Makalah Fisika: Energi Alternatif Biomassa Sampah Organik

MAKALAH FISIKA

ENERGI ALTERNATIF

BIOMASSA SAMPAH ORGANIK

OLEH:

HAWARIYYAH LATIF HABIBA

XII MIA 3

SMAN 3 TANGERANG SELATAN

TAHUN PELAJARAN 2015/2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkah dan rahmatnya saya bias menyelesaikan makalah “Energi Alternatif Biomassa” ini hingga selesai dengan baik dan lancar.

Terima kasih terutama kepada Bapak Syukron selaku guru mata pelajaran fisika atas bimbingannya, dan kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan makalah ini.

Terlepas dari semua itu saya menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan dalam pembuatan makalah ini. Oleh karena itu, saya sangat mengharapkan segala kritik dan saran dari pembaca agar makalah ini menjadi jauh lebih sempurna.

Harapan saya ke depannya semoga makalah ini dapat bermanfaat dan dapat menginspirasi terutama bagi para pembaca dan saya pada khususnya.

Ciputat, 2 Maret 2016

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

B.     Rumusan Masalah

C.     Tujuan

BAB II

STUDI PUSTAKA

A.    Pengertian Energi Alternatif Biomassa

B.     Sumber Energi Biomassa

C.     Manfaat Energi Biomassa

D.    Kelebihan dan Kekurangan Energi Biomassa

BAB III

STUDI KASUS

A.    Pengertian Biomassa Briket

B.     Cara Membuat Briket dari Sampah Organik Sederhana

C.     Pemanfaatan Briket

BAB IV

PENUTUP

A.    Kesimpulan

B.     Saran

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Apa yang kalian pikirkan ketika mendengar kata energi? Pasti sudah tidak asing lagi untuk kita dengar. Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja. Energi sangat berperan penting untuk kehidupan manusia. Dalam sehari-hari kita banyak menggunakan energi, misalnya energi listrik, energy air, dan lain-lain. Segala sesuatu yang menghasilkan energy disebut sumber energy. Sumber energi dibagi menjadi dua yaitu energi terbarukan dan energi tak terbarukan. Energi terbarukan adalah energi yag berada di alam dan tidak akan habis, sedangkan energi tak terbarukan energi yang dapat habis. Selain itu, pada saat ini orang lebih banyak menggunakan energi tak terbarukan yang semakin lama akan semakin habis. Oleh karena itu solusinya banyak orang mulai mempelajari lebih dalam tentang energi alternative. Energi alternate diharapkan dapat menjadi solusi untuk kehidupan dimasa yang akan datang. Pada makalah ini akan dijelaskan tentang energi alternative biomassa.

           

B.     Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penulisan makalah ini yaitu sebagaiberikut:

1.      Apa yang dimaksud dengan energy biomassa?

2.      Apa saja contoh contoh biomassa di sekitar kita?

3.      Bagaimana proses pengolahan energy biomassa?

4.      Apa saja kelebihan dan kekurangan dari energy alternative biomassa ini?

C.     Tujuan

Adapun tujuan dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

1.      Untuk mengetahui apa yang dimkasud dengan energy biomassa.

2.      Untuk mengetahui contoh-contoh energy biomassa.

3.      Untuk mengetahui proses pengolahan energy biomassa.

4.      Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan energy biomassa.

BAB II
STUDI PUSTAKA

A.    Pengertian EnergiAlternative Biomassa

Energi alternatif adalah energi yang digunakan untuk menggantikan energi dari energi tak terbarukan. Terdapat bermacam-macam energi alternatif yang tersedia di alam, salah satunya adalah biomassa. Biomassa merupakan jenis sumber energi terbarukan yang diperoleh dari materi alami

Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer serat, bahan pangan, pakan ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Umum yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk primernya.

Sumber energi biomassa mempunyai beberapa kelebihan  antara lain merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) sehingga dapat menyediakan sumber energi secara berkesinambungan (suistainable).  Di Indonesia, biomassa merupakan sumber daya alam yang sangat penting dengan berbagai produk primer sebagai serat, kayu, minyak, bahan pangan dan lain-lain yang selain digunakan untuk memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan menjadi tulang punggung penghasil devisa negara.

B.     Sumber Energi Biomassa

Seperti yang kita ketahui biomassa merupakan salah satu sumber energi terbarukan sehingga energi ini dapat diperoleh dari sumber-sumber yang dapat diproduksi lagi, salah satunya yaitu tumbuhan yang ada di alam. Untuk lebih jelasnya, berikut adalah berbagai contoh dari energi biomassa:

1. Kayu

Kayu juga merupakan contoh dari energi biomassa. Kayu yang dibakar dan digunakan sebagai bahan bakar adalah bentuk sederhana dari biomassa dengan menggunakan kayu. Energi panas yang dilepaskan oleh kayu tersebut digunakan untuk menghasilkan panas, memask dan masih banyak lagi. Tak hanya itu saja, dalam skala besar kayu juga digunakan untuk produksi listrik, seperti pembangkit listrik tenaga uap.

Meskipun begitu, jenis energi alternatif ini memiliki sejumlah kekurangan, seperti pembakaran kayu dengan emisi karbon dioksida dapat menyebabkan efek rumah kaca.  Namun jangan khawatir, karena hal ini juga dapat disiasati dengan cara menanam lebih banyak pohon. Sehingga dapat menyerap karbon dioksida dari atmosfer bumi.

2. Limbah pertanian

Limbah pertanian juga dapat digunakan untuk produksi energi biomassa. Limbah pertanian yang dapat dimanfaatkan untuk energi ini adalah kotoran ternak, ampas tebu dan juga jerami. Limbah-limbah tersebut dapat diolah menjadi bahan bakar untuk menghasilkan listrik dan juga panas.

3. Tanaman energi

Contoh dari energi biomassa selanjutnya adalah tanaman energi. Hingga saat ini terdapat tanaman energi yang ditanam secara komersial sebagai sumber energi. Tanaman tersebut diantaranya adalah rami, jagung, gandum dan juga kedelai. Tanaman-tanaman tersebut memang sengaja di tanam dalam skala besar untuk menghasilkan bahan bakar, seperti propanol, biodiesel, butanol dan juga etanol.

C.     Manfaat Energi Biomassa

Agar biomassa bisa digunakan sebagai bahan bakar maka diperlukan teknologi untuk mengkonversinya. Terdapat beberapa teknologi untuk konversi biomassa, dijelaskan pada Gambar 2. Teknologi konversi biomassa tentu saja membutuhkan  perbedaan pada alat yang digunakan untuk mengkonversi biomassa dan menghasilkan perbedaan bahan bakar yang dihasilkan.

Secara umum teknologi konversi biomassa menjadi bahan bakar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu pembakaran langsung, konversi termokimiawi dan konversi biokimiawi.  Pembakaran langsung merupakan teknologi yang paling sederhana karena pada umumnya biomassa telah dapat langsung dibakar.  Beberapa biomassa perlu dikeringkan terlebih dahulu dan didensifikasi untuk kepraktisan dalam penggunaan.  Konversi termokimiawi merupakan teknologi yang memerlukan perlakuan termal untuk memicu terjadinya reaksi kimia dalam menghasilkan bahan bakar.  Sedangkan konversi biokimiawi merupakan teknologi konversi yang menggunakan bantuan mikroba dalam  menghasilkan bahan bakar.

1. Biobriket

Briket adalah salah satu cara yang digunakan untuk mengkonversi sumber energi biomassa ke bentuk biomassa lain dengan cara dimampatkan sehingga bentuknya menjadi lebih teratur. Briket yang terkenal adalah briket batubara namun tidak hanya batubara saja yang bisa di bikin briket. Biomassa lain seperti sekam, arang sekam, serbuk gergaji, serbuk kayu, dan limbah-limbah biomassa yang lainnya. Pembuatan briket tidak terlalu sulit, alat yang digunakan juga tidak terlalu rumit.

2. Gasifikasi

Secara sederhana, gasifikasi biomassa dapat didefinisikan sebagai proses konversi bahan selulosa dalam suatu reaktor gasifikasi (gasifier) menjadi bahan bakar. Gas tersebut dipergunakan sebagai bahan bakar motor untuk menggerakan generato pembangkit listrik. Gasifikasi merupakan salah satu alternatif dalam rangka program penghematan dan diversifikasi energi. Selain itu gasifikasi akan membantu mengatasi masalah penanganan dan pemanfaatan limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan.  Ada tiga bagian utama perangkat gasifikasi, yaitu : (a) unit pengkonversi bahan baku (umpan) menjadi gas, disebut reaktor gasifikasi atau gasifier, (b) unit pemurnian gas, (c) unit pemanfaatan gas.

3. Pirolisa

Pirolisa adalah penguraian biomassa (lysis) karena panas (pyro) pada suhu yang lebih dari 150^oC. Pada proses pirolisa terdapat beberapa tingkatan proses, yaitu pirolisa primer dan pirolisa sekunder. Pirolisa primer adalah pirolisa yang terjadi pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisa sekunder adalah pirolisa yang terjadi atas partikel dan gas/uap hasil pirolisa primer.  Penting diingat bahwa pirolisa adalah penguraian karena panas, sehingga keberadaan O₂ dihindari pada proses tersebut karena akan memicu reaksi pembakaran.

4. Liquification

Liquification merupakan proses perubahan wujud dari gas ke cairan dengan proses kondensasi, biasanya melalui pendinginan, atau perubahan dari padat ke cairan dengan peleburan, bisa juga dengan pemanasan atau penggilingan dan pencampuran dengan cairan lain untuk memutuskan ikatan. Pada bidang energiliquification tejadi pada batubara dan gas menjadi bentuk cairan untuk menghemat transportasi dan memudahkan dalam pemanfaatan.

5.  Biokimia

Pemanfaatan energi biomassa  yang lain adalah dengan cara proses biokimia.Contoh proses yang termasuk ke dalam proses biokimia adalah hidrolisis, fermentasi dan an-aerobic digestion. An-aerobic digestion adalah penguraian bahan organik atau selulosa menjadi CH₄ dan gas lain melalui proses biokimia.

Selain anaerobic digestion, proses pembuatan etanol dari biomassa tergolong dalam konversi biokimiawi.  Biomassa yang kaya dengan karbohidrat atau glukosa dapat difermentasi sehingga terurai menjadi etanol dan CO₂.  Akan tetapi, karbohidrat harus mengalami penguraian (hidrolisa) terlebih dahulu menjadi glukosa.  Etanol hasil fermentasi pada umumnya mempunyai kadar air yang tinggi dan tidak sesuai untuk pemanfaatannya sebagai bahan bakar pengganti bensin.  Etanol ini harus didistilasi sedemikian rupa mencapai kadar etanol di atas 99.5%.

D.    Kelebihan dan Kekurangan Energi Biomassa

Kelebihan Biomassa

1. Sebagai energi terbarukan

Biomassa berasal dari sumber-sumber seperti tanaman dan hewan, singkatnya, merupakan sumber yang bisa diganti. Tanaman dapat tumbuh berulang-ulang pada lahan yang sama tanpa harus mengeluarkan biaya signifikan.Bahan baku yang selalu tersedia membuat biomassa merupakan sumber energi yang tidak pernah habis.

2. Mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil

Bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara dan lain-lain terdapat dalam jumlah terbatas.Dibutuhkan jutaan tahun bagi pembentukan bahan bakar fosil sehingga tidak bisa digantikan dalam waktu singkat.Bahan bakar biomassa hadir sebagai sumber energi alternatif untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.

3. Mengurangi polusi

Energi biomassa bisa mengurangi polusi dalam berbagai cara.Pertama-tama, biomassa menggunakan bahan limbah untuk kemudian mengubahnya menjadi sumber energi.Hal ini akan mengurangi jumlah sampah yang menjadi sumber berbagai pencemaran dan masalah lainnya.Pemanfaatan biomassa juga membantu mengurangi kadar metana yang dilepas karena dekomposisi bahan organik ke udara.Metana diketahui merupakan gas yang menyebabkan efek rumah kaca dan dengan demikian sangat berbahaya bagi lingkungan.Dengan menggunakan limbah organik sebagai sumber biomassa, maka masalah tersebut menjadi terpecahkan.Begitu juga, menanam tanaman yang digunakan sebagai bahan baku biomassa akan memperbanyak konsentrasi oksigen sekaligus mengurangi emisi karbon dioksida.

            Kekurangan Biomassa

1. Mahal

Kelemahan listrik biomassa (misalnya) adalah bahwa energi tersebut sangat mahal untuk diproduksi.Dibutuhkan banyak sumber daya untuk mengubah bahan baku biomassa menjadi sumber energi yang bisa digunakan.Biaya produksi energi biomassa masih lebih tinggi dibandingkan biaya produksi bahan bakar fosil.Berbagai riset harus terus dilakukan untuk menekan biaya sehingga menjadikan energi biomassa lebih ekonomis.

                        2. Sumber terbatas

Meskipun merupakan sumber energi terbarukan, mendapatkan bahan biomassa bisa cukup sulit.Tanaman tertentu, misalnya, tidak tumbuh setiap tahun. Proses pemanenan (harvesting) serta pengolahan juga membutuhkan lebih banyak sumber daya dan energi.

3. Penyebab polusi

Poin ini bisa jadi merupakan ironi. Biomassa memang dikenal mampu mengurangi efek rumah kaca dengan mengontrol produksi metana.Hanya saja, jika tanaman dibakar langsung, maka aktivitas ini juga akan melepaskan gas rumah kaca sama seperti yang diemisikan oleh bahan bakar fosil.

BAB III

STUDI KASUS

A.    Pengertian Biomassa Briket

Briket adalah sebuah blok bahan yang dapat dibakar yang digunakan sebagai bahan bakar untuk memulai dan mempertahankan nyala api. Briket yang paling umum digunakan adalah briket batu bara, briket arang, briket gambut, dan briket biomassa.

Bahan baku briket diketahui dekat dengan masyarakat pertanian karena biomassa limbah hasil pertanian dapat dijadikan briket. Penggunaan briket, terutama briket yang dihasilkan dari biomassa, dapat menggantikan penggunaan bahan bakar fosil.

B.     Cara Membuat Briket dari Sampah Organik Sederhana

Pembuatan briket sampah organik ini dapat dilakukan dengan berbagai macam teknik mulai dari yang paling sederhana hingga yang paling rumit. Tentu kualitasnya akan didapatkan paling baik dengan metode yang paling canggih namun kita akan bahas pembuatan briket sampah organik ini dalam skala kecil sehingga bisa diadopsi oleh masyarakat luas secara mudah.

1. Alat dan Bahan

Alat:

·         Drum (untuk pembakaran)

·         Wadah(baskom/panci)

·         Sekop

·         Cetakan briket (pipa pvc atau bambu)

·         Ember

·         Lesung (penumbuk)

·         Tongkat kayu(pengaduk)

·         Anglo (cetakan briket)

Bahan:

·         Sampah organik kering (daun, ranting, sisa sampah dapur kering, tempurung kelapa, serbuk gergaji, dll)

·         Perekat alami atau buatan (kanji)

2. Cara Membuat

Membuat arang sampah organik :

1.      Siapkan drum (untuk proses pembakaran/pengarangan sampah organik)

2.      Sampah organik (misal daun kering) dimasukkan ke dalam drum dan dibakar. Sampah dapat dimasukkan ke dalam drum pembakaran sedikit demi sedikit agar nyala api tidak padam

3.      Selama proses pembakaran harus dijaga agar tidak ada udara yang keluar masuk drum secara leluasa. Jika udara dapat keluar masuk drum maka pembakaran tidak akan menghasilkan arang melainkan abu.

4.      Bila proses pengarangan sudah selesai, api bisa dimatikan.

Membuat briket sampah organik :

1.      Siapkan penumbuk, misalnya lesung, kemudian arang yang tersedia ditumbuk halus hingga menjadi bubuk arang. Selanjunya kumpulkan bubuk arang tersebut pada suatu tempat misalnya ember.

2.      Siapkan lem kanji dan encerkan dengan air panas. Campurkan kanji tersebut dengan bubuk arang sehingga menjadi adonan yang lengket. Selanjutnya, adonan diaduk agar semua bahan tercampur rata dan cukup lengket

3.      Siapkan cetakan briket. Bisa dibuat dari pipa PVC /bambu / cukup dikepal dengan tangan

4.      Setelah cetakan siap, masukkan adonan yang ke dalamnya dengan cara dipadatkan, setelah padat dan berbentuk, keluarkan dari cetakan.

5.      Jemur briket yang masih basah dibawah sinar matahari sampai benar-benar kering

6.      Briket sampah siap digunakan.

3. Catatan

·         Ukuran dan bentuk cetakan briket sampah organik bermacam-macam, ada yang besar dan ada yang kecil, tergantung pada kegunaannya. Bahkan, pembuatan briket langsung dapat dikepal dengan tangan.

·         Tempat cetak yang dapat dipakai juga bermacam-macam, misalnya kaleng susu, cangkir, atau bekas botol minuman yang terbuat dari plastik.

·         Briket sampah organik yang telah kering langsung dapat digunakan untuk memasak dengan cara dibakar dalam tungku atau anglo.

·         Briket sampah organik dapat juga dicetak terlebih dahulu di dalam tungku khusus untuk mencetak briket sampah organik seperti pot bunga atau kaleng biskuit bekas.

C.     Pemanfaatan Briket

Pemanfaatan bahan bakar padat seperti briket batu bara umumnya tidak disarankan untuk digunakan di rumah tangga karena asapnya yang pekat. Diperlukan tungku khusus yang mengatasi masalah tersebut.

Briket memiliki harga yang murah dibandingkan bahan bakar jenis lainnya sehingga penggunaannya dalam dunia industri dapat memberikan penghematan biaya. Di daerah Ketahun, Bengkulu Utara, briket telah digunakan sebagai pengganti kayu bakar yang harganya semakin naik. Penggunaan briket diketahui memberikan manfaat dari sisi pengeluaran usaha.

BAB IV

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Energi Biomassa adalah salah satu energy alternative terbarukan yang diperoleh dari makhluk hidup seperti limbah pertanian atau peternakan yang dapat dimanfaatkan sebagai energy dalam jumlah yang besar. Salah satu pemanfaatan energy biomassa adalah biobriket. Briket yang terkenal adalah batu bara, tetapi batu bara merupakan energy tak terbarukan yang semakin lama akan semakin habis. Briket tidak hanya dapat dibuat dari batu bara saja, tetapi berbagai macam biomassa salah satunya dari limbah sampah organic dapat digunakan untuk dijadikan briket.

Pembuatan briket sampah organic dapat dilakukan dengan berbagai macam teknik mulai dari yang paling sederhana hingga yang paling rumit. Tentu kualitasnya akan didapatkan paling baik dengan metode yang paling canggih namun pembuatan briket sampah organic dapat dibuat sendiri.

B.     Saran

Dalam pembuatan briket sampah organic sederhana simpanlah briket ditempat yang aman dan kering/tidak basah, jangan sampai briket menjadi lembab karena akan berpengaruh terhadap efektifitas pembakaran briket itu sendiri.

  

Tweet