Kamis, 20 Juni 2013



MAKALAH
TEKNOLOGI BIOPROSES
BIOGAS
Disusunoleh
KELOMPOK III
Theresiya D Tandi
Lucky AgungWiranata
Muhammad Adnan
Yusriadi
Vusvita Novitasari
Hariaty T.S

JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG
2013


DAFTAR ISI
Halaman Judul.................................................................................................. 1
Daftar Isi........................................................................................................... 2
 Bab I
Pendahuluan..................................................................................................... 3
Bab II
PROSES PEMBENTUKAN BIOGAS
            2.1 Bahan baku pembuatan biogas....................................................... 4
            2.2 Mikroba yang berperan....................................................................4
            2.3Mekanisme pembentukan biogas ....................................................5
Bab III
Penutup
3.1  Mamfaat dan keguanaan biogas ...................................................14
3.2  Kesimpulan ...................................................................................14
3.3  Daftar pustaka............................................................................... 15










BAB I
PENDAHULUAN
            Seperti yang kita ketahui bahwa dalam kehidupan kita sehari-hari, kita memerlukan gas metan atau yang kita kenal dengan sebutan gas LPG, untuk melakukan pekerjaan dapur, seperti memasak, menggoreng, dan lain sebagainya. Seiring dengan perkembangan waktu, ketersediaanuntuk gas LPG sudahsangatmenipis, sehingga kita perlu mencari alternatif  yang lain untuk menggatikan gas LPG tersebut. Dari persoalan itulah maka,dibuat sebuah alternatif pengganti gas LPG ini yang disebut biogas. Perlu kita ketahui bahwa biogas ini adalah gas yang dihasilkandari proses fermentasibahan-bahanorganikolehbakteri-bakterianaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi kedap udara), untuk membuat biogas ini, bahan-bahan yang dibutuhkan sangatlah mudah untuk didapatkan, dimana untuk alat-alat yang diperlukan sangat banyak, contohnya plastik, botol minuman bekas, pipa-pipa bekas dan banyak lagi, begitu pun dengan bahan-bahan yang diperlukan untuk membuat biogas itu sendiri, misalnya saja enceng gondok, kotoran organik, briket sampah. Meskipun alat dan bahan yang digunakan sangat mudah didapatkan, tetapi mamfaat yang diperoleh sangatlah besar, karena biogas yang dihasilkan dapat dijadikan sebagai pengganti gas LPG, yang jumlah semakin menipis dan harganya juga relatife mahal.






                                                            BAB II                      
PROSES PEMBENTUKAN BIOGAS
1.1  Bahan Baku Pembuatan Biogas
Bahan baku pembentukan biogas adalah sebagai berikut :
a)   Biogas dari EcengGondok
Eceng gondok adalah tanaman yang mengandung selulosa dalam jumlah banyak dan selulosa inilah yang bisa digunakan sebagai bahan baker alternatif.Eceng gondok dirajang / ditumbuk halus kemudian ditambah air bersih.Eceng gondok kemudian dimasukkan ke dalam tabung fermentasi20 kg eceng gondok dicampur dengan 20 kiloliter air, lantas diaduk merata dapat menghasilkan gas yang dapat dipakai selama 7 hari, dan setiap harinya dapat dipakai selama 30 menit.Eceng gondok seberat 30 kg yang telah dirajang tanpa ditumbuk dapat menghasilkan gas yang dapat dipakai selama 7 hari, dan setiap harinya dapat dipakai selama 90 menit.
b)     Biogas Kotoran Organik
kotoranorganiktersebutdicmapur dengan air. Biasanya campuran antara kotoran dan air menggunakan perbandingan 1:1 atau bisa juga menggunakan perbandingan 1:1,5. Suhu selama proses berlangsung, karena ini menyangkut keoptimalan hidup bakteri pemroses biogas antara 27–28 derajat celcius.
c)      Biogas dari Briket Sampah
Daun-daunan itu dapat diambil dari sisa sampah pasar atau sayuran seperti bayam, kangkung, atau sawi yang sudah terbuang.Persentase komposisi bahan pembuatan briket organic adalah 80% arang sampah organik kering dan campuran daun segar. Jadi, bila di campurkan 800 g sampah organic membutuhkan 200 g daun segar. Setelah tercampur rata, adonan dicetak dengan ukurandan bentuk sebagai briket.Briket itu dijemur di bawah sinar matahari sampai kering dengan cara meletakkan dan menganngkatnya di telapaktangan. Briket kering terasa ringan dan jelaga di permukaan tidak terlalu mengotori telapak tangan.
1.2  Mikroba Yang Berperan
Bakteri yang berperandalam proses pencernaan anaerobik yaitu bakteri hidrolitik yang memecah bahan organik menjadi gula dan asam amino, bakteri fementatif yang mengubah gula dan asam amino menjadi asam organik, bakteri asidogenik merubah asam organik menjadi hidrogen, karbondioksida dan asam asetat, dan bakteri metanogenik yang menghasilkan gas metan dari asam asetat, hidrogen, dan karbondioksida. Bakteri metanogenik akan menghasilkan biogas yang bagus (kandungan gas metan tinggi) padasuhu 25o-30o C.
Di dalam digester biogas terdapat dua jenis bakteri yang sangat berperan yaitu bakteri asidogenik dan bakteri metanogenik. Kedua bakteri ini harus dipertahankan jumlahnya seimbang. Bakteri-bakteri inilah yang merubah bahan organik menjadi gas metan dan gas lainnya dalam siklus hidupnya.Kandungan gas metan dalam biogas yang dihasilkan tergantung pada jenis bahan baku yang dipakai. Untuk lebih jelasnya jenis bakteri yang digunakan adalah :
a)      Bakteri Streptococcus
Streptococcus ialah bakteri Gram-positif bentuk bundar yang tumbuh dalam rantai panjang dan merupakan penyebab infeksi Streptococcus Grup A. Streptococcus pyogenes menampakkan antigen grup A di dinding selnya dan beta-hemolisis saat dikultur di plat agar darah. Streptococcus pyogenes khas memproduksi zona beta-hemolisis yang besar, gangguan eritrosit sempurna dan pelepasan hemoglobin, sehingga kemudian disebut Streptococcus Grup A (beta-hemolisis). Streptococcus bersifat katalase-negatif. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 1.bakteri streptococcus
b)      Bakteri Bacteroides
Bacteroides adalah genus dari bakteri Gram negatif, berbentuk tongkat. Spesies Bacteroides tidak membentuk endospora, anaerob, dan bergerak ataupun tidak dapat bergerak, tergantung spesiesnya. Komposisi dasar DNA adalah 40-48% GC. Tidak biasa pada organisme bakteri, membran Bacteroides mengandung sphingolipid. Mereka juga mengandung meso-diaminopimelic acid pada lapisan peptidoglikan mereka
Gambar 2.Bakteri Bacteroides
c)      Bakteri enterobacteriacea
Enterobacter sakazakii merupakan bakteri gram negatif anaerob fakultatif, berbentuk koliform (kokoid), dan tidak membentuk spora. Bakteri ini termasuk dalam famili Enterobacteriaceae. Sampai tahun 1980 E. sakazakii dikenal dengan nama Enterobacter cloacae berpigmen kuning. Pada tahun 1980, bakteri ini dikukuhkan dalam genus Enterobacter sebagai suatu spesies baru yang diberi nama Enterobacter sakazakii untuk menghargai seorang bakteriolog Jepang bernama Riichi Sakazakii. Reklasifikasi ini dilakukan berdasarkan studi DNA hibridisasi yang menunjukkan kemiripan 41% dengan Citrobacter freundii dan 51% dengan Enterobacter cloacae.
Gambar 3.Bakteri enterobacteriaceae
Bakteri non metanogen bekerja lebih dulu dalam proses pembentukan biogas untuk mengubah senyawa yang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana . Bakteri non metanogen terbagi menjadi beberapa golongan, yaitu bakteri aerob dan bakteri anaerob yang termasuk golongan bakteri hidrolitik, fermentatif, dan asetogenik. Golongan bakteri hidrolitik memiliki berbagai enzim hidrolitik ekstraseluler yang disekresikan ke luar sel untuk memecah senyawa kompleks seperti polisakarida, asam nukleat, dan lipid, menjadi molekul yang lebih kecil sehingga dapat masuk ke dalam sel untuk digunakan sebagai sumber karbon dan elekton donor, contoh bakteri hidrolitik adalah bakteri genus Bacillus sp. Bacillus mampu hidup dalam lingkungan aerob atau fakultatif aerob, dapat membentuk spora dengan tipe sentral, atau terminal yang menyebabkan Bacillus lebih adaptif terhadap perubahan lingkungan, jika lingkungan menguntungkan spora bergerminasi kembali menjadi sel vegetatif. Enzim yang dimiliki oleh bakteri hidrolitik diantaranya adalah amilase, protease, lipase, gelatinase, selulase. Enzim amilase mengkatalis hidrolisis  polisakarida menjadi disakarida seperti maltosa. Enzim protease mengkatalis hidrolisis pemutusan ikatan peptida. Enzim lipase mengkatalis trigliserida menjadi asam lemak rantai panjang dan gliserol. Enzim gelatinase mengkatalis hidrolisis gelatin, gelatin merupakan suatu protein yang dapat diperoleh dari hidrolisis kolagen . Enzim selulase mengkatalis hidrolisis selulosa.
Secara umum terdapat tiga enzim selulose, yaitu endonuklease yang memutuskan ikatan non kovalen pada struktur kristal selulosa, eksoselulose yang menghidrolisis individu selulosa menjadi gula lebih sederhana, β-glukosidase yang menghidrolisis disakarida dan tetrasakarida menjadi glukosa. Glukosa yang dihasilkan dari proses hidrolisis selulosa selanjutnya dimetabolisme oleh mikroorganisme lain, dalam kondisi aerob glukosa dikonversi menjadi CO2, sedangkan pada kondisi anaerob glukosa dikonversi menjadi asam organik dan alkohol yang selanjutnya menjadi CH4 dan CO2. Menurut Atlas & Bartha beberapa mikroorganisme selulolitik diantaranya adalah Cellulomonas, Clostridium, Corynebacterium, Pseudomonas, Vibrio, Chaetomium, Trichoderma, Nocardia dan Streptomyces. Hasil kerja bakteri hidrolitik akan digunakan oleh mikroorganisme lain untuk metabolisme. Glukosa sebagai molekul yang dihasilkan dari proses hidrolisis akan dikonversi menjadi asam organik dan alkohol oleh mikroorganisme fermentatif dalam kondisi anaerob. Umumnya bakteri fermentatif ditemukan sebagai bakteri usus, memiliki dua jalur fermentasi yaitu fermentasi asam campuran dan fermentasi 2,3-butanediol. Tiga asam organik dihasilkan dalam fermentasi asam campuran yaitu asam asetat, asam laktat, asam suksinat serta dihasilkan pula etanol, CO2, dan H2. Dalam fermentasi 2,3-butanediol hanya dihasilkan sedikit asam organik namun etanol, CO2, dan H2 merupakan produk utama. Contoh bakteri yang dapat melakukan fermentasi asam campuran adalah Escherichia coli, sedangkan contoh bakteri yang dapat melakukan fermentasi 2,3-butanediol adalah Enterobacter, Klebsiella, dan Serratia. Bakteri fermentatif lain yang bukan golongan bakteri usus adalah Clostridium, Bakteri golongan Clostridia mampu memfermentasi gula menghasilkan sejumlah besar asam butirat sebagai produknya. CO2 merupakan produk utama metabolisme bakteri golongan kemoorganotrof yang banyak ditemukan pada kondisi anaerob. Terdapat dua golongan bakteri yang dapat memanfaatkan CO2 sebagai akseptor elektron dalam metabolismenya yaitu homoasetogen melalui proses asetogenesis dan metanogen melalui proses metanogenesis. Contoh bakteri yang melakukan proses asetogenesis adalah Acetoanaerobium noterae, Acetogenium kivui, Clostridium aceticum, Desulfotomaculum orientis.
1.4  Mekanisme pembentukan biogas
Mekanisme pembentukan biogas dapat kita lihat seperti digram dibawah ini:
Selulosa
Glukosa
Asam Lemak dan Alkohol
Metana + CO2
1. Hidrolisis
(C6H10O5)n + nH2O            n(C6H12O6)
          Selulosa                       Glukosa
2. Pengasaman
(C6H12O6)n + nH2O            CH3CHOHCOOH
          Glukosa                        Asam Laktat
                         CH3CH2CH2COOH + CO2 + H2
                                       Asam Butirat
                                              CH3CH2OH + CO2
                                                    Etanol
4H2 + CO2                           2H2O + CH4
CH3CH2OH + CO2             CH3COOH + CH4
CH3COOH + CO2               CO2 + CH4
CH3CH2CH2COOH + 2H2 + CO2       CH3COOH + CH4
                                                                                Metan
3. Metanogenik
Gambar 4.diagram Alir Proses Fermentasi Anaerobic



Adapun penjelasan singkat mengenai tiga tahapan diatas adalah sebagai berikut:
a)      Hidrolisis
Pada proses hidrolisis ini terjadi penguraian bahan mudah larut dan bahan komplek menjadi sederhana. Yang dimaksudkan disini adalah selulosa berubah meenjadi glukosa.
b)      Pengasaman
Pada proses pengasaman bahan yang terbentuk pada tahap 1 diubah menjadi senyawa asam, dimana glukosa menjadi asam laktat, dan dari asan butirat di proses menjadi etanol.
c)      Metanogenik
Pada proses metagenoik ini terjadi  pembentukan gas metan
BAB 3
MANFAAT DAN KEGUNAAN BIOGAS
3.1  Manfaat dan Kegunaan Boigas adalah :
a.       Sebagai pengganti bahan bakar khususnya minyak tanah dan dipergunakan untuk memasak kemudian sebagai bahan pengganti bahan bakar minyak (bensin, solar).
b.      Dalam skala besar, biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik.
c.       Dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternak yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organic pada tanaman/ budidaya pertanian.
d.      Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya.
e.       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.
f.       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.
g.      Limbah berupa sampah kotoran hewan dan manusia merupakan material yang tidak bermanfaaat, bahkan bisa mengakibatkan racun yang sangat berbahaya. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah.
3.2  Kesimpulan
Kesimpulandaripembuatan biogas iniadalah :
·         Bahan baku pembuatan biogas adalah bahan-bahan organik
·         Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif
3.3 DaftarPustaka

Tidak ada komentar:

Posting Komentar