Sains dan Teknologi

Home / All posts

PEMBUATAN BIOGAS

Posted by Nurzaman Tuesday, November 13, 2018 0 comments

Alat dan Bahan

1. Drum volume 200 L

2. Drum volume 120 L

3. Sepotong pipa 10 cm yang berdiameter 2 cm

4. Slang untuk penyalur gas

5. Kran penyalur gas

6. Ember

7. Jerigen volume 5 L

8. Martil

9. Pahat

10. Kotoran sapi, kerbau, unggas atau hewan lainnya

11. Limbah hasil panen dan atau sampah organic lainnya

12. Air

Cara Kerja

A. Membuat Starter atau Pembangkit

1. Campurkan 2 Liter kotoran sapi dan dua liter air ke dalam ember, aduk hingga merata

2. Tambahkan ke dalam campuran tadi cacahan rumput secukupnya dan aduk kembali hingga merata

3. Masukkan campuran bahan-bahan tadi ke dalam jerigen yang bervolume 5 liter, biarkanlah jerigen tersebut terbuka.

4. Simpanlah jerigen yang telah berisi campuran bahan-bahan tadi pada tempat yang aman dan terlindung selama 2 bulan

5. Selama penyimpanan, lakukan pengguncangan pada jerigen tersebut sebanyak 3 atau 4 kali dalam satu minggu

B. Menyiapkan Limbah yang akan digunakan

1. Kumpulkan kotoran sapi atau hewan ternak lainnya

2. Kumpulkan bahan-bahan organic yang berupa limbah pertanian, limbah pasar, limbah ternak, atau limbah-limbah organic lainnya

3. Bila bahan-bahan organic yang akan digunakan telah kering, hancurkan terlebih dahulu dengan cara mencacahnya hingga halus

4. Bila bahan-bahan organic yang akan digunakan masih basah (masih segar), lakukan pencabikan untuk memudahkan pembusukkan, kemudian simpanlah di tempat terbuka selama sekitar 10 hari agar mengalami pembusukkan

C. Menempatkan Limbah dalam Unit Biogas

1. Masukkan 3 ember bahan-bahan organic yang telah disiapkan di atas bersama-sama dengan 3 ember air ke dalam drum yang bervolume 200 liter, kemudian aduk hingga merata

2. Lakukan hal yang sama hingga mencapai volume sekitar dua pertiga volume drum 200 liter atau setinggi volume drum 120 liter

3. Masukkan starter yang telah disiapkan di atas ke dalam drum 200 liter yang telah diisi bahan-bahan organic, kemudian aduklah hingga merata

4. Masukkan drum yang bervolume 120 liter dengan kran dalam keadaan terbuka. Tekanlah drum kecil tersebut hingga mencapai dasar drum besar. Usahakan tidak ada udara dalam drum kecil tersebut.

5. Jika permukaan drum bervolume 120 liter tidak terbenam, keluarkan kembali drum tersebut dan tambahkan kembali bahan-bahan organic dan air ke dalam drum volume 200 liter sampai mencukupi untuk membenamkan drum volume 120 liter

6. Bila sudah diyakini bahwa drum volume 120 liter terbenam seluruhnya dalam campuran bahan-bahan organic yang terdapat di dalam drum volume 200 liter dan bagian dalam drum volume 120 liter tersebut telah penuh berisi bahan-bahan organic, tutuplah kran yang terdapat pada drum bervolume 120 liter tadi (lihat Gambar)

7. Biarkanlah drum-drum tadi selama 3-4 minggu. Selama waktu itu proses fermentasi akan berlangsung dan gas yang dihasilkannya akan terjebak di dalam drum bervolume 120 liter. Gas ini akan menyebabkan drum bervolume 120 liter terdorong ke atas

8. Sambil menunggu proses fermentai berlangsung, periksalah apakah ada kebocoran gas dari drum bervolume 120 liter. Bila terjadi kebocoran segera ditambal dengan cat atau aspal. Untuk mengetahui adanya kebocoran dapat dilakukan dengan cara membasahi permukaan drum bervolume 120 liter dengan air sabun. Kebocoran akan terlihat dengan adanya buih pada daerah yang bocor tersebut.

9. Setelah diketahui drum bervolume 120 liter berisi gas, periksalah gas tersebut untuk meyakinkan bahwa gas yang terbentuk merupakan gas yang dapat digunakan untuk bahan bakar. Pemeriksaan dapat dilakukan dengan membuka kran dan menyalakan api di atas pipa penyalur gas.

Pembahasan

Melalui biokonversi, limbah organic seperti tinja, sampah domestic dan limbah pertanian dapat dikonversi menjadi bioenergy. Bioenergy merupakan gas kompleks yang terdiri dari metana, karbondioksida, asam sulfide dan gas-gas lainnya. Biokonversi limbah organik ini melibatkan proses fermentasi. Proses biokonversi seperti ini dikenal juga sebagai proses pencernaan anaerob.

Proses biokonversi secara alamiterjadi pula di alam, yakni dalam pembentukan gas rawa atau sebagai produk sampingan dari pencernaan hewan, khususnya hewan-hewan pemamah biak. Gas rawa sebenarnya merupakan gas metan yang terbentuk dari bahan-bahan organic tanaman melalui proses dekomposisi tanaman oleh bakteri. Selanjutnya, gas ini dikeluarkan dari rawa dan dalam kondisi tertentu dapat terbakar secara spontan. Gas ini secara ekonomi merupakan bahan bakar penting yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar minyak, tetapi karena tumbuhan yang didekomposisi secara alami jumlahnya terbatas, maka perlu dicari bahan baku dan teknologi penggantinya.

Pembentukan gas pada hewan pemamah biak terjadi di dalam lambung dan berlangsung bersamaan dengan proses pencernaan makanan. Di dalam lambung, bahan-bahan berselulosa dari rumput-rumputan atau bahan lain yang mejadi makanan hewan pemamah biak dengan penambahan air diubah menjadi asam organic. Asam organik ini ini selanjutnya diurai secara anaerob menjadi gas metan dan karbondioksia. Diperkirakan sekitar 75 juta ton gas metan dikeluarkan oleh hewan pemamah biak setiap tahunnya.

Proses pembuatan gas metan secara anaerob melibatkan interaksi kompleks dari sejumlah bakteri yang berbeda, Protozoa maupun jamur. Beberapa bakteri yang terlibat adalah Bacteriodes, Clostridium butyrinum, Escericia coli dan beberapa bakteri usus lainnya, Methanobacterium, dan Methanobacillus. Dua bakteri terakhir merupakan bakteri utama penghasil metan dan hidup secara anaerob. Proses pembuatan metan ini terbagi ke dalam tiga tahap, yaitu:

Hidrolisis secara enzimatik bahan-bahan organik tak larut menjadi bahan-bahan organik dapat larut. Enzim utama yang terlibat adalah selulase yang menguraikan selulosa
Perubahan bahan-bahan organic dapat larut menjadi asam organic. Pembentukan asam organic ini terjadi dengan bantuan bakteri non methanogenik, protozoa, dan jamur.
Perubahan asam organic menjadi gas metan dan karbondioksia. Proses perubahan ini dapat terjadi karena adanya bantuan bakteri metanogenik (Methanobacterium dan Methanobacillus).

Keseluruhan reaksi perubahan bahan organic menjadi gas metan dan karbondioksida dapat dituliskan dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

Persamaan di atas berlaku bila yang menjadi substrat adalah selulosa. Untuk substrat yang berupa senyawa organic kompleks, seperti lignin dan tannin dan senyawa polimer aromatic lainnya, pembentukan gas metan tidak melalui reaksi seperti di atas. Substrat yang berupa senyawa polimer aromatic kompleks terlebih dahulu diubah menjadi senyawa aromatic yang lebih sederhana melalui aktivitas aerobic beberapa enzim ekstraselular yang dihasilkan oleh sejumlah mikroorganisme. Senyawa-senyawa aromatic sederhana ini umumnya berupa senyawa benzenoid. Selanjutnya, senyawa benzenoid ini melalui aktivitas bakteri metanogenik, seperti Methanobacterium formicicum dan Methanospirilum hungati, secara anaerob diubah menjadi gas metan dan karbondioksid. Proses perubahan ini terjadi melalui tahapan reaksi seperti berikut:

Catatan:

1. Waktu yang diperlukan untuk memproduksi gas sekitar 3 – 4 minggu, setelah itu gas akan diproduksi secara kontinyu selama 8 minggu. Selama 8 minggu ini, separuh dari total gas yang diproduksi dibentuk pada 2 – 3 minggu pertama, sisanya dibentuk pada 5 – 6 minggu terakhir.

2. Setelah waktu 8 minggu dilalui, gas tidak akan banyak terbentuk, maka unit biogas dapat dikosongkan kembali dan isinya dapat digunakan sebagai starter untuk pembuatan biogas berikutnya

3. Dalam pembuatan starter kotoran sapi yang digunakan diusahakan yang masih baru (hangat).

Untuk pembuatan Biogas Skala Rumah tangga bisa tonton video tutorialnya

Video 1

Video 2

Baca Selengkapnya ....

PEMBUATAN ANGGUR SARI BUAH

Posted by Nurzaman Saturday, November 10, 2018 0 comments

A. Pendahuluan

Buah-buahan dapat dikelompokkan ke dalam tiga golongan, yaitu:

1. Buah-buahan keras, seperti nenas, salak, dan lain-lain

2. Buah-buahan lunak dengan kulit ulet (liat) seperti jeruk, belimbing, dan lai-lain

3. Buah-buahan yang banyak mengandung pati (karbohidrat) seperti pisang

Ketiga golongan buah-buahan tersebut memiliki kadar gula yang berbeda. Pada kadar yang tinggi gula dapat bersifat bacteriacida (pembunuh bakteri), sedangkan pada kadar yang rendah gula dapat bersifat bacteriastatic (menahan pertumbuhan bakteri). Namun demikian, bagi buah-buahan yang banyak mengandung gula, kontaminasi dengan mikroorganisme dapat menyebabkan gula tersebut terkonversi menjadi alcohol. Adanya konversi gula ini menyebabkan sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme menjadi berkurang, sehingga mikroorganisme tersebut tidak mampu untuk berkembang lagi. Disamping itu, akibat terkonversinya gula ini juga menyebabkan pH menjadi rendah. Rendahnya pH ini merupakan salah satu factor penghambat bagi pertumbuhan mikroorganisme. Berdasarkan prinsip-prinsip ini, maka pembuatan anggur sari buah merupakan salah satu cara dalam mengawetkan sari buah tersebut.

B. Alat dan Bahan

1. Pisau stainless steel

2. Blender atau penghancur buah

3. Kain pemeras buah

4. Beker glass besar

5. Timbangan

6. Gelas ukur

7. Waskom kecil

8. Buah pisang sebanyak 1 kg atau buah-buahan lain

9. Toge 200 gram

10. Gula pasir 500 – 1000 gram

11. Air matang secukupnya

12. Ragi roti 7,5 gram

13. Larutan Na₂S₂O₄(Natrium metabisulfit) sebagai penyeteril

C. Cara Kerja

1. Steriilkan semua alat yang akan digunakan dengan menggunakan larutan penyeteril

2. Irislah pisang menjadi potongan-potongan kecil, kemudian direbus. Merebus pisang tidak perlu sampai mendidih untuk menjaga agar kandungan gula dalam pisang tidak berkurang

3. Hancurkan rebusan pisang hingga hancur merata dengan menggunakan blender

4. Letakkan hancuran pisang di dalam Waskom yang sudah dilapisi dengan kain pemeras

5. Lipat kain pemeras menurut arah diagonalnya, agar hancuran buah tidak tertumpah, kemudian peras dan saringlah

6. Keluarkan ampas buah pisang yang diperoleh dan cuci serta sterilkan kembali kain pemerasnya dengan larutan penyeteril untuk digunakan kembali

7. Didihkan air sebanyak 1 liter, kemudian masukkan toge yang tela dibersihkan dan biarkan selama 15 menit

8. Setelah 15 menit, angkat toge tersebut dan hancurkan dengan menggunakan blender

9. Lakukan hal yang sama seperti langkah 4 dan 5

10. Campurkan sari buah pisang dan sari toge, kemudian masukkan gula pasir yang telah dilarutkan dalam air matang hingga volumenya mencapai 7 – 8 liter

11. Panaskan campuran di atas pada suhu 70 – 75 derajat Celcius selama sekitar 30 menit. Lakukan pemanasan ini sebanyak 3 atau 4 kali

12. Dinginkan campuran yang telah dipanaskan hingga suhunya mencapai 30 derajat Celcius

13. Masukkan campuran yang telah didinginkan tersebut ke dalam botol yang steril, kemudian tambahkan ragi ke dalamnya. Tutup botol tersebut dengan prop gabus dan lapisi prop gabus tersebut dengan lapisan lilin atau tutup dengan plastic yang kemudian diikat dengan karet

14. Simpanlah botol-botol yang telah berisi campuran selama 7 – 14 hari. Semakin lama penyimpanan kualitas anggur yang dihasilkan akan bertambah baik.

Catatan:

· Larutan penyeteril dapat dibuat dengan jalan membuat larutan stok, yaitu 100 gram Na₂S₂O₄ dalam 3 liter air, kemudian ambil larutan stok tersebut sebanyak 250 ml dan tambahkan 10 gram asam sitrat, selanjutnya tambahkan air hingga volumenya mencapai 5 liter

· Setelah sari buah difermentasikan selama 7 – 14 hari, sari buah tersebut dapat diminum, tetapi akan lebih baik bila sebelum diminum sari buah tersebut disaring dahulu.

D. Pertanyaan

1. Mengapa campuran sari buah dan sari toge yang telah diberi gula harus dipanaskan dahulu sebelum diberi ragi?

2. Mengapa selama proses penyimpanan botol harus tertutup rapat?

3. Mengapa semakin lama penyimpanan akan menghasilkan anggur sari buah yang berkualitas lebih baik?

Sumber: Penuntun Praktis Biologi Terapan, Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA IKIP Bandung

Baca Selengkapnya ....

PEMBUATAN YOGHURT

Posted by Nurzaman Wednesday, November 7, 2018 0 comments

A. Pendahuluan

Susu merupakan substrat yang baik untuk pertumbuhan mikroorganisme. Disamping memiliki kadar air yang tinggi, susu juga memiliki pH yang netral dan kaya akan nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroorganisme.

Golongan mikroorganisme yang umum ditemukan dalam susu adalah bakteri Lactobacilus dan Streptococcus. Bakteri ini memiliki kemampuan dalam memfermentasi susu menjadi asam susu (asam laktat). Adanya kemampuan dari bakteri Lactobacilus dan Streptococcus ini dalam memfermentasi susu dimanfaatkan sebagai dasar dalam proses pembuatan Yoghurt. Yoghurt merupakan salah satu jenis minuman yang termasuk ke dalam minuman penyegar.

Untuk memperoleh Yoghurt dengan kualitas yang baik diperlukan susu yang berkualitas baik pula. Susu yang berkualitas baik ini berasal dari hewan yang sehat, mempunyai bau susu yang normal, dan tidak terkontaminasi. Selain itu, kualitas Yoghurt yang baik juga turut ditentukan oleh kadar lemak dalam susu, jenis bakteri yang digunakan dalam fermentasi, cara pembuatan, dan cara penyimpanan setelah fermentasi.

B. Alat dan Bahan

1. Panci email

2. Kompor atau alat pemanas lainnya

3. pH meter atau kertas pH

4. Susu sapi segar sebanyak satu liter

5. Biakkan murni bakteri Lactobacilus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus

C. Cara Kerja

1. Panaskan susu yang akan difermentasikan pada suhu 90^oC selama 15-30 menit

2. Dinginkan susu yang telah dipanaskan sampai suhunya mencapai 40^oC

3. Inokulasikan biakan Lactobacilus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus sebanyak 2% dari jumlah susu yang akan difermentasikan, kemudian tutup tempat susu tersebut

4. Simpanlah susu yang telah diinokulasi tersebut dalam ruangan yang bersuhu sekitar 43^oC selama tiga jam atau sampai pH 4-5.

5. Dinginkan susu yang telah mencapai pH 4 – 5 pada suhu 5^oC untuk selanjutnya dikemas dalam botol atau tempat lainnya

Catatan:

· Biakan murni bakteri Lactobacilus dan Streptococcus dapat diganti dengan bibit yang diambil dari pembuatan yoghurt sebelumnya

· Untuk menambah selera dalam mengkonsumsi, produk yang diperoleh dapat dicampur dengan sirup atau yang sejenisnya.

D. Pertanyaan

1. Mengapa susu yang akan difermenatsikan harus dipanaskan terlebih dahulu?

2. Mengapa pemanasan susu tersebut harus pada suhu 90^oC dan dalam waktu yang relative pendek?

3. Mengapa inkubasi harus dilakukan pada suhu 43^oC?

Baca Selengkapnya ....