar 80% dari kerapatan udara dan 120% kerapatan metan (Yani dan Darwis, 1990).

Gas metana (CH4) yang merupakan komponen utama biogas merupakan bahan bakar yang berguna karena mempunyai nilai kalor yang cukup tinggi (Tabel 2).Karena nilai kalor yang cukup tinggi itulah biogas dapat dipergunakan untuk keperluan penerangan, memasak, menggerakkan mesin dan sebagainya (Abdullah, 1991; GTZ, 1997; UN, 1980 dalam Nurhasanah dkk, 2006).Sistem produksi biogas juga mempunyai beberapa keuntungan seperti (a) mengurangi pengaruh gas rumah kaca, (b) mengurangi polusi bau yang tidak sedap, (c) sebagai pupuk dan (d) produksi daya dan panas (Koopmans, 1998; UN, 1980; Yapp et al., 2005 dalam Nurhasanah dkk, 2006).Tabel 2.2. Nilai Kalori Biogas dan Bahan Bakar Lain

Bahan BakarNilai Kalori (KJ/Kg)

Bio Gas15.000

Kayu2.400

Arang7.000

Minyak Tanah8.000

(Ginting, 2007).

Proses pembentukan biogas dipengaruhi oleh keberadaan jenis mikroba dan kondisi fermentasi anaerobik. Jenis mikroba yang digunakan dalam proses fermentasi anaerobik ini adalah bakteri methanogen. Pertumbuhan bakteri methanogen ini akan terhambat dalam konsentrasi oksigen terlarut 0,01 mg/L, sehingga kondisi proses tidak memperbolehkan adanya oksigen. Bakteri ini banyak ditemukan di dalam feses sapi, dasar danau, dan perairan payau (Yani dan Darwis, 1990).

Selama ini pembakaran bahan bakar fosil akan menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) yang secara tidak langsung mengakibatkan efek rumah kaca (green house effect) dan bermuara pada pemanasan global (global warming). Namun, penggunaan biogas akan memberikan perlawanan terhadap efek rumah kaca karena biogas akan mensubstitusi penggunaan bahan bakar fosil sebagai sumber energi. Selain itu, gas metana yang dihasilkan secara alami oleh feses yang menumpuk merupakan gas penyumbang terbesar pada efek rumah kaca.Pembakaran metana pada biogas mengubahnya menjadi CO2 sehingga mengurangi jumlah metan di udara (Dahuri, 2007).

Proses fermentasi anaerobik tidak hanya menghasilkan gas metana, tetapi juga menghasilkan buangan (sludge). Sludge dapat dimanfaatkan sebagai pupuk yang dapat memperbaiki struktur tanah dan memberikan kandungan unsur hara yang diperlukan oleh tanaman dan hasil metabolisme cacing tanah dimanfaatkan untuk menyuburkan tanah (Sahidu, 1983).2.1.2 Bahan Baku dalam Pembuatan Biogas

Menurut Hambali et al., bahwa ada tiga jenis bahan baku yang prospektif untuk dikembangkan sebagai bahan baku biogas, diantaranya kotoran hewan dan manusia, sampah organik dan limbah cair.

1. Kotoran Hewan dan Manusia

Pemanfaatan kotoran ternak dan manusia sebagai bahan baku biogas akan mengatasi beberapa permasalahan yang timbul akibat kotoran tersebut bila dibandingkan limbah lain yang menumpuk tanpa pengolahan. Kotoran hewan yang menumpuk akan mencemari lingkungan. Jika kotoran tersebut terbawa air masuk kedalam tanah atau sungai. Sebagai bahan baku biogas, ketersediaan kotoran hewan sangat melimpah. Hewan-hewan tersebut diperlihara baik dalam jumlah besar di peternakan maupun dipelihara secara individu dalam jumlah kecil oleh rumah tangga. Berdasarkan hasil estimasi, seekor sapi dalam satu hari dapat menghasilkan kotoran sebanyak 10 - 30 kg, seekor ayam menghasilkan kotoran 25 gram per hari dan seekor babi dewasa menghasilkan kotoran 4,5 5,3 kg per hari. Berdasarkan hasil riset yang pernah ada diketahui bahwa setiap 10 kg kotoran ternak sapi berpotensi menghasilkan 360 liter biogas dan 20 kg kotoran babi menghasilkan 1,379 liter biogas.2. Sampah Organik Padat

Secara garis besar, sampah dibedakan menjadi tiga jenis yaitu anorganik, organik dan khusus.Sampah organik berasal dari bahan-bahan penyusun tumbuhan dan hewan yang diambil dari alam atau dihasilkan dari kegiatan pertanian, perikanan, kegiatan rumah tangga, industri dan kegiatan lainnya. Sampah organik ini dengan mudah dapat diuraikan dalam proses alami. Potensi sampah di Indonesia sangat besar. Khususnya untuk rumah tangga, jumlah yang dihasilkan pada tahun 2020 diperkirakan akan meningkat 5 kali lipat. Diprediksi peningkatan tersebut bukan saja karena pertambahan penduduk, tetapi juga karena meningkatnya timbunan sampah perkapita yang disebabkan oleh perbaikan tingkat ekonomi dan kesejahteraan. Berdasarkan hasil penelitian, pembuatan biogas dari sampah organik menghasilkan biogas dengan komposisi metan 51,33 58,18% dan gas CO2 41,82 48,67% campuran sampah organik tersebut dengan kotoran dapat meningkatkan komposisi metan dalam biogas.

3. Limbah Organik Cair

Limbah cair merupakan sisa pembuangan yang dihasilkan dari suatu proses yang sudah tidak dipergunakan. Kegiatan-kegiatan yang berpotensi sebagai penghasil limbah cair antara lain kegiatan industri, rumah tangga, peternakan, dan pertanian. Saat ini kegiatan rumah tangga mendominasi jumlah limbah cair dengan persentase sekitar 40 % dan diikuti oleh limbah industri 30% dan sisanya limbah rumah sakit, pertanian, peternakan, atau limbah lainnya. Komponen utama limbah cair adalah air (99%) sisanya yaitu bahan padat yang bergantung pada asal buangan tersebut. Tidak semua limbah cair dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biogas, hanya limbah cair organik yang dapat digunakan sebagai bahan baku biogas. Limbah tersebut diantaranya urin hewan, limbah cair rumah tangga, dan limbah cair industriseperti, industri tahu, tempe, tapioka, brem dan rumah potong hewan. Pengolahan limbah cair untuk biogas dilakukan dengan mengumpulkan limbah cair dengan digester anaerob yang diisi dengan media penyangga yang berfungsi sebagai tempat hidup bakteri anaerob.2.1.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Terbentuknya Biogas

Menurut Wahyuni (2009), proses fermentasi mengacu pada