Biogas kimter

1. BIOGAS
Dari Kotoran Sapi
By:
Gita Ayu Auliani
Maulidiyah Hutami Widyadana
Naomi Laura Meilisa Hutabarat
Rizma Septy Anggraini
Sisty Hapsari Anindita
Yemima Tiurma Patiselano XII IPA 3

2. LATAR BELAKANG
• Banyaknya limbah ternak (feces ternak) dan komposisi
sampah kota yang lebih dari 50% termasuk sampah
organik.
• Adanya potensi yg dimiliki sampah untuk menghasilkan
energi dengan bantuan mikroorganisme dalam kondisi
anaerob
TeknologiANAEROBIC DIGESTION
• Penggunaan teknologi anaerobic digestion menjadi
alternatif yang cocok dengan adanya peningkatan harga
bahan bakar dan pupuk.

3. SEJARAH PENEMUAN BIOGAS
• Sejarah penemuan proses pencernaan anaerobik untuk
menghasilkan biogas tersebar di benua Eropa.
• Penemuan ilmuwan Volta terhadap gas yang dikeluarkan
di rawa-rawa terjadi pada tahun 1770.
• Beberapa dekade kemudian, Avogadro
mengidentifikasikan tentang gas metana.
• Setelah tahun 1875 dipastikan bahwa biogas merupakan
produk dari proses anaerobikdigestion .
• Tahun 1884 Pasteur melakukan penelitian tentang
biogas menggunakan kotoran hewan.
• Era penelitian Pasteur menjadi landasan untuk penelitian
biogas hingga saat ini.

4. DEFINISI BIOGAS
Biogas merupakan gas yang dihasilkan
oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari
bahan-bahan organik termasuk diantaranya;
kotoran hewan, limbah domestik rumah tangga
(kotoran manusia), sampahbiodegradable atau
setiap limbah organik yangbiodegradable dalam
kondisi anaerobik.Kandungan utama dalam
biogas adalah metana (CH4)dan karbon
dioksida (CO2).

5. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi
Proses Pembuatan Biogas
• Laju proses anaerob yang tinggi sangat
ditentukan oleh faktor-faktor yang
mempengaruhi mikroorganisme, diantaranya:
• 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).

6. • 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.

7. • Faktor Konsentrasi Padatan
• Konsentrasi ideal padatan untuk memproduksi biogas
adalah 7-9% kandungan kering. Kondisi ini dapat
membuat proses digester anaerob berjalan dengan baik.
• 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.

8. • Nutrisi
• 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.
Bakteri anaerobik membutuhkan nutrisi sebagai sumber
energi yang mengandung nitrogen, fosfor, magnesium, sodium,
mangan, kalsium dan kobalt. 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 .
• DLL.

9. KOMPOSISI BIOGAS (%)
KOTORAN SAPI
Jenis Gas Kotoran Sapi
Metana (CH4) 65,7
Karbon dioksida (CO2) 27,0
Nitrogen (N2) 2,3
Karbon monoksida (CO) 0
Oksigen (O2) 0,1
Propena (C3H8) 0,7
Hidrogen sulfida (H2S) -
Nilai kalori (kkal/m2) 6513

10. REAKSI BIOGAS
• Secara kimiawi, proses terbentuknya biogas
berupa metana dan karbondioksida adalah
sebagai berikut,
• Untuk substrat berupa selulosa:
• (C6H10O5)n + n H2O —— > 3n CO2 + 3n
CH4
• Untuk subtrat berupa senyawa komplek seperti
lignin, tanin, dan polimer aromatik:
• 4 C6H5COOH + 18 H2 O —— > 15 CH4 +
CO2

11. PRINSIP TEKNOLOGI BIOGAS
 Dasar-Dasar Teknologi Biogas:
 Biogas adalah gas mudah terbakar (flammable) yang
dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik
oleh bakteri-bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam
kondisi kedap udara).
 Pada umumnya semua jenis bahan organik bisa diproses
untuk menghasilkan biogas, namun demikian hanya bahan
organik (padat, cair) homogen seperti kotoran dan urine
(air kencing) hewan ternak yang cocok untuk sistem
biogas sederhana. Disamping itu juga
sangat mungkin menyatukan saluran pembuangan
di kamar mandi atau WC ke dalam sistem Biogas.

12.  Di daerah yang banyak industri pemrosesan makanan antara
lain tahu, tempe, ikan pindang atau brem bisa
menyatukan saluran limbahnya ke dalam sistem Biogas,
sehingga limbah industri tersebut tidak mencemari lingkungan
di sekitarnya. 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 pa-rameter-
parameter lain seperti temperatur digester, pH, tekanan
dan kelembaban udara. Salah satu cara menentukan bahan
organik yang sesuai untuk menjadi bahan masukan sistem Bio-gas
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.

13. ALAT DAN BAHAN
• Selang, Pipa, Kompor gas yang berfungsi sebagai pembakar
gas metana dan digunakan untuk memasak.
• Bak penampungan kompos yang berukuran 2x 3 meter. Yang
dibuat dengan cara menggali pada tanah dengan kedalaman 1 m.
digunakan sebagai penampungan kompos hasil digester.
• Digester, merupakan bagian utama dari instalasi biogas. Untuk
membuatnya digunakan bahan bangunan misalnya pasir, batu,
bata, semen, cat, besi, pipa dan lain lain.
• Bak penampungan yang terbuat dari kotak berukuran 0.5 m X
0.5 m x 0.5 m yang akan digunakan sebagai tempat pengenceran
kotoran sapi.
• Plastik penampungan biogas yang terbuat dari plastik yang
berbahan tebal yang digunakan untuk menampung gas metan
yang dihasilkan dan akan disalurkan ke kompor.

14. CARA PEMBUATAN
BIOGAS
• Campur kotoran sapi dengan air dengan perbandingan 1:1 pada bak
penampungan sementara.Aduk hingga kotoran sapi berupa seperti
lumpur.
• Kemudian alirkan lumpur kotoran sapi tadi ke digester sampai penuh.
• Tambahkan starter yang mudah dibeli di pasaran sebanyak 1 liter
serta isi dengan rumen segar yang didapat dari tempat pemotongan
hewan. Setelah penuh, tutup kran untuk lanjut ke proses fermentasi.
• Pada hari 1-8 yang dihasilkan yaitu CO2. Sedangkan pada hari ke
10 fermentasi gas metan sudah mulai dihasilkan.
• Saat sudah 14 hari gas sudah dapat digunakan untuk memasak di
kompor gas atau media lainnya. Biogas yang dihasilkan ini tidak
berbau kotoran sapi.
• Jangan lupa pada digester selalu diisi dengan kotoran sapi yang
sudah di buat seperti lumpur pada awal tadi.

15. GAMBAR REAKTOR
BIOGAS

16. CARA KERJA REAKTOR
BIOGAS

17. PROSES KIMIA
PEMBUATAN BIOGAS
Tahap I Hidrolisis
• Hidrolisa substrat utama seperti karbohidrat, lemak,
dan protein dalam limbah ternak menjadi senyawa-senyawa
sederhana, seperti asam asetat, alkohol,
CO2, NH3, dan sulfida.
• Bakteri yang berperanClostridium acteinum,
Bacteriodes ruminicola , Bifidobacterium sp ,
Eschericia sp , Enterobacter sp , danDesulfobio
sp .

18. Tahap 2 Acidogenesis-Asetogenesis
• Bakteri mengoksidasi asam berantai
karbon panjang, seperti asetat dan alkohol
yang dilakukan olehLactobacillus sp ,
Streptococcus sp .
Tahap 3 Metanogenesis
• Bakteri methanogenik menggunakanH2,
CO2, dan asetat untuk pertumbuhannya,
serta memproduksiCH4 danCO2.

19. • Urea yang berasal dari protein dihidrolisa oleh
bakteri menjadi gas metan (CH4) danNH4
+.
• Asam asetat serta asam propionat dari lemak
difermentasi menjadi gas metan danCO2
• CO2 yang dihasilkan direduksi menjadiCH4 dan
H2O.
• Bakteri yang berperan pada tahap ini adalah
Methanobacterium melianskii , Methanococcus sp ,
danMethanosarcina sp
• 70% metan dihasilkan dari asam asetat, 15% dariH2
danCO2, 15% lagi dari reduksi metanol

20. KELEBIHAN DAN
KEKURANGAN BIOGAS
• Selain bermanfaat sebagai pengganti bahan
bakar, ada sejumlah kelebihan yang dapat
diperoleh dari biogas terhadap lingkungan, antara
lain:
• Masyarakat tak perlu menebang pohon untuk
dijadikan kayu bakar.
• Proses memasak jadi lebih bersih, dan sehat
karena tidak mengeluarkan asap.
• Kandang hewan menjadi semakin bersih karena
limbah kotoran kandang langsung dapat diolah.
• Sisa limbah yang dikeluarkan dari biodigester
dapat dijadikan pupuk sehingga tidak mencemari
lingkungan.
• Dapat berkontribusi menurunkan emisi gas rumah
kaca melalui pengurangan pemakaian bahan bakar
kayu dan bahan bakar minyak.
• Realatif lebih aman dari ancaman bahaya
kebakaran.
• Adapun
kekurangannya adalah:
• 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.

22. ANY QUESTION?