PROPOSAL TUGAS AKHIR

RANCANGAN ALAT FERMENTASI

BIOGAS ECENG GONDOK

Disusun Oleh :

AHMAD SYAIKHONI (E3C109048)

AKBAR A. JAYADI (E3C109020)

JURUSAN D-III TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS HALUOLEO KENDARI

2012

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Energi memiliki peran penting dan tidak dapat dilepaskan dalam kehidupan manusia. Terlebih, saat ini hampir semua aktivitas manusia sangat tergantung pada energi. Berbagai alat pendukung, seperti alat penerangan, motor penggerak, peralatan rumah tangga, dan mesin-mesin industri dapat difungsikan jika ada energi. Pada dasarnya, pemanfaatan energi—seperti energi matahari, energi air, energi listrik, energi nuklir, energi minyak bumi dan gas, serta energi mineral dan batubara—memang sudah dilakukan sejak dahulu.

Ketergantungan pada energi yang tidak dapat diperbaharui secara berlebihan dapat menimbulkan masalah krisis energi. Salah satu gejala krisis energi yang terjadi akhir-akhir ini yaitu kelangkaan bahan bakar minyak (BBM), seperti minyak tanah, bensin, dan solar. Kelangkaan terjadi karena tingkat kebutuhan BBM terus meningkat setiap tahunnya, Sementara minyak bumi—bahan baku pembuatan BBM—berjumlah terbatas dan membutuhkan waktu berjuta-juta tahun untuk proses pembentukannya.

Saat ini pemerintah berencana menaikkan harga bahan bakar minyak (BBM) bersubsidi dalam waktu dekat ini. Dalihnya, ada kecenderungan kenaikan harga minyak bumi di dunia, yang kini harga minyak dunia sudah menyentuh hingga USD 115 per barel atau di atas hitungan anggaran pemerintah USD 90 per barel. JAKARTA, KOMPAS.com .

Kelangkaan energi tidak hanya terjadi di Indonesia, melainkan juga di negara lain. Pasalnya, populasi manusia yang terus bertambah setiap tahun mengakibatkan permintaan terhadap energi juga meningkat. Karena kelangkaannya, harga minyak mentah di dunia pun setiap tahun terus meningkat. Hal ini secara tidak langsung akan berdampak terhadap perekonomian negara, terutama bagi negara miskin dan sedang berkembang, termasuk Indonesia.

Tabel 1. Tabel Konsumsi BBM, Produksi BBM, dan Cadangan Minyak di Indonesia

Konsumsi BBM		Produksi BBM	Cadangan Minyak
Tahun	Konsumsi	Produksi BBM	(Milyar Barel)
2005	397.802	268.529	8,63
2006	374.691	257.821	8,93
2007	383.453	244.396	8,40
2008	388.107	251.531	8,22
2009	379.142	246.289	8,00
2010	388.241	241.156	7,76

Sumber : Statistik Minyak Bumi, Ditjen Migas

Memang perlunya energi alternatif untuk mengurangi penggunaan BBM sudah sangat mendesak. Biogas atau gas bio merupakan salah satu jenis energy yang dapat dibuat dari banyak jenis bahan buangan dan bahan sisa, semacam sampah, kotoran ternak, jerami, eceng gondok, serta banyak bahan-bahan lainnya lagi. Pendeknya, segala jenis bahan yang dalam istilah kimia termasuk senyawa organik, entah berasal dari sisa dan kotoran hewan ataupun sisa tanaman, dapat dijadikan bahan biogas (Suriawirira dan unus, 2002)
Pemilihan biogas sebagai sumber energy alternatif didasari pada keunggulan yang dimilikiya, yaitu:
1. menghasilkan gas yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari
2. kotoran yang telah digunakan untuk menghasilkan gas dapat digunakan   sebagai pupuk organik yang sangat baik.
3. Dapat mengurangi kadar bakteri pathogen yang terdapat dalam kotoran yang dapat menyebabkan penyakit bila kotoran tersebut ditimbun begitu saja.
4. Yang paling utama adalah dapat mengurangi permasalah penanggulangan menjadi sesuatu yang bermanfaat.(Ihwan,2003) dalam hal ini gulma seperti eceng gondok juga dapat digunakan sebagai bahan baku.
         Akibat penguraian bahan organik yang dilakukan jasad renik seperti mikroba, baik jamur maupun bakteri, maka akan terbentuk zat atau senyawa lain yang lebih sederhana diantaranya yaitu berbentuk gas methan(CH4).

Berdasarkan uraian diatas, dalam proposal ini akan dilakukan perancangan tabung permentasi penghasil biogas sebagai bahan bakar alternatif minyak tanah. Adapun judul dari proposal ini adalah : RANCANGAN ALAT FERMENTASI BIOGAS ECENG GONDOK.

B. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang di atas, maka proposal ini menitik beratkan pada pembahasan :

1. Bagaimana merancang dan membuat alat penghasil biogas dari bahan baku eceng gondok.

2. Bagaimana menghasilkan bahan bakar dari hasil proses fermentasi tumbuhan air(eceng gondok).

C. TUJUAN

Tujuan pembuatan Proyek Tugas Akhir ini antara lain :

1. Merancang dan membuat alat penghasil gas bahan bakar alternatif dengan bahan baku eceng gondok

2. Menghasilkan biogas dari eceng gondok sebagai bahan bakar alternatif pengganti minyak tanah.

D. BATASAN MASALAH

Batasan masalah untuk Proyek Tugas Akhir ini antara lain :

Alat fermentasi biogas eceng gondok ini dibuat sebagai pemprosesan pembentukan gas yang akan di gunakan untuk memasak dalam skala yang sedang.
Pembuatan alat ini meliputi desain tabung fermentasi dan tabung penampung gas dan sistem penyaluran gas melalui pipa dan slang plastik.
Pengamatan yang dilakukan terhadap hasil gas fermentasi adalah pengamatan secara Visual.
Tidak menghitung/menganalisis lebih lanjut mengenai kekuatan alas tangki, panas api biogas, serta tekanan pada setiap tangki.
Tidak membahas lebih lanjut anggaran biaya tambahan untuk alat-alat pembantu dalam proses pembuatan alat.

BAB II

TEORI DASAR

A. Pengertian Biogas

Biogas mulai diperkembangkan di Indonesia sekitar tahun 1970. Namun, tingginya penggunaan bahan bakar minyak tanah dan tersedianya kayu bakar menyebabkan penggunaan biogas menjadi kurang berkembang. Teknologi biogas mulai berkembang kembali sejak tahun 2006 ketika kelangkaan energi menjadi topik utama di Indonesia.

Awalnya, biogas dibangun dalam bentuk denplot oleh pemerintah dengan reaktor berbentuk kubah dari bata/beton (fixed dome) dan bentuk terapung (floating) yang terbuat dari drum yang disambung. Kini, bahan reaktor yang digunakan telah berkembang, ada yang terbuat dari beton/bata, plat besi, plastik, dan serat kaca (fiber glass),

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).
Komposisi gas yang terdapat didalam Biogas :

Daftar Komposisi Udara

Ø Methana (CH4) 40 – 70

Ø Karbondioksida (CO2) 30 – 60

Ø Hidrogen (H2) 0 – 1

Ø Hidrogen Sulfida(H2S) 0 – 3

Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt/jam yang setara dengan setengah liter minyakdiesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batubara, maupun bahan bahan lain yang berasal dari fosil. Sumber metana:
• Industri gas dan minyak (45%)
• Sektor sampah (25%)
• Pertanian (20%)
• Sumber daya alam (10%)

Prinsip dasar teknologi biogas adalah proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme dalam kondisi tanpa udara (anaerob) untuk menghasilkan campuran dari beberapa gas, di antaranya metan dan CO2. Biogas dihasilkan dengan bantuan bakteri metanogen atau metanogenik. Bakteri ini secara alami terdapat dalam limbah yang mengandung bahan organik, seperti limbah ternak dan sampah organik.

Proses tersebut dikenal dengan istilah anaerobic digestion atau pencernaan secara anaerob. Umumnya, biogas diproduksi menggunakan alat yang disebut reaktor biogas (digester) yang dirancang agar kedap udara (anaerob), sehingga proses penguraian oleh mikroorganisme dapat berjalan secara optimal. Berikut beberapa keuntungan yang dihasilkan dari digester anaerob.

a). Keuntungan Energi

· Menghasilkan energi yang bersih.

· Bahan bakar yang dihasilkan berkualitas tinggi dan dapat diperbaharui.

· Biogas yang dihasilkan dapat digunakan untuk berbagai penggunaan.

b). Keuntungan Lingkungan

Ø Mengurangi polusi udara.

Ø Memaksimalkan proses daur ulang.

Ø Pupuk yang dihasilkan bersih dan kaya nutrisi.M

Ø menurunkan emisi gas metan dan CO2 secara signifikan.

c). Keuntungan Ekonomi

Ditinjau dari siklus ulang proses, digester anaerobik lebih ekonomis dibandingkan dengan proses lainnya.

B. Eceng gondok

Eceng gondok yang memiliki nama lain ‘Eichornia crassipes’ adalah sejenis tumbuhan air yang hidup terapung di permukaan air. Akan berkembang biak manakala dipenuhi limbah pertanian atau pabrik sehingga menjadi indicator dimana di tempat/sungai tersebut sudah terkena pencemaran/limbah.

Eceng gondok : sejenis tanaman hidrofit. Tumbuhan ini tidak dapat dimakan bahkan tanaman gulma ini menjadi tanaman pengganggu bagi tumbuhan lain dan hewan sekitarnya.
Eceng Gondok321(1).jpg

Meski memiliki sifat pengganggu, eceng gondok ternyata berperan penting dalam mengurangi kadar logam berat di perairan waduk seperti Fe, Zn, Cu, dan Hg. Selain itu, eceng gondok dapat menyerap logam berat. Dan yang paling menarik, tanaman ini mengandung selulosa dalam jumlah banyak. Dan selulosa inilah yang bisa digunakan sebagai bahan baker alternative.

Eceng gondok (Eichornia crassipes) merupakan tanaman gulma di wilayah perairan yang hidup terapung pada air yang dalam atau mengembangkan perakaran di dalam lumpur pada air yang dangkal. Eceng gondok berkembangbiak dengan sangat cepat, baik secara vegetatif maupun generatif. Perkembangan dengan cara vegetatif dapat melipat ganda dua kali dalam waktu 7-10 hari. Hasil penelitian Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Sumatera Utara di Danau Toba (2003) melaporkan bahwa satu batang eceng gondok dalam waktu 52 hari mampu berkembang seluas 1 m persegi. Heyne (1987) menyatakan bahwa dalam waktu enam bulan pertumbuhan eceng gondok pada areal 1ha dapat mencapai bobot basah sebesar 125 ton.

Perkembangbiakannya yang demikian cepat menyebabkan tanaman eceng gondok telah berubah menjadi tanaman gulma di beberapa wilayah perairan Indonesia. Di kawasan perairan danau, eceng gondok tumbuh pada bibir-bibir pantai sampai sejauh 5-20 meter. Perkembangbiakan ini juga dipicu oleh peningkatan kesuburan di wilayah perairan danau (eutrofikasi), sebagai akibat dari erosi dan sedimentasi lahan, berbagai aktivitas masyarakat(mandi, cuci, kakus), budidaya perikanan(keramba jarring apung),limbah transportasi air, dan limbah pertanian.
Pertumbuhan enceng gondok yang sangat cepat juga menimbulkan berbagai masalah, antara lain mempercepat pendangkalan sungai atau danau, menurunkan produksi ikan, mempersulit saluran irigasi, dan menyebabkan penguapan air sampai 3 sampai 7 kali lebih besar daripada penguapan air di perairan terbuka (Soemarwoto, 1977), sedangkan Oshawa dan Risdiono (1977) menyatakan bahwa kehilangan air di Rawa Pening karena penguapan oleh enceng gondok, 4 kali lebih besar daripada penguapan air pada perairan terbuka.
Namun, dibalik berbagai efek negatif yang diberikan oleh eceng gondok. Sebenarnya, tumbuhan ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biogas

BAB III

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang di gunakan adalah metode Perancangan dan eksperimental

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Waktu

Penelitian dilakukan pada bulan April 2012

Tempat

Penelitian dan pembuatan alat bertempat di laboratorium Teknologi Mekanik jurusan Teknik Mesin universitas Haluoleo Kendari.

B. Bahan dan Peralatan

v Bahan

- 2 buah drum isi 200 liter
- 1 buah drum isi 100 liter
- 1 meter pipa galvanis, ukuran 3 inchi

- 1 meter pipa galvanis ukuran ½ inchi
- 5 meter slang karet/plastic
- 3 buah stop kran, ukuran ½ inchi
- 50 cm pipa, ukuran ½ inchi
- 6 buah kleman slang, ukuran ½ inchi
- Pengelasan drum (Ls)
- Kompor biogas
- 2 buah isolatif besar
- 2 buah lem paralon

v Alat

- Perlengkapan Pengelasan

C. GAMBAR DAN SKEMA ALAT

1. Skema 2D alat tabung fermentasi dan tabung penampung gas biogas eceng gondok.

Keterangan :

Tabung fermentasi eceng gondok
Tabung penampung gas
Kompor biogas
Kran
Pipa Saluran pembuangan (outlet)
Pipa saluran pemasukkan (inlet)
Pipa saluran masuk gas
Pipa saluran keluar gas

2.Gambar 3D tabung fermentasi dan tabung penampung gas biogas eceng gondok.

3. Gambar 3D bagian dalam tabung fermentasi dan tabung penampung gas.

D. TAHAP PEMBUATAN ALAT

Alat fermentasi biogas eceng gondok ini dirancang sangat sederhana menggunakan drum bekas plat logam isi 200 liter sebagai tempat fermentasi dan penampung gas, serta 1 buah drum plastic sebagai penampung gas.

- Pada drum tempat fermentasi, di bagian atas di pasangkan pipa besi 3 inch sepanjang 38 cm sebagai saluran untuk memasukkan eceng gondok . dan bada bagian samping bawah di pasanggkan pula pipa besi ukuran 3 inch 10 cm, sebagai tempat saluran pembuabuangan bekas pembusukkan eceng gondok. gas hasil fermentasi di salurkan dari ruang penggolahan (fermentasi) menuju ke ruang penampungan menggunakan slang plastic berukuran ½ inch .

- Diantara pipa pada drum dan slang, dipasangkan sebuah kran untuk memudahkan pengaturan gas yang akan di salurkan. Begitu pula pada drum penampung gas, dipasangkan kran sebagai pengatur gas yang akan di salurkan ke kompor media pembakaran untuk di pemanfaatan gas hasil fermentasi.

E. CARA MENGHASILKAN BIOGAS

1. Pada tabung fermentasi gas yang di hasilkan di salurkan menuju ke tempat tabung penampung gas dan diteruskan ke kompor. Hanya tiga bagian yang dibutuhkan dalam biogas ini, tabung fermentasi, tabung penampung gas, serta kompor sebagai media pembakar.

2. Sebelum dimasukkan ke dalam tabung fermentasi, eceng gondok terlebih dahulu harus dirajang atau ditumbuk halus. Setelah itu dicampur air bersih 1:1. Misalnya 20 kg eceng gondok dicampur dengan 20 kiloliter air, lantas diaduk merata.

3. Setelah tercampur, masukkan ke dalam lubang pipa yang sudah disiapkan di ujung kiri tabung fermentasi yang akan mengalirkan gas ke drum penampungan setelah beberapa hari. Eceng gondok yang sudah ditumbuk sebanyak 20 kg sudah dapat menghasilkan gas yang dapat dipakai setelah 1 minggu.

4. Ketika menggunakan biogas untuk memasak, tabung fermentasi bisa kembali diisi dengan eceng gondok baru. Secara terus menerus eceng gondok bisa terus dimasukkan ke dalam tabung fermentasi.

5. Karena dalam tabung tersebut sudah terpasang pipa untuk proses pengeluaran, ampas eceng gondok akan mengalir dengan sendirinya bila eceng gondok baru masuk ke dalam tabung. Ampas ini bisa digunakan untuk pupuk kompos.

F. prosedur

Metode yang digunakan dalam pembuatan Proyek Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

Metode literatur digunakan untuk memperoleh informasi, dasar teori yang diperoleh dari buku, internet, maupun wawancara kepada pakar biogas sebagai studi pustaka yang akan mendukung pembuatan proyek akhir.

§ Wawancara

Metode wawancara dilakukan untuk menambah masukan serta tambahan pengetahuan dari dosen pembimbing dan pihak lain yang berpengalaman dalam bidang biogas agar lebih terarah.

§ Studi Lapangan (Observasi)

Metode studi lapangan digunakan untuk memperoleh informasi dan data-data dari hasil pengamatan yang dapat mendukung dalam pembuatan proyek akhir, antara lain survei ke tempat-tempat maupun daerah yang berhubungan dengan pembuatan tugas akhir ini

§ Metode analisa

Metode analisa digunakan untuk menganalisa data dan menghitung data yang diperoleh.

G. DIAGRAM ALIR PERANCANGAN ALAT

H. JADWAL PERANCANGAN ALAT

NO	Uraian kegiatan	MINGGU
NO	Uraian kegiatan	I	II	III	IV	V
1	STUDI PUSTAKA
2	PENYUSUNAN PROPOSAL
3	SEMINAR PROPOSAL
4	PEMBUATAN/PERANCANGAN ALAT
5	PENYUSUNAN LAPORAN
6	SEMINAR HASIL
7	PERBAIKAN
8	UJIAN AKHIR