Sunday, 1 April 2012

Biodigester Yofiro Berskala Rumah Tangga Sebagai Alternatif Pengganti BBM (Tugas Fisika 2)

BAB I
PENDAHULUAN
1.1  Latar Belakang Masalah
                  Peningkatan jumlah manusia yang cepat di bumi sangatlah penting karena paling tidak tiap orang akan memerlukan makanan, pakaian dan tempat tinggal. Meningkatnya jumlah manusia memerlukan penebangan hutan untuk menanam sumber makanan atau mengembalakan ternak, dengan konsekuensi global untuk perputaran hidrologis, kemampuan tanah menahan produktifitas manusia dan sumber-sumber genetik bumi berupa jutaan spesies hewan yang menuju pada kepunahan. Pertambahan jumlah manusia di tengah-tengah masyarakat industri dan masyarakat yang sedang mengadakan industrialisasi menggunakan energi yang berasal dari minyak bumi untuk bepergian, memeproduksi barang-barang dan menerapkan teknologi pertanian yang maju, dengan konsekuensi global untuk konsentrasi atmosfer
Dengan gas-gas rumah kacanya, iklim dan ekosistem.
                  Manusia menggunakan air, udara dan tanah sebagai penyimpanan limbah produksi dari industri yang menghasilkan barang-barang yang dikonsumsi oleh mereka. Meraka menggunakan bahan bakar untuk mobil, pemanasan rumah dan sumber tenaga industri. Jika sumber-sumber ini digunakan dengan cara-cara yang dapat menghasilakan polutan yang berlebihan, pembabatan hutan atau penghabisan nutrisi tanah, semakin banyak masyarakat yang menggunakannya untuk memuaskan standar hidup mereka, maka semakin besar kerusakan terhadap lingkungan.
                  Karbondioksida, gas rumah kaca yang utama sebagai akibat pembakaran minyak bumi yang digunakan untuk energi dihasilakan secara tidak proporsional sebagai hasil dari penggunaan energi di negara-nagara insdustri.
                  Pemanasan global diakibatkan oleh efek rumah kaca. Gas-gas rumah kaca yang bersumber dari pencemaran udara, seperti karbon dioksida, metana, gas-gas senyawa nitrogen, gas-gas senyawa sulfur serta CFC. Gas-gas rumah kaca mempunyai sifat mudah ditembus oleh radiasi yang datang dari matahari, tetapi tidak dapat melepaskan radiasi matahari yang dipantulkan kembali oleh bumi tersebut tertaha oleh gas-gas rumah kaca dan dipantulkan lagi ke bawah. Hal ini menjadika suhu udara semakin lama semakin panas. Peningkatan suhu ini mengakibatkan pencairan es di kutub utara dan selatan, sehingga permukaan air lautmenglami kenaikan.
                  Selain itu, seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk dan taraf hidup masyarakat, masyarakat memerlukan lebih banyak energi untuk memenuhi kebutuhannya. Kenutuhan energi sebenarnya tidak lain adalah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan dan mendistribusikan secara merata sarana-sarana pemenuhan kebutuhan pokok manusia.
Brbagai bentuk energi telah digunakan manusia seperti batu bara, minyak bumi dan gas alam yang merupakan bahan bakar fosil. Selain itu, juga dengan menggunakan bahan bakar tradisional, yaitu kayu. Walaupun masih digunakan, pengguna kayu bakar  terbats dengan berkurangnya hutan sebagai sumber kayu. Tetapi dengan meningkatnya jumlah penduduk, terutama yang tinggal di pedesaan, kebutuhan energi rumah tangga masih menjadi persoalan yang harus dicarikan jalan keluarnya.
                  Permasalahan kebutuhan energi pedesaan dapat diatasi dengan menggunakan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan, murah dan mudah diperolah dari lingkungan sekitar dan bersifatdapat diperbahrui. Salah satu energi yang ramah lingkungan adalah gas bio yang dihasilkan dari proses fermentasi.
                  Secra prinsip penggunaan gas bio sangat sederhana, yaitu dengan memasukkan substrat (kotoran sapi) ke dalam unit pencerna (digester) yang anaerob. Dalam waktu tertentu gas bio akan terbentuk yang selanjutnya dapat digunakan sebagai sumber energi, misalnya untuk kompor gas. Namun, potensi energi yang besar dan ramah lingkungan ini belum banyak dimanfaatkan oleh masyarakat.
                  Gas metana termasuk gas rumah kaca (green house gas) bersama dengan gas karbon dioksida (CO2) memberikan efek rumah kaca yang menyebabkan terjadinya fenomena pemanasan global (efek rumah kaca), sehingga upaya ini dapat diusulkan sebagai bagian dari program internasional mekanisme pembangunan bersih (clean Development Mechanism).
                  Beberapa desain digester yang telah dikenal dan umum digunaka adalah jenis fixed dome dan floating dome. Terapi mekanisme operasional kedua unit biodigesterini termasuk mahal, proses dan operasionalnya pun menggunakan tenaga ahli, karena memiliki konstruksi yang rumit. Semtara menggunakan tenaga ahli, karena memiliki konstruksi yang rumit. Sementara suku cadangnya tidak selalu tersedia di pedesaan, sehingga kurang tepat untuk daerah pedesaan yang masih terbatas SDM dan peralatannya. Selain itu, rata-rata penduduk pedesaan hanya memiliki beberapa ekor sapi, sehingga diperlukan tipe digester alternatif yang lebih sederhana dan mudah pengoprasiannya.
                  Salah satu alternatif biodigester yang sesuai dengan kondisidaerah pedesaan adalah biodigaster yang terbuat dari bahn plastik polyethilene. Plastik polyethilene umum digunakan di daerah pertanian, sehingga bagi kebanyakan petani bukan merupakan barng baru. Mereka telah memanfaatkannyauntuk pembungkus bibit tananman, pelindung buah dan tempat pengeringan hasil penen.
                  Penelitian tentang biodigester polyethilene yofiro sebagai alternatif pengganti BBM sangat penting dan menarik untuk diteliti. Ini didasari pertimbangan bahwa pada saat ini kebanyakan masyarakat di kabupaten Probolinggo belum memenfaatkan kotoran sapi sebagai bahan pembuatan gas bio. Bahkan selama ini telah timbul masalah pencemaran dan kesehatan lingkungan karena pada umumnya peternak membuang kotoran sapi tersebut ke sungai.
                  Pemanfaatan energi alternatif yang berbahan baku kotoran sapi ini sangat menguntungkan jika digunakan oleh masyarakat. Selain dapat menghemat pemakaian bahan bakar minyak, mengurangi potensi kerusakan hutan untuk kayu bakar, mengurangi pencemaran lingkungan, dapat menghasilkan pupuk organik dan memberi solusi terhadap permasalahan dunia, yaitu pemnasan global.

1.2  Identifikasi Masalah
                  Berdasarkan latar belakang di atas, permasalahan-permasalahan yang muncul dapat diidentifikasikan sebagai berikut.
  1. Apa penegrtian dari pemanasan global ?
  2. Apa yang menyababkan terjadinya pemanasan global ?
  3. Gas-gas rumah kaca apa saja yang menyababkan terjadinya pemanasn global ?
  4. Dampak apa yang ditimbulkan dari pemanasan global ?
  5. Bagaimana cara menanggulangi pemansan global ?
  6. Apakah biodigester dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif ?
  7. Apa saja keunggulan yang dimiliki oleh biodigester ?
  8. Dapatkah plastik polyethilelene dijadikan bahan pembuatan digester ?
  9. bagaimana cara kerja biodigester ?
  10. keunggulan apa saja yang dimiliki oleh biodigester dari bahan plastik polyethilene ?
  11. Dari segi ekonimis, dapatkah biodigester polyethilana dijadikan sebagai sumber energi alternatif.

1.3  Rumusan Masalah
                  Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah di atas, rumusan maslah penelitian ini adalah sebagai berikut.
  1. Dapatkah plastik polyethilene dijadikan bahan pembuatan digester ?
  2. Bagaimana cara kerja biodigester dari bahan plastik polyethilene?
  3. Keunggulan apa saja yang dimiliki oleh biodigester dari bahan plastik polyethilene ?
  4. Dari segi ekonomis, dapatkah biodigester polyethilene dijadikan sebagai sumber energi alternatif yang hemat energi ?

1.4  Tujuan Penelitian
                  Tujuan penelitian ini dapat dijelaskan sebagi berikut.
  1. Meneliti plastik polyethilene untuk digunakan menjadi bahan pembuatan biodigester.
  2. mengetahui dan meneliti cara kerja biodigester yang terbuat dari plastik polyethilene.
  3. mengkaji keunggulan yang dimiliki oleh biodigester dari plastik polyethilene.
  4. Mengkaji segi ekkonomis biodigester dari plastik polyethilene untuk dijadikan sebagai sumber energi alternatif yang hemat energi.

1.5  Manfaat Penelitian
                  Penelitian diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain.
  1. Sebagaui bahan informasi mengenal pemanfaatan biodigester dari bahan plastik polyethilene sebagai salah satu energi alternatif yang ramah lingkungan.
  2. Memberikan alternatif solusi mengenai dampak pemanasan global.
  3. Membarikan alternatif solusi bagi penduduk, terutama yang tinggal di daerah pedesaan mengenai kebutuhan energi rumah tangga.
  4. Seabagai bahan informasi dan masukan bagi para pembaca dan memotifasi para pelajar dan mahasiswa untuk mengembangkan pecobaan dengan bahan-bahan sederhana.


BAB II
Kajian Pustaka dan Kerangka Teoritis
Kajian pustaka

2.1    Pemansan Global (Global Warming)
                  Lapisan ozon adalah lapisan atmosfer bumi yang berfungsi sebagai pelindung dari sinar ultraviolet yang datang berlebihan dari matahari. Apabila lapisan ozon rusak maka sifat ozon sebagai penyaring sinar ultraviolet tidak akan berfungsi lagi. Sinar ultraviolet yangidak tersaring oleh lapisan ozon ini akan terus ke Bumi dan dapat merusak kulit manusia.
                  Selain dapat mengakibatkan kanker kulit, sinar ultraviolet juga dapat mengakibatkan suhu bumi naik. Bila hal ini terjadi berarti bumi sudah tidak akan nyaman lagi bagi kehidupan manusia. Kenaikan suhu bumi akan menyababkan mencairkanya es yang ada di kutub. Hal itu akan mengakibatkan naiknya permukaan laut. Garis pantai akan bergeser naik sehingga tempat yang terletak di tepi pantai akan tenggelam.
                  Selain karena kerusakan lapisan ozon, kenaikan suhu juga dapat disebabkan oleh efek rumah kaca  atau green house effect. Efek rumah kaca dapat terjadi ksrena meningkatnya jumlah karbon dioksida (CO2) di udara. Karbon dioksida dari tahun ke tahun memang terus meningkat, sejalan dengan makin banyaknya penggunaan bahan bakar fosil untuk mencukupi keperluan energi dunia. Karbon dioksida hasil pembakaran bahan bakar fosil akan mengumpul pada lapisan tertentu di atmosfer bumi, membentuk semcam “perisal”. Adanya perisal ini menyebabkan panas yang keluar dari lapisan atmosfer, namun akan dikembalikan lagi ke bumi. Lapisan karbon dioksida tersebut seolah-olah berfungsi sebagai reflektor terhadap panas dari bumi. Panas dari bumi yang dikembalikan (dipantulkan) lagi ke bumiini akn menaikkan suhu bumi sehingga terjadilah pemanasan global. Lapisan karbon inilah yang menyebabkan pengaruh lapisan karbon dioksida terhapa kenaikan suhu bumi disebut sebagi efek rumah kaca. Akibat ini sama dengan akibat yang ditimbulkan oleh kerusakan ozon, yaitu kenaikan permukaan air laut karena mencairnya es di kutub.
                  Kadar karbon dioksida pada lapisan atmosfer bumi tercatat sebesar 335 ppm. Kadar karbon dioksida ini sudah jauh lebih tinggi dari kadar karbon dioksida sekitar 100 tahun yang lalu, yang hanya sebesar 290 ppm. Atas dasar ini para ahli memperkirakan bahwa setiap 40 tahun akan terjadi suatu perubahan iklim di muka bumi ini. Perubahan iklim tersebut antara lain ditandai dengan naiknya suhu bumi sebesar C setiap 40 tahunnya.
                  Dua gas yang mengabsorbsi radiasi inframerah dalam jumlah yang cukup banyak ialah karbondioksida dan metana. Keduanya terbesar merata dalam konsentrasi yang cukup rendah di troposfer, tetapi konsentrasinya meningkat secara signifikan dalam 200 sampai 300 tahun sejak dimulainya revolusi industri. Peningkatan ini disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil yang dilakukan oleh manusia untuk mendapatkan energi. Kloroflourokarbon (CFC) juga mengabsorbsi radiasi inframerah, khusunya pada beberapa kisaran panjang gelombang penting yang terabsorbsi oleh karbon dioksida dan uap air.
                  Mengingat akan hal ini maka para ahli mulai memikirkan gas pemicu terjadinya pemanasan global lainnya. Pemikiran tersebut antara lain berupa usaha pemanfaatan lebih banyak panas bumi (geothermal) untuk membangkitkan tenaga listrik. Usaha itu juga dicoba untuk tenaga air, angin, konversi gradien panas laut, matahari dan nuklir.

2.2    Gas-gas Rumah Kaca
                  Gas-gas seperti karbon dioksida, metana, klorofourkarbon, ozon troposfer dan nitrit oksida menimbulkan efek rumah kaca dengan menahan panas dekat permukaan bumi. Konsentrasi dari sejumlah gas ini sedang meningkat. Akibat peningkatan tersebut, gas-gas rum\ah kaca akan menangkap lebih banyak energi dari permukaan bumi pada lapisan atmosfer yang lebih rendah, sehingga akan mengakibatkan adanya pemansan global, perubahan iklim dan perubahan lain dalam pola pembekuan yang tidak dapat diramalkan. Gas-gas rumah kaca sebagai penyebab terjadinya fenomena pemanasan global adalah sebagai berikut.
2.2.1  Karbon Dioksida
                  Karbon dioksida merupakan gas rumah kaca yang paling banyak dan efektif. Gas tersebut timbul secara lamiah tetapi diproduksi juga dalam jumlah besar selama pembakaran bahan minyak bumi, terutama batu bara. Jika bahan bakar itu dibakar maka karbon akan dioksidasi menjadi karbon dioksida dan dilepaskan. Karbon dioksida juga dilepaskan jika\hutan-hutan digunduli dan bahan-bahan organiknya dibakar atau dibiarkan membusuk.


2.2.2        Metana (CH4)
                  Metana juga dikenal sebagai gas alam. Metana dihasilkan melalui proses aktivasi bakteri dalam tanah basah berpori-pori dan dalam tumppukan jerami serta dalam saluran pencernaan binatang-binatang ruminatia dan serangga. Sebagian besar metana dalam atmosfer berasal dari sumber-sumber geologi. Gas metana teus bertambah dengan kecepatan sekitar 1,1 % per tahun. Kenaikan tingkat metana sebanding dengan pertumbuhan populasi manusia.
2.2.3  Kloroflourkarbon (CFC)
                  Kloroflourkarbon adalah sekelompok senyawa sisntesis yang digunakan dalam proses pendinginan, penyulingan, oembentukan foam dan keperluan industri lainnya. Jika CFC naik ke atmosfer yang lebih tinggi atau statosfer, gas tersebut akan melepaskan klor bebas yang kemudian akan mempercepat penguraian ozon, lapisan yang melindungi bumi dari radiasi ultraviolet. Dua jenis CFC yang paling prevalen adalah CFC-12 dan CFC-11.
2.2.3        Nitrit Oksida (N2O0
                  Nitrit oksida diproduksi secara alamiah melalui kerja mikroba dalam tanah, pembakaran kayu, penghancuran sisa-sisa panen serta pembakaran bahan bakar minyak bumi. Penggunaan pupuk mineral dalam pertanian yang mengandung nitrogen agaknya mempercepat kenaikannya. Konsentrasi nitrit oksida dalam atmosfer bertambah sekitar 0,24% per tahun.
2.2.4        Belerang Oksida (SOX)
                  Gas belerang oksida terdiri atas gas SO2 dan SO3 yang keduanya mempunyai sifat yang berbeda. Gas SO2 berbau tajam dan tidak mudah terbakar, sedangkan gasSO3 bersifat sangat reaktif. Gas SO3 mudah bereaksi dengan uap air yang ada di udara untuk membentuk asam sulfat. Asam sulfatini sangat reaktif, mudah bereaksi dengan benda-benda lain yang mengakibatkan kerusakan, seperti proses pengkaratan (korosi) dan proses kimiawi lainnya.
                  Pemakaian batu bara sebagai bahan bakarpada beberapa kegiatan industri menyababkan kadar gas SOX di udara meningkat. Reaksi antara gas belarang oksida dengan uap air yang terdapat di udara akan membentuk asam sulfit maupun asam sulfat. Apabila asa, sulfit dan asam sulfat turun ke bumi bersama-sama dengan turunnya hujan, terjadilah dengan apa yang dikenal acid rain atau hujan asam. Hujan asam sangat merugikan karena dapat merusak tanaman maupun kesuburan tanah. Pada beberapa negara industri, gujan asam sudah menjadi persoalan yang sangat serius karena sifatnya yang merusak. Hutan yang gundul akibat jatuhnya hujan asam akan mengakibatkan lingkungan semakin parah.
2.2.5        Ozon Troposfer (O3)
                  Dalam stratosfer, ozon melindungi planet bumi dari radiasi ultraviolet. Letaknya yang paling dekat ke bumidalam stratosfer berfungsi sebagai lapisan yang atmosfer yang lembab di bawah stratosfer. Ozon merupakan gas rumah kaca yang efektif. Gas ini dihasilkan melalui reaksi-reksi yang mengakibatkan hidrokarbon dan nitrogen yang dilepas melalui pembakaran bahan bakarminyak bumi. Kerusakan hutan yang berkesinambungan dapat memberi efek nyata terhadap keseimbangan ozon regional.

2.3          Dampak Pemanasan Global
*      Pendinginan stratosfer besar-besaran
Sebuah reduksi dalam ozon stratosfer bagian atas oleh senyawa-senyawa klor akan berarti  pengurangan absorpsi radiasi matahari dan dengan demikian akan mengurangi kenaikan suhu. Di samping itu, penambahan konsentrasi gas-gas rumah kaca akan menaikkan pengurangan radiasi inframerah dari stratosfer. Gabungan dari pengurangan kenaikan suhu dengan kenaikan pendinginan akan menurunkan suhu stratosfer bagian bawah secara nyata.
*      Kenaikan Suhu Permukaan Global Rata-rata
Dengan adanya penggandaan karbon dioksida dalam atmosfer (atau ekuevalensi radiasinya dari semua gas rumah kaca), kenaikan suhu global rata-rata jangka panjang diperkirakan berkisar antara -C. Kecepatan kenaikan suhu sesungguhnya ditentukan oleh kecepatan pertambahan konsentrasi gas rumah kaca, flaktuasi alamiah dalam konsentrasi sistem cuaca yang merespon secara lambat, seperti lautan dan es glasial.
*      Kenaikan Presipitasi Permukaan Global Rata-rata
Kenaikan suhu permukaan bumi akan menuju kepada kenaikan penguapan dan prespitasi global rata-rata.
*      Kenaikan Suhu Permukaan Kutub Utara di Musim Salju
Semantara batas sungai es bergeser ke arah kutub, model-model akan memperlihatkan bahwa, suhu permukaan wilayah daerah kutub di musim salju akan jauhlebih panas. Pera ilmuan memperhitungkan bahwa fraksi yang besar dari perairan terbuka dan lautan es yang lebih tipis dari musim salju akan menyebabkan udara di permukaan kutub utra akan menjadi 10 C lebih panas dari sebalumnya.
*      Reduksi Lautan Es
Semantara suhu iklim naik, akan terdapat alutan es total yang berkurang akibat pemnasan pada pada garis lintang yang lebih tinggi di belahan bumi utara.
*      Kenaikan Percepatan pada Garis Lintang yang tinggi di Utara
Sementara suhu naik, penetrasi udara panas dan lembab yang bertambah ke arah kutub, mungkin menambah percepatan rata-rata per tahun dan banjur air sungai di garis lintang yang tinggi.
*      Kekeringan benua di musim panas atau kenaikan suhu
Beberapa studi model telah menyatakan bahwa, kelembaban tanah di pedalaman benuayang berada pada garis lintang yang sedang mungkin menurun selama musim panas. Kekeringan ini terutama disebabkan oleh pelelehan salju dan periode hujan, yang berahir lebih dini. Dengan demikian, reduksi kelembaban tanah dari musim semi ke musim panas yang normal, akan berlangsung lebih awal.
*      Kenaikan permukaan air laut global rata-rata
Agaknya permukaan larutan akan naik, sementara air laut meluas sebagai responterhadap iklim masa depan yang lebih panas. Yang lebih tidak pasti lagi adalah seberapa jauh permukaan air laut akan terpengaruh oleh kemungkinan mencairnya gletser dan pembelahan-pembelahan es daratan.
*      Perubahan vegetasi wilayah
*      Pola cuaca tidak terkendali dan ekstrim
*      Ketahanan pangan terganggu
2.4          Penanggulangan Pemanasan Global
                  banyak macam dan cara yang dapat ditempuh dalam menanggulangi dampak pemanasan global, baik secara teknis maupun secara non teknis. Adapun kriteria yang digunakan dalam memilih dan menentukan cara yang akan digunakan dalam penanggulanagan secara teknis tergantung pada faktor berikut :
  • menguutamakan keselamatan lingkungan.
  • Teknologinya telah di kuasai dengan baik.
  • Secara teknis dan ekonomis dapat dipertanggung jawabkan.
Berdasarkan kriteria tersebut diatas diperoleh beberapa cara dalam penanggulangan secara teknis, antara lain adalah sebaagi berikut.
2.4.1 Mengubah Proses
                  Apabila dalam suatu proses industri dan teknologi terdapat bahan buangan (limbah) yang berupa zat-zat kimia, maka akan terjadi pencemaran lingkungan oleh zat-zat kimia, baik melalui pencemaran udara, pencemaran air, maupun pencemaran daratan. Keadaan ini harus dihindari, yaitu dengan mengubah proses yang ada dan memenuhi kriteria yan telah disebutkan diatas. Beberapa proses dalam kegiatan industri dan teknologi sudah ada yang melakuka cara ini dan ternyata berhasil baik.
                  Sebagai contoh dapat dijumpai dalam industri penyamakan kulit. Dahulu untuk menghilangkan lemak dan mengolah (menyamak) kulit digunakan senyawa chroom sebagai bahan penyamak. Namun, pemakaian chroom sebagai bahan penyamak menghasilkan bahan buangan Cr yang membahayaka lingkungan sebagai gantinya, kemudian digunakan semacam enzim yang tidak membahayakan lingkungan sehingga ion Cr yang biasanya ada pada limbah buangan industri penyamak kulit dapat ditiadakan.
2.4.2        mengganti sumber energi
                  sumber energi yang digunakan pada berbagai kegiatan industri dan teknologi sebagain besar masih mengandalkan pada pemakaian bahan baker fosil, baik minyak bumi maupun batu bara. Pemakaian bahan baker fosil menghasilkan komponen pencemar udara yang berupa gas SO2, NO2, H2S dab lain sebagainya. Hal ini bisa dikurangi dengan memakai bahan bakar LNG (Liquified Natural Gas) yang menghasilkan gas buangan yang lebih bersih.
                  Contoh lain adalah dengan cara memanfaatkan sumber panas bumi. Namun, tidak semua tempat memiliki sumber panas bumi. Kalaupun ada mungkin kapasitas daya listrik terpasang tidak memadai untuk kkeperluan industri dan teknologi. Pemikiran lain adalah pemakaian energi nuklir pada pusat listrik tenaga nuklir (PLTN) sebagai energi alternatif pengganti bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil, selain menimbulkan pencemaran udara ternyata mulai pula dipikirkan bahwa persediaannya di dunia ternyata saat ini semakin menipis dan pada suatu saat bahan  bakar fosil tersebut mungkin akan habis. Oleh karena itu, manusia perlu mencari berbagai sumber energi alternatif yang dapat digunakan untuk menggantikan sumber energi yang terbatas persediaannya.
2.4.3        Mengelola Limbah
            Semua kegiatan industri dan teknologi selalu akan menghasilkan limbah yang menimbulkan masalah bagi lingkungan. Pengolahan limbah dari Bahan buangan industri dan teknologi dimaksudkan untuk mengurangi pencemaran lingkungan

2.5 Biogas
Biogas adalah suatu jenis gas yang bisa di bakar, yang di produksi  melalui proses fermentasi anaerobik bahan organik seperti kotoran ternak dan manusia, biomassa limbah pertanian atau campuran keduanya, didalam suatu ruang pencerna (digester). Komposisi biogas yang dihasilkan dari fermentasi tersebut terbesar adalah gas Methan (CH4) sekitar 54-70% serta gas karbondioksida (CO2) sekitar 27-45%. Gas methan (CH4) yang merupakan komponen utama biogas merupakan bahan bakar yang berguna karena mempunyai nilai kalor yang cukup tinggi, yaitu sekitar 4800 sampai 6700 kkal/m3, sedangkan gas metana murni mengandung energi 8900kcal/m3. karena niali kalor yang cukup tinggi itulah biogas dapat dipergunakan utnuk keperluan penerangan, memasak, menggerakkan mesin dan sebagainya. Sistem produksi biogas juga mempunyai beberapa keuntunngan seperti (a) mengurangi pengaruh gas rumah kaca, (b) mengurangi polusi bau tidak sedap, (c) sebagai pupuk dan (d) produksi daya dan panas.
            Didalam digister bakteri-bakteri metana mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas metana. Dengan pipa yang di desain sedemikian rupa, gas tersebut dapat di alirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat di gunakan untuk keperluan memasak dan lai-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.
            Ada dua tipe alat pembangkit biogas atau digister, yaitu tipe terapung (floating type) dan tipe kubah tetap (fixed dome type). Tipe terapung dikembangkan di india yang terdiri atas sumur pencerna dan diatasnya ditaruh drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang di hasilkan oleh digister. Sumur dibangun dengan menggunakan bahan-bahan yang biasa digunakan untuk membuat fondasi rumah, seperti pasir, batu bata, semen,. Karena dikembangkan di India, maka digister ini disebut juga tipe India.
Tipe kubah adalah berupa digister yang dibangun dengan menggali tanah kemudian dibuat bangunan dnegan 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. Tahun 1980 sebanyak tujuh juta unti 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.

Gambar 1. pencerna tipe floating dome
Gambar 2. pencerna tipe fixed dome

Kerangka Teoritis
            Pemanasan global(global warming) saat ini dengan ramai dibicarakan oleh para ahli-ahli lingkungan. Pemanasan global diakibatkan oleh efek rumah kaca. Gas-gas rumah kaca yang bersumber dari pencernaan udara, seperti karbon dioksida, metana, gas0gas senyawa nitrogen, gas-gas senyawa sulfur serta CFC. Gas-gas rumah kaca mempunyai sifat mudah di tenbus oleh radiasi yang datang dari matahari, tetapi tidak dapat melepaskan radiasi matahari yang dipantulkan kembali kepermukaan bumi. Sehingga radiasi yang dipantulkan kembali oleh bumi tersebut tertahan oleh gas-gas rumah kaca dan di pantulkan lagi kebawah. Hal ini menjadikan suhu udara semakin lama semakin panas. Peningkatan suhu ini mengakibatkan pencairan es Kutub Utara dan Selatan, sehingga permukaan air laut mengalami kenaikan (Tri Hartono, 2002 : 83)


            Sebagaimana dijelaskan oleh David (2001 : 101), pemanasan global akibat efek rumah kaca meningkat karena atmosfer bumi cenderung menahan panas dekat permukaannya. Karbon dioksida, uap air dan gas-gas rumah kaca lainnya bersifat transparan dan mirip dengan panjang gelombang infra merah yang membawa energi matahari terbanyak, tetapi gas-gas ini paling efisien menyerap radiasi, panjang gelombang inframerah yang di hasilkan bumi. Peningkatan konsentrasi gas-gas rumah kaca di atmosfer cenderung meningkatkan suhu permukaan bumi.
            Masa depan iklim bumi dan mungkin, penghuninya bergantung kepada seberapa banyak konsentrasi karbon dioksida dan gas-gas rumah kaca lainnya menigkat. Karbon dioksida merupakan ancaman tunggal terbesar krena jumlahnya paling banyak diantara gas-gas lainnya. Gas ini timbul secara alamiah di atmosfer dan siklusnya menyangkut hampir semua organisme hidup. Binatang-binatang termasuk manusia, mengeluarkannya sebagai limbah produksi, ketika tumbuh-tumbuhan menghirupnya untuk pernafasan dan menggunakannya untuk membentuk karbohidrat yang mereka perlukan untuk proses fotosintesis. Konsentrasi karbon dioksida yang telah naik sebanyak hampir 25% sejak abad ke-16, ketika industrialisasi mulai. Penyebab utmanya adalah pembakaran bahan bakar minyak bumi, yang memproduksi senyawa yang juga menyebabkan masalah-masalah seperti pencernaan air dan endapan asam. Selama pembakaran, karbon dioksida menjadi karbon dioksida dan dilepaskan ke atmosfer. Perusakan hutan-hutan untuk tempat tinggal atau pertanian juga mempengaruhi kenaikan karbon dioksida. Jikahutan ditebang, pohon-pohon membusuk atau dibakar, dan karbon yang yang tersimpan pada material pepohonan ini dilepaskan ke atmosfer.
            Gas-gas rumah kaca lainnya seperti metana, nitrogen oksida, CFC dan ozon menyerap radiasi inframerah jauh lebih efektif daripada yang dilakukan oleh karbon dioksida, tetapi gas-gas tersebut jumlahnya hanya sedikit (Cherly Simon, 1992 :27).
            Pemanasan global yang terus menerus dapat menimbulkan kerusakan-kerusakan. Tanaman dan tumbuhan didaratan terdorong untuk berpindah ke habitat yang baru. Pola cuaca menjadi berubah menyebabkan timbulnya banjir besar, kekeringan, angin kencang, dan badai yang besar. Mencairnya es di kutub mengakibatkan peningkatan tinggi permukaan air laut. Penyakit-penyakit menyerang manusia secara meluas dan terjadi penurunan hasil panen di beberapa wilayah (Sunarso, 2007 : 54).
Teknik yang efektif untuk membatasi emisi karbon ada dua yakni mengganti energi minyak dengan sumber energi lainnya yang tidak mengemisikan karbon dan yang kedua peggunaan energi minyak sehemat mungkin.
            Energi alternatif yang dapat digunakan diantaranya angin, sinar matahari, energi nuklir dan panas bumi. Kincir angin dapat merubah energi angin menjadi energi listrik. Sinar matahari juga dapat dirubah menjadi energi listrik atau sumber panas yang bisa dimanfaatkan seperti pemanas air, kompor matahari danlain-lain. Energi panas bumi bisa dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik. Sumber energi alternatif meman lebih mahal dibanding energi minyak namun penelitian lebih lanjut akan membantu untuk lebih menekan biaya (Cherly Simon, 1992 : 65).
            Biogas adalah suatu jenis gas yang bisa dibakar, yang diproduksi melalui proses fermentasi anaerobik bahan organik seperti kotoran ternak dan manusia, biomassa limbah pertanian atau campuran keduanya, didalam suatu ruang pencerna (digester). Komposisi biogas yang dihasilkan dari fermentasi tersebut terbesar adalah gas Methan (CH4) sekitar 54-70% serta gas karbondioksida (CO2) sekitar 27-45%. Gas Methan (CH4) yang merupaakn komponen utama biogas merupakan bahan bakar yang berguna karena mempunyai nilai kalor yang cukup tinggi, yaitu sekitar 4800 sampai 6700 kkla/m3, sedangkan gas Metana murni mengandung energi 8900 kcal/m3, karena nilai kalor yang cukup tinggi itulah biogas dapat dipergunakan untuk keperluan penerangan, memasak, menggerakkan mesin dan sebagainya[1,3,6]. Sistim produksi biogas juga mempunyai beberapa keuntungan seperti (a) mengurngi pengaruh gas rumah kaca (b) mengurngi polusi bau yang tidak sedap, (c) senbagai pupuk dan (d) produksi daya dan panas (Ruslan Prawiro, 1988 : 22).

Ringkasan dan Kerangka Berpikir
            Kegiatan manusia yang menimbulkan pemanasan global adalah pembakaran minyak bumi, natu bara, gas alam dan pembukaan lahan. Sebagian besar pembakaran berasal dari asap mobil pabrik, dan pembangkit tenaga listrik. Pembakaran minyak fosil ini menghasilkan karbon dioxide (CO2), yakni gas rumah kaca yang menghambat radiasi panas keangkasa ruang. Pohon-pohon dan berbagai tanaman menyerap CO2 cari udara selama proses fotosintesis untuk menghasilkan makanan. Pembukaan lahan dengan menebangi pohon-pohon ikut meningkatkan jumlah CO2 karena menurunkan penyerapan CO2, dan dekomposisi dari tumbuhan yang telah mati juga meningkatkan jumlah CO2.
            Teknik yang efektif untuk membatasi emisi karbon ada dua yakni mengganti energi minyak dengan sumber energi lainnya yang tidak mengemisikan karbon dan yang kedua penggunaan enegi minyak sehemat mungkin.
Bumi adalah sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui(unrenewable), sedangkan permintaan naik terus, demmikain pula harganya sehingga tidak ada stabilitas keseimbangan permintaan dan penawaran. Slaah satu jalan untuk menhemat bahan bakar minyak (BBM) adalah mencari sumber energi alternatif yang dapat diperbarui (renewable).
            Kebutuhan bahan bakar bagi penduduk berpendapatan rendah maupun miskin, terutama di pedesaan, sebagain besar diperbarui oleh minyak tanah yang memang dirasakan terjangkau karena disubsidi oleh pemerintah. Namun karena di gunakan untuk industri atau usaha lainnya, kadang-kadang terjadi kelangkaan persediaan minyak tanah dipasar. Selain itu mereka yang tinggal di dekat kawasan hutan berusaha mencari kayu bakar, baik dari ranting-ranting kering dan tidak jarang pula menebangi pohon-pohon dihutan yang terlarang untuk ditebangi, sehingga lambat laun mengancam kelestarian alam di sekitar kawasan hutan.
            Energi terbarukan lain yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah tepa guna yang relatif  lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah energi biogas dengan memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digesetr.
            Untuk menuai hasil yang signifikan, memang diperlukan gerakan secara massal, terarah, dan terencana meliputi pengembanagn teknologi, penyuluhan, dan pendampingan. Dalam jangka panjang, gerakan pengembanagn biogas dapat membantu penghematan sumber daya minyak bumi dan sumber daya kehutanan. Mengenai pembiyaannya mungkin secara bertahap sebagian subsidi BBM dialihkan untuk pembangunan unit-unti pembangkit biogas. Melalui jalan ini, mungkin imbauan pemerintah mengajak masyarakat untuk bersama-sama memecahkan masalah energi sebagian dapat direlisasikan dan fenomena pemanasan gobal dapat diatasi.


BAB III
METODOLOGI

3.1 Metode Dan Subyek Penelitian
            Penelitian dilakukan dengan menggunakan tiga macam metode, yaitu studi pustaka, studi lapangan dan eksperimen (percobaan dengan miniatur digester polyethylene).
a)      Studi pustaka
Studi pustaka dilakukan sebagai langkah awal sebelum terjun langsung ke lapangan tempat penelitian. Melalui rujukan pustaka yang relevan akan teridentifikasi pengertian pemanasan global, penyebabnya gas-gas penyusun rumah kaca dan dampaknya, energi alternatif serta biodigester dan pemanfaatannya.
b)      observasi dan wawancara
c)      sampel penelitian
untuk menentukan percobaan biodegester polyethilen yofiro beskala rumah tangga di lapangan penelitian, teknik-teknik pengambilan data yang digunakan adalah teknik observasi dan wawancara. Teknik observasi dulakukan dengan cara pengamatan langsung dilokasi tempat pembuangan limbah kotoran sapi pada rumah-rumah penduduk yang berada diwilayah kecamatan paiton dan kecamatan kotaanyar kabupaten probolinggo.
      Tempat pertama (sampel 1) adalah rumah keluarga H. Jauhari yang berada di dusun Karang Anom Desa Grinting Kecamatan Paiton. Kami akan menggunakannya sebagai sampel pertama penelitian kami. Hal ini di dasarkan pada hal-hal sebagai berikut.
·         Keluarga H. Jauhari masih menggunakan BBM dan belum mengetahui secara menyeluruh tentang pemanfaatan biodigester.
·         Keluarga H. Jauhari selalu membuang limbah yang berasal dari kotoran sapi tersebut ke tambak sebaagi pencemaran lingkungan yang menimbulkan bau tidak sedap.
·         Keluarga H. Jauhari selain beternak dan bekerja sebagai nelayan juga bekerja sebagai petanani sehingga diharapkan penelitian ini akan memberi dampak positif diberbagai bidang.
·         Keluarga H. Jauhari merupakan salah satu tokoh masyarakat di desanya sehingga diharapkan nantinya dapat dicontoh oleh masyarakat Desa Grinting.


Tempat kedua (sampel 2) adalah rumah keluarga Bapak Zailanai yang berada didesa Talkandang Kec. Kotaanyar.
Hal ini didasarkan atas ha-ha sebagai berikut.
·         Keluarga Bapak Zailani masih menggunakan BBm, meskipun mereka telah mengethaui pemanfaatan biodegester, namun mereka belum memanfaatkan teknologi tersebut dikarenakan biaya pendanaan relative mahal dan sukar dalam pembuatannya.
·         Keluarga Bapak Zailani membuang limbah kotoran sapi kesungai sehingga mencemari lingkungan dan menimbulka bau yang tidak sedap.
·         Selain sebagai pegawai negeri sipil dan pelayan, Keluarga Bapak Zailani juga bekerja sebagai petani, sehingga diharapkan penelitian ini akan memberi dampak yang positif di berbagai bidang.
·         Keluarga Bapak Zailani merupakan kelaurga yang disegani oleh masyarakat didesanya sehinggga diharapkan penelitian ini nantinya dapat di contoh oleh masyarakat desa Takandang.
Adapun teknik wawancara dilakukan dengan mewawancarai keluarga yang dijadikan sampel penelitian.
Subyek penelitian ini adalah biodegester yang terbuat dari plastik polyethilene untuk peternak kecil (3-5 ekor sapi)

3.2. desain alat
            Penelitian ini teridiri dari lima tahap untuk pembuatan digester dari plastik polyethilene yang berskala rumah tangga.
            Tahap pertama adalah pembuatan bak pencampur. Untuk membuat bak pencampur bahan yang diperguanakan adalah sebagai berikut.
  • Semen
  • Batu bata
  • Pasir
Bak pencampur yang terbuat dari semen, batu bata dan pasir dibuat dengan kapasitas 274,6 dm3. Bak pencampur dapat berbentuk kubus dengan panjang sisi 0,65 m. Dibagian bawah bak pencampur terdapat lubang yang yang dihubungkan dengan reaktor biogas yang menggunakan pipa PVC. Batas antara pipa PVC dan bak pencampur diberi batas yang berupa penutup otomatis yang terbuat dari bahan sederhana, yaitu seng yang dapat bekerja jika disambung dengan kayu.
            Tahap kedua reaktor biogas dibuat untuk penampung slurry yang mengalami proses oleh bakteri untuk menghasilkan gas metana (CH4). Bahan yang digunakan untuk membuat reaktor biogas adalah plastik polyethilene dengan panjnag 10 meter dan lebar 1 meter. Plastik polyethilene dapat dirangkap dua dalam pembuatan reaktor biogas untuk menghindari kebocoran akibat tekanan gas dan kelalaian kita. Plastik polyethilene dismabungkan dengan pipa yang bersambung dengan bak pencampur.
            Raktor biogas dari kantung polyethilene ini pada dasarnya tergolong rekator jenis fixed dome. Reaktor dengan volume slurry 4 m3 akan memerlukan kantung polyethilene berdiameter 80 cm dengan panjang 10 meter (80 % dari kantung akan berisi slurry). Kantung polyethilene diposisikan horizontal (sekitar 90 % badan reaktor berada dibawah permukaan tanah). Skema reaktor kantung polyethilene bisa dilihat pada gambar 3 berikut ini :

            Tahap ketiga penyimpanan gas dibuat untuk menampung gas yang telah dihasilkan. Penyimpanan gas dibuat dari bahan plastik polyethilene dengan panjang 4,6 meter dan lebar 1 meter. Untuk menyimpan gas yang terbuat dari plastik polyethilene, plastik polyethilene untuk membuat penyimpanan gas dapat dipasang dua lapis. Dibagian atas reaktor dipasang pipa yang dihubungkan dengan penyimpana gas.
            Tahap keempat katup pengaman yang sederhana dapat dibuat dengan mencelupkan bagian pipa terbuka ke dalam air pada ketinggian tertentu. Pipa T yang dibuat dari pipa PVC berukuran kecil yang dimasukkan dalam air dalam botol plastik.

Gambar 4. skema pipa T

            Tahap kelima adalah pembuatan saluran residu keluar. Untuk membuat saluran rsidu, bahan yang diperlukan sama dengan bahan utnuk pembuatan bak pencampur.

3.3. penguji kerja alat
            Untuk membuktian kajian pustaka dan teoritis, maka kami melakukan pengujian kerja alat dengan menggunakan miniatur biodigester polyethilen sederhana. Meninatur tersebut dibuat dengan ukuran yang lebih kecil untuk menampung kapasitas biomassa yang sedikit pula. Pengujian ini dibatasi pada oemasukan slurry dan gas metana yang dihasilkan dari bakteri an aerob.

3.4 analisa kerja alat
            Biodigester polyethilene ini di desain untuk kapasitas limbah kotoran 3-5 ekor sapi perah yang dibuat dengan sistem berkelanjutan, kotoran sapi dimasukkan ke biodigester tiap hari sesuai dengan produksinya. Kotoran sapi seblum dimasukkan campuran yang homogen dan kadar air antara 80%-90%. Sedangkan bak pencampur terbuat dari bata merah, campuran semen dan pasir dengan kapasitas 250 liter. Alat ini digunakan untuk dua kali pengisian kotoran spai setipa hari. Proses pembangkitan energi gas bio dengan menggunakan alat ini memerlukan waktu sekitar 20 hari. Setelah melalui proses ini, pemanfaatan gas bio dapat dilakukan secara berkelanjutan tergantung pada pasokan kotoran sapi sebagai bahan pembangkit gas bio.
Proses pembangkitan gas bio yang dilakukan dengan cara memasukkan kkotoran sapi kedalam bak penampung, dicampur dengan air, diaduk, dan berproses, sehingga menghasilkan gas bio untuk dimanfaatkan. Bak penampung didesain Sedemikian rupa utnuk memudahkan dalam pemanfaatannya, misalnya utnuk kompor gas. Pipa penyalur gas bio dari biodigester ke bak penampung ke bak penampung dibuat dari pipa PVC. Biaya yang dibutuhkan untuk membangun satu set biodigester polyethilene adalah sekitar Rp. 700.000,00 termasuk bahan biaya tenaga kerja.
            Lama waktu pemanfaatan gas bio tergantung pada spesifikasi penyimpana gas dalam plastik polyethilen. Untuk pemanfaatan tungku pemasak selama 4-5 jam memerlukan alat biodigester dengan kapasitas penyimpanan 2,5 m3. secara khusus, analisa kerja alat dapat dijelaskan sebagai berikut.
            Campuran kotoran hewan (sapi atau kambing) dan air  yang membentuk slurry dimasukkan melalui saluran masuk slurry EPA USA 2002 (Prometheus, 2005) menyarankan agar reaktor biogas menggunakan slurry dengan kandungan padatan maksimal sekitar 12,5%
.           Dalam tataran praktis, Agullar dkk (2001) menyarankan perbandingan ember (ukuran standar) kotoran hewan dan air harus dimasukkan sudah dalam keadaan tercampur (slurry) – hal ini untuk memudahkan pengaliran slurry didalam tangki utama serta menghindari terbentuknya sedimentasi yang akan menyulitkan pengaliran selanjutnya.
            Slurry bisa dimasukkan hingga ¾ volume tangki utama (Garcelon dkk). Volume sisa dibagian atas tangki utama diperlukan sebaagi ruang pengumpulan gas serta menghindari penyumbatan saluran gas oleh slurry. Karena proses produksi methana ini berlangsung dalam lingkungan anaerob, maka slurry harus menutup saluran masuk ataupun saluran keluar tangki utama. Pada umumnya produksi gas Methana yang optimum akan terjadi pada HTR 20-30 ahri (Garcelon dkk). Hal ini berarti harus diperkirakan bahwa slurry akan berada selama 20-30 hari di dalam reaktor.
            Dengan mengetahui volume tangki utama dan harga HTR yang dipilih, akan dapat ditentukan banyaknya penambahan slurry setiap harinya. Untuk reakor yang baru beroperasi, disarankan untuk membiarkan reaktor selama beberapa hari sebelum kemudian dilakukan pengisian slurry secara rutin setiap hari. Jumlah slurry yang perlu dimasukkan setiap hari dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

Reaktor biogas dari kantung polyethilene ini pada dasarnya tergolong rektor jenis fixed dome. Reaktor dengan volume slurry 4 m3 akan memerlukan kantung Polyethilene berdiameter 80 cm dengan panjang 10 m (80% dari kantung akan berisi slurry) (Rodriguez dkk). Kantung polyethilene diposisikan horizontal (sekitar 90% badan reaktor berada di bawah permukaan tanah). Seperti terlihat pada gambar 3.
            Temperatur operasi optimal untuk proses digester adalah 30-350C dimana pertumbuhan bakteri dan produksi CH4 umumnya optimum. Namun begitu, dengan rancangan tanpa memperhitungkan tahanan termal bahan dinding, akan diperoleh temperatur digester sebesar 19-200C. Dengan kondisi ini, kemampuan bakteri untuk mencerna bahan bio akan berkurang dua kali lipat.
            Selain nitrogen dalam bahan bio, gas nitrogen umumnya juga terdapat dalam gas NH3. konsentrasi NH3 yang baik dalam digester adalah 200-1500 mg/l [1]. Pada konsentrasi 1500-3000 mg/l,proses pertumbuhan bakteri akan terhambat pada pH 7,4. pada konsentrasi NH3 diatas 300 mg/l dapat menyebabkan racun pada digester pada pH manapun [1]. Sedangkan total perbandingan C/H pada digester yang optimum umumnya dicapai pada nilai 30.
            Selain, temperatur dan makanan untuk bakteri, faktor lain yang perlu diperhatikan adalah derajat keasaman. Derajat keasaman (pH) dari digester yang baik pada kisaran 7-8,5. sementara, derajat keasaman pada kebanyakan bahan bio adalah pada kisaran 5-9. pada bahan bio kotoran sapi yang baru  dimasukkan umumnya mempunyai pH 7,7. kemudian setelah dimasukkan kedalam digester dan dicampur dengan air, keasamannya turun hingga 6,58.
            Lama proses suatu bahan bio dapat menghasilkan gas CH4 yang optimum sangat tergantung pada temperatur dan lama proses digestion. Untuk bahan kotoran sapi misalnya pada temperatyr 30-350C, produksi CH4 optimum terjadi pada hari ke-20. setelah hari ke-10, produksi gas CH4 akan menurun. Katup penaman tekanan.
            Prinsip kerja  katup ini adalah : pipa T mampu menhan tekanan di dalam saluran gas setara dengan tekanan kolom air pada pipa T tersebut (lihat gambar 2-bagian pertama). Bila tekanan didalam saluran gas lebih tinggi dari tekanan koloam air, maka gas akan keluar melalui pipa T, sehingga tekanan didalam sistem reaktor akan kembali turun. Bila tinggi air yang masuk didalam pipa T adalah h, maka tekanan yang bisa ditahan pipa T adalah :

P =pgh (2)

Dengan p adalah tekanan [Pa], p adalah densitas air [sekitar 100 kg/m3 pada temperatur dan tekanan standar], g adalah percepatan gravitasi [9,81 m/s2]. tinggi air yang perlu masuk di dalam pipa T tersebut harus disesuaikan dengan kekuatan tekanan yang sanggup ditahan konstruksi reaktor (termasuk kantung penyimpanan gas). Ini terutama penting untuk bahan reaktor yang terbuat dari kantung polyethilene (polyethylene bag).
            Untuk reaktor yang terbuat dari kantung polyethilene, agilar dkk (2001) menyarankan tinggi air di dalam pipa T sebesar 8-10 cm, sedangkan Rodriguez dkk menyarankan harga 4-5 cm. Semakin tinggi kolam air di dalam pipa T, maka makin besar tekanan di dalam reaktor yang bisa ditahan katup pengaman; ini akan memberikan ekanan gas methana keluar yang lebih tinggi. Namun penggunaan tekanan tinggi ini perlu disesuaikan dengan kekuatan reaktor biogas. Untuk reaktor yang menggunakan bahan kantung polyethylene, disarankan utnuk menggunakan harga kolom air sekitar 5-10 cm.

Saluran gas
            gas reaktor biogas ini besifat korosif (Aguilar dkk,2001), maka saluran gas disarankan dibuat dari bahan polymer (bisa berupa pipa PVC ataupun selang PVC dengan sambungan yang cukup kuat). Bahan transparan lebih disukai untuk saluran gas (terutama pada bagian horizontal) karena penguapan cairan di dalam reaktor serta hasil reaksi  dari dalam reaktor akan berpotensi menyebabkan genangan air yng bisa menyebabkan penyumbatan saluran gas.
            Untuk keperluan pembakaran gas pasa tungku, maka pada bagian ujung saluran pipa bisa disambung dengan pipa baja anti karat (berbentuk serupa nosel). Bila tekanan gas di dlaam kantung penyimpanan gas (untukkonstruksi fixed dome) sudah cukup tinggi atau posisi floating drum sudah cukup terangkat, maka katup bukaan gas bisa di buka, dan gas bisa dinyalakan untuk keperluan memasak. Reaktor baru biasanya bisa menghasilkan cukup gas untuk memasa setelah 20-30 hari, sesuai dengan HTR yang umum digunakan. Untuk memenuhi kebutuhan memasak sebuah keluarga dengan jumlah anggota 6 orang, diperlukan 6 ekor sapi dengan volume reaktor biogas 8,4 m3 (IGAD).

Pengisian curah
            Yang dimaksud engan sistem pengisain curah (SPC) adalah cara penggantian bahan yang dilakukan dengan mengeluarkan sisa bahan yang sudah dicerna dari tangki pencerna satelah produksi biogas berhenti, dan selanjutnya dilakukan pengisian bahan baku yang baru. Sistem ini terdiri dari dua komponen, yaitu tangki pencerna dan tangki pengumpul gas. Untuk memperoleh Biogas yang banyak, sistem ini perlu dibuat dalam jumlah yang banyak agar kecukupan dan kontinyuitas hasil biodigester tercapai.

Pengisian Kontinyu

Yang dimaksud dengan pengisian kontinyu (SPK) adalah bahawa pengisian bahan baku kedalam pencerna dilakukan secara kontinyu (setiap hari) tip hingga empat minggu sejak pengisian awal, tanpa harus mengeluarkan bahan yang sudah dicerna. Bahan baku segar yang diisikan setiap hari akan mendorong bahan isian yang sudah dicerna keluar dari tangki pencerna melalui pipa pengeluaran. Keluaran biasanya dimanfaatkan sebagai pupuk kompos bagi tanaman, sedang cairannya sebagai pupuk bagi pertumbuhan algae pada kolam ikan. Dengan SPK, gas bio dapat diproduksi setiap hari setelah 3-4 minggu sejakpengisian awal. Penambahan biogas ditunjukkan dengan semakin terdorongnya tangki penyimpanan keatas (untuk tipe floating dome). Sedangkan untuk digester tipe fixed dome penambahan biogas ditunjukkan oleh peningkatan tekanan pada manometer. Sampai pada tinggi tertentu yang dianggap cukup, biogas.
 
Daftar pustaka

Simon, Cheriyl dan Defries, Ruth. 1992, Satu Bumi Satu Masa Depan, Bandung, PT Remaja Rosdakarya.
David dan Gillis, dkk, 2007 Jarak Pagar, Depok: PS Peneber Swadaya
Rukhiyat, Adang, dkk, 2002, Panduan Penelitian Bagi Siswa, Jakarta: U Hamka Press
Ariya, Wisnu 2004, Dampak Penelitian dan Penulisan Karya Ilmiah, Bandung: Ikopin
Arikunto, Suharsini, 1998, Prosedur Penelitian : Suatu Pendekatan Praktek, Jakarta : Rineka Cipta
Prawiro, Ruslan, 1998 Ekologi Lingkungan Pencemaran, Semarang, Satya Wacana
Fardiaz, Srikandi, Polusi Air dan Udara, 1992, Kanisi

1 comments:

Anonymous said...

Sipz.

UbaidRahman