Makalah Fisika: Bioalkohol

BIOALKOHOL

Disusun oleh :

CUT ZHAKIA ANANDA

XII MIA 3

SMAN 3 KOTA TANGERANG SELATAN

TAHUN AJARAN 2015/2016

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya haturkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan pembuatan tugas ini.

Dalam pembuatan tugas ini, banyak bimbingan dan bantuan dari semua pihak sehingga akhirnya tugas ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas ini, khususnya para rekan-rekan.

Terimakasih juga tak lupa saya haturkan kepada Bapak Guru Mata Pelajaran Fisika yang telah memberikan saya tugas ini. Semoga tugas ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Tak ada gading yang tak retak. Begitu pula dengan tugas yang saya buat ini yang masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu saya memohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan.Kritik dan saran sangat diharapkan agar tugas ini menjadi lebih baik serta berdaya guna dimasa yang akan datang.

Pamulang, 07 Maret 2016

Cut Zhakia Ananda

DAFTAR ISI

JUDUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Rumusan Masalah

1.3 Tujuan

BAB II STUDI PUSTAKA

2.1 Pengertian Energi Biofuel

2.2 Sejarah Energi Biofuel

BAB III STUDI KASUS

3.1 Energi Bioalkohol

3.1.1 Metanol dan Etanol

3.1.2 Butanol dan Propanol

3.2Manfaat Energi Biofuel

3.3Kelemahan Energi Biofuel

BAB IV PENUTUP

3.1 Kesimpulan

3.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi alternatif adalah energi yang digunakan dengan bertujuan untuk menggantikan bahan bakar yang ada saat ini tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut. Minyak bumi dan batu bara sering disebut sebagai bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil ini terbentuk dari hewan dan tumbuhan yang mati ratusan juta tahun lalu. Pembentukan bahan bakar ini membutuhkan waktu sangat lama. Apabila& kita tidak berhemat, bahan bakar tersebut akan habis. Penggunaan energi alternatif merupakan salah satu cara menghemat persediaan bahan bakar fosil. Ada banyak sumber energi alternatif, seperti matahari, air, angin, gelombang air laut, geothermal, biofuel, dan lain-lain.

Ciri-ciri energi alternatif adalah sebagai berikut :

(1) Dapat digunakan berulang-ulang

(2) Jumlahnya berlimpah

(3) Pengolahannya tidak merusak alam

(4) Tidak berbahaya, aman, serata tidak menimbulkan berbagai penyakit akibat pengolahan/penggunaanya

(5) Ramah lingkungan

Bahan bakar hayati atau biofuel adalah setiap bahan bakar baik padatan, cairan ataupun gas yang dihasilkan dari bahan-bahan organik. Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri, komersial, domestik atau pertanian.

Alasan saya memilih Bahan Bakar Bioful dalam pembuatan makalah ini karena saya berfikir bahan bakar hayati ini beragam jenisnya seperti, limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga, limbah industri dan pertanian); fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas (mengandung hingga 60 persen metana), atau fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkanalkohol dan ester; dan energi dari hutan (menghasilkan kayu dari tanaman yang cepat tumbuh sebagai bahan bakar).

Disini saya akan membahas Energi Bioalkohol.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan Energi Biofuel?

2. Apa saja jenis Energi Biofuel?

3. Apa manfaatEnergi Biofuel?

4. Apa saja kerugian penggunaan Energi Biofuel?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian Energi Biofuel.

2. Untuk mengetahui jenis-jenis Energi Biofuel.

3. Untuk mengetahui manfaat Energi Biofuel.

4. Untuk mengetahui kerugian penggunaan Energi Biofuel.

BAB II

STUDI PUSTAKA

2.1 Pengertian Energi Biofuel

Ada tiga cara untuk pembuatan biofuel:

-pembakaran limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga, limbah industri dan pertanian)

-fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas (mengandung hingga 60 persen metana)

-fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkanalkohol dan ester dan energi dari hutan (menghasilkan kayu dari tanaman yang cepat tumbuh sebagai bahan bakar).

Proses fermentasi menghasilkan dua tipe biofuel: alkohol dan ester. Bahan-bahan ini secara teori dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosiltetapi karena kadang-kadang diperlukan perubahan besar pada mesin, biofuel biasanya dicampur dengan bahan bakar fosil.

2.2 Sejarah Energi Biofuel

Ø Biofuel Generasi Pertama

Biofuel generasi pertama menunjuk kepada biofuel yang terbuat dari gula, starch, minyak sayur, atau lemak hewan menggunakan teknologi konvensional.

1. Minyak Sayur

Minyak sayur dapat digunakan sebagai makanan atau bahan bakar.Kualitas dari minyak dapat lebih rendah untuk kegunaan bahan bakar. Minyak sayur dapat digunakan dalam mesin diesel yang tua (yang dilengkapi dengan sistem injeksi tidak langsung, tapi hanya dalam iklim yang hangat.) Dalam banyak kasus, minyak sayur dapat digunakan untuk memproduksi biodiesel, yang dapat digunakan kebanyakan mesin diesel bila dicampur dengan bahan bakar diesel konvensional. MAN B&W Diesel, Wartsila dan Deutz AGmenawarkan mesin yang dapat digunakan langsung dengan minyak sayur. Minyak sayur bekas yang diproses menjadi biodiesel mengalami peningkatan, dan dalam skala kecil, dibersihkan dari air dan partikel dan digunakan sebagai bahan bakar.

2. Biodiesel

Biodiesel merupakan biofuel yang paling umum di Eropa. Biodiesel diproduksi dari minyak atau lemak menggunakan transesterifikasi dan merupakan cairan yang komposisinya mirip dengan diesel mineral. Minyak dicampur dengan sodium hidroksida dan methanol (atau ethanol_ dan reaksi kimia menghasilkan biodiesel (FAME) dan glycerol. 1 bagian glycerol dihasilkan untuk setiap 10 bagian biodiesel.

Biodiesel dapat digunakan di setiap mesin diesel kalau dicampur dengan diesel mineral. Di beberapa negara produsen memberikan garansi untuk penggunaan 100% biodiesel. Kebanyakan produsen kendaraan membatasi rekomendasi mereka untuk penggunaan biodiesel sebanyak 15% yang dicampur dengan diesel mineral. Di kebanyakan negara Eropa, campuran biodiesel 5% banyak digunakan luas dan tersedia di banyak stasiun bahan bakar.Di AS, lebih dari 80% truk komersial dan bis kota beroperasi menggunakan diesel. Oleh karena itu penggunaan biodiesel AS bertumbuh cepat dari sekitar 25 juta galon per tahun pada 2004 menjadi 78 juta galon pada awal 2005. Pada akhir 2006, produksi biodiesel diperkirakan meningkat empat kali lipat menjadi 1 miliar galon.

3. Biogas

Biogas diproduksi dengan proses digesti anaerobik dari bahan organik oleh anaerobe. Biogas dapat diproduksi melalui bahan sisa yang dapat terurai atau menggunakantanaman energi yang dimasukan ke dalam pencerna anaerobik untuk menambah gas yang dihasilkan. Biogas mengandung methane dan dapat diperoleh dari digester anaerobik industri dan sistem pengelolaan biologi mekanik. Gas sampah adalah sejenis biogas yang tidak bersih yang diproduksi dalam tumpukan sampah melalui digesti anaerobik yang terjadi secara alami. Bila gas ini lepas ke atmosfer, gas ini merupakan gas rumah kaca.

4. Syngas

Syngas dihasilkan oleh kombinasi proses pyrolysis, kombusi, dan gasifikasi. Bahan bakar bio dikonversi menjadi karbon monoksida dan energi melalui pyrolysis. Masukan oksigen terbatas diberikan untuk mendukung kombusi. Gasifikasi mengubah materi organik menjadi hidrogen dan karbon monoksida.Campuran gas yang dihasilkan, syngas, adalah bahan bakar.

5. Bioalkohol

Alkohol yang diproduksi secarai biologi, yang umum adalah ethanol, dan yang kurang umum adalah butanol, diproduksi dengan aksi mikroorganisme dan enzymmelalui fermentasi gula atau starch, atau selulosa. Biobutanol seringkali dianggap sebagai pengganti langsung bensin, karena dapat digunakan langsung dalam mesin bensin.

Butanol terbentuk dari fermentasi ABE (aseton, butanol, etanol) dan eksperimen modifikasi dari proses tersebut memperlihatkan potensi yang menghasilkan energi yang tinggi dengan butanol sebagai produk cair. Butanol dapat menghasilkan energi yang lebih banyak dan dapat terbakar "langsung" dalam mesin bensin yang sudah ada (tanpa modifikasi mesin).[10] Dan lebih tidak menyebabkan korosi dan kurang dapat tercampur dengan air dibanding ethanol, dan dapat didistribusi melalui infrastruktur yang telah ada.Dupont dan BP bekerja sama untuk menghasilkan butanol.

Bahan bakar etanol merupakan biofuel paling umum di dunia, terutama bahan bakar etanol di Brasil. Bahan bakar alkohol diproduksi dengan cara fermentasi gula yang dihasilkan dari gandum, jagung, bit gula, tebu, molasses dan gula atau amilum yang dapat dibuat minuman beralkohol (seperti kentang dan sisa buah, dll). Produksi etanol menggunakan digesti enzim untuk menghasilkan gula dari amilum, fermentasi gula, distilasi dan pengeringan. Proses ini membutuhkan banyak energi untuk pemanasan (seringkali menggunakan gas alam).Produksi etanol selulosa menggunakan tanaman non-pangan atau produk sisa yang tak bisa dikonsumsi, yang tidak mengakibatkan dampak pada siklus makanan.

Ø Biofuel Generasi Kedua

Para pendukung biofuel mengklaim telah memiliki solusi yang lebih baik untuk meningkatkan dukungan politik serta industri untuk, dan percepatan, implementasi biofuel generasi kedua dari sejumlah tanaman yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia dan hewan, di antaranya cellulosic biofuel. Proses produksi biofuel generasi kedua bisa menggunakan berbagai tanaman yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia dan hewan yang diantaranya adalah limbah biomassa, batang/tangkai gandum, jagung, kayu, dan berbagai tanaman biomassa atau energi yang spesial (contohnya Miscanthus). Biofuel generasi kedua (2G) menggunakan teknologi biomassa ke cairan, diantaranya cellulosic biofuel dari tanaman yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia dan hewan.

Sebagian besar biofuel generasi kedua sedang dikembangkan seperti biohidrogen, biometanol, DMF, Bio-DME, Fischer-Tropsch diesel, biohydrogen diesel, alkohol campuran dan diesel kayu. Produksi cellulosic ethanol mempergunakan berbagai tanaman yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia dan hewan atau produk buangan yang tidak bisa dimakan. Memproduksi etanol dari selulosa merupakan sebuah permasalahan teknis yang sulit untuk dipecahkan. Berbagai hewan ternak pemamah biak (seperti sapi) memakan rumput lalu menggunakan proses pencernaan yang berkaitan dengan enzim yang lamban untuk menguraikannya menjadi glukosa (gula). Di dalam labolatorium cellulosic ethanol, berbagai proses eksperimen sedang dikembangkan untuk melakukan hal yang sama, lalu gula yang dihasilkan bisa difermentasi untuk menjadi bahan bakar etanol. Para ilmuwan juga sedang bereksperimen dengan sejumlah organisme hasil rekayasa genetik penyatuan kembali DNA yang mampu meningkatkan potensi biofuel seperti pemanfaatan tepung Rumput Gajah (Panicum virgatum).

Jerami tanaman minyak biji Rapa sebagai salah satu sumber energi alternatif penting dimasa depan. Jerami minyak biji Rapa kebanyakan tidak lagi digunakan petani, hanya sebagai kompos dan tempat tidur hewan ternak. Tetapi dengan memanfaatkan jerami minyak biji Rapa akan menghasilkan energi alternatif Biofuel terbarukan. Ilmuwan dari Institute of Food Research mencari cara, bagaimana mengubah jerami dari minyak biji Rapa menjadi energi alternatif biofuel. Penemuan awal menunjukkan bagaimana proses pembuatan biofuel bisa diproduksi lebih efisien, serta bagaimana meningkatkan produksi jerami minyak biji Rapa dapat ditingkatkan. Jerami dari tanaman seperti gandum, barley, dan minyak biji Rapa dipandang sebagai sumber potensial energi biomassa untuk meningkatkan produksi biofuel generasi kedua. Setidaknya produksi di Inggris mencapai sekitar 12 juta ton jerami minyak biji Rapa. Dalam kenyataannya, minyak biji Rapa banyak digunakan untuk tempat tidur hewan ternak dan kompos dan pembangkit energi. Jerami berisi campuran gula yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif biofuel, dimana dalam penggunaannya tidak bersaing dengan produksi pangan melainkan merupakan solusi berkelanjutan dalam hal pemanfaatan limbah. Gula yang ada pada jerami tidak dapat diakses oleh enzim yang membebaskannya agar dapat dikonversi menjadi energi alternatif biofuel, sehingga perawatan sebelum pengelolaan jerami akan sangat diperlukan.

BAB III

STUDI KASUS

3.1 Energi Bioalkohol

Meskipun saat ini bahan bakar fosil masih mendominasi sumber energi dunia, alkohol sudah digunakan sebagai bahan bakar oleh manusia sejak zaman lampau. Empat alkoholalifatik pertama, yaitu (metanol, etanol, propanol, dan butanol) adalah jenis alkohol yangsering digunakan sebagai bahan bakar karena alkohol-alkohol ini dapat disintesis secara kimia maupun biologi, dan karakteristik yang dimiliki membuat alkohol ini dapat dipakai pada mesin-mesin modern saat ini. Salah satu keuntungan yang dimiliki oleh keempat jenis alkohol ini adalah angka oktan yang tinggi. Angka oktan yang tinggi dapat membuat efisiensi bahan bakar meningkat sehingga dapat menutupi kepadatan energinya yang rendah (jika dibandingkan dengan bensin/diesel). Biobutanol merupakan salah satu bahan bakar yang paling menguntungkan karena kepadatan energinya hampir sama dengan bensin, dengan angka oktan yang masih 25% lebih tinggi dari bensin. Kebanyakan metanol diproduksi dari gas alam, meskipun sebenarnya dapat juga diproduksi sari biomassa dengan proses yang hampir sama. Etanol pada umumnya diproduksi dari material biologis yang diproses melalui fermentasi. Bahan bakar yang diperoleh dari material-material biologis ini disebut dengan bioalkohol (misalnya bioethanol). Tidak ada perbedaan antara bahan bakar alkohol yang diproduksi dari material biologis maupun dari bahan kimia.

3.1.1 Metanol dan Etanol

Etanol secara umum diproduksi melalui fermentasi gula, dan metanol biasanya diproduksi dari fermentasi gas, tapi ada cara yang lebih modern untuk mendapatkan bahan bakar ini. Enzim dapat digunakan untuk memproduksi etanol dan metanol. Metanol adalah molekul yang paling sederhana, dan etanol dapat dibuat dari metanol. Di dunia industri, metanol dapat dibuat dari biomassa apapun, termasuk kotoran binatang, atau dari karbon dioksida dan air. Bisa juga didapatkan dari mengubah biomassa menjadi gas sintesis digasifier. Kedua bahan bakar ini juga dapat diproduksi di laboratorium dengan menggunakan elektrolisis atau enzim. Jika digunakan sebagai bahan bakar, etanol memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing bila dibandingkan dengan bahan bakar biasa seperti bensin dan diesel. Kedua bahan bakar alkohol ini membutuhkan rasio kompresi yang tinggi agar mesin bisa menyala. Kedua alkohol ini memiliki angka oktan yang tinggi, dengan angka oktan 109. Selain itu, kedua bahan bakar alkohol ini memiliki angka cetan yang rendah, sehingga cairan pembantu penyulut (ignition improver) seperti contohnya glikol harus ditambahkan ke dalam campuran bahan bakar ini sampai kandungannya mencapai 5%.Ketika dipakai, bahan bakar alkohol ini dapat berpotensi mengurangi NOx, CO, HC dan partikulat lainnya. Emisi racun dari benzena dan 1,3 butadiena juga menurun.

3.1.2 Butanol dan Propanol

Propanol dan butanol dianggap lebih aman dan lebih mudah menguap jika dibandingkan dengan metanol. Butanol memiliki keuntungan yaitu titik nyalanya sebesar 35 °C, sehingga tidak mudah terbakar, tapi menjadi masalah jika digunakan pada suhu udara rendah. Proses fermentasi untuk memproduksi propanol dan butanol agak susah dilakukan. Saat ini, organisme yang digunakan dalam pengkonversian ini, Clostridium acetobutylicum, menghasilkan bau yang sangat busuk sehingga proses fermentasi harus dilakukan pada pabrik fermentasi. Organisme ini juga akan mati ketika kandungan butanol mencapai 7%. Sebagai perbandingan, khamir akan mati jika kandungan etanol mencapai 14%. Beberapa jenis khamir lainnya dapat mentolerir konsentrasi etanol yang lebih tinggi - sehingga disebut khamir turbo yang masih dapat bertahan sampai kandungan etanolnya mencapai 16%. Kesimpulan yang didapat adalah jika khamir Saccharomyces biasa dapat dimodifikasi sehingga dapat lebih tahan terhadap etanol, maka pada suatu hari mungkin ilmuwan akan berhasil menghasilkan strain Clostridium tipe baru yang dapat bertahan dari butanol dengan konsentrasi lebih dari 7%. Jika hal ini dapat diterapkan, maka akan sangat berguna karena butanol memiliki kepadatan energi yang lebih besar daripada etanol. Ditambah lagi, serat yang biasanya dibuang dari tanaman gula, sekarang dapat digunakan untuk memproduksi butanol, dan hasil bahan bakarnya bisa ditingkatkan tanpa perlu menambah jumlah tanaman yang dihasilkan.

3.2 Manfaat Energi Biofuel

Berikut beberapa manfaat penggunaan Energi Biofuel

1. Tidak memerlukan perubahan radikal untuk beralih ke penggunaan biofuel, tidak sesulit seperti beralih ke energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin.

2. Lebih murah daripada bahan bakar fosil.

3. Adalah bahan bakar “Netral Karbon”. Hal ini karena karbon dioksida yang dikeluarkan saat pembakaran sama dengan jumlah yang diserap tanaman keluar atmosfer. Oleh karena itu, mereka tidak memberikan kontribusi terhadap pemanasan global.

4. Mengurangi emisi carbon sebesar 50% – 60%

5. Mengurangi ketergantungan pada minyak asing.

6. Etanol lebih murah di produksi.

7. Membantu mencegah ketukan atau gesekan pada mesin.

3.3 Kelemahan Energi Biofuel

1. Metanol dan Etanol membutuhkan rasio kompresi yang tinggi agar mesin bisa menyala.

2. Lebih banyak tanah yang harus disisihkan untuk membuat Biofuel.

3. Akan banyak orang di seluruh dunia yang kelaparan karena tidak ada makanan yang cukup karena lahan yang digunakan untuk menanam bahan pangan digunakan untuk menanam tanaman penghasil Biofuel.

4. Membakar jagung (sebagai bahan untuk pembuatan Biofuel) dapat melepaskan Nitrous Oxide (gas rumah kaca) ke udara.

BAB IV

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Bioalkohol adalah Alkohol yang diproduksi secarabiologi, yang umum adalah ethanol, dan yang kurang umum adalah butanol, diproduksi dengan aksi mikroorganisme dan enzymmelalui fermentasi gula atau starch, atau selulosa. Biobutanol seringkali dianggap sebagai pengganti langsung bensin, karena dapat digunakan langsung dalam mesin bensin.

Penggunaan energi alternatif pasti memiliki kelebihan dan kekurangan, berikut kelebihan dan kekurangannya :

· Kelebihan

1. Tidak memerlukan perubahan radikal untuk beralih ke penggunaan biofuel, tidak sesulit seperti beralih ke energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin.

2. Lebih murah daripada bahan bakar fosil.

4. Mengurangi emisi carbon sebesar 50% – 60%

5. Mengurangi ketergantungan pada minyak asing.

6. Etanol lebih murah di produksi.

7. Membantu mencegah ketukan atau gesekan pada mesin.

· Kekurangan

1. Metanol dan Etanol membutuhkan rasio kompresi yang tinggi agar mesin bisa menyala.

2. Lebih banyak tanah yang harus disisihkan untuk membuat Biofuel.

3. Akan banyak orang di seluruh dunia yang kelaparan karena tidak ada makanan yang cukup karena lahan yang digunakan untuk menanam bahan pangan digunakan untuk menanam tanaman penghasil Biofuel.

4. Membakar jagung (sebagai bahan untuk pembuatan Biofuel) dapat melepaskan Nitrous Oxide (gas rumah kaca) ke udara.

3.2 Saran

Beberapa saran yang dapat kami ambil dari makalah ini adalah :

1. Jagalah kelestarian lingkungan kita dari berbagai macam polusi

2. Mulailah kita mengembangkan energy – energy alternative untuk menyelamatkan cadangan minyak bumi dan batu bara yang telah kritis

3. Belajar bagaimana menciptakan ide – ide baru sebagai gerakan menyelamatkan lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

http://mastugino.blogspot.co.id/2012/11/energi-alternatif.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Biofuel

https://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_alkohol

http://prosesbiofuel.blogspot.co.id/2012/12/manfaat-dan-kekurangan-biofuel-yoona.html

Makalah Fisika: Bioalkohol

0 Response to "Makalah Fisika: Bioalkohol"

Posting Komentar