 |
| digester Biogas |
Proses fermentasi mengacu pada berbagai
reaksi dan interaksi yang terjadi di antara bakteri metanogen dan non metanogen
serta bahan yang diumpankan ke dalam digester sebagai input. Ini adalah
phisiokimia yang kompleks dan proses biologis yang melibatkan berbagai faktor
dan tahapan bentuk. Penghancuran input yang merupakan bahan organik dicapai
dalam tiga tahapan, yaitu (a) Hidrolisis. Hidrolisis merupakan
tahap awal dari proses fermentasi. Tahap ini merupakan penguraian bahan organik
dengan senyawa kompleks yang memiliki sifat mudah larut seperti lemak, protein,
dan karbohidrat menjadi senyawa yang lebih sederhana. Senyawa yang dihasilkan
dari proses hidrolisis di antaranya senyawa asam organik, glukosa, etanol, CO2
dan senyawa Hidrokarbon lainnya (b) Asidifikasi (pengasaman), Senyawa-senyawa
yang terbentuk pada tahap hidrolisisi akan dijadikan sumber energi bagi
mikroorganisme untuk tahap selanjutnya, yaitu pengasaman atau asidifikasi. Pada
tahap ini, bakteri akan menghasilkan senyawa-senyawa asam oraganik seperti asam
asetat, asam propionate, asam butirat, dan asam laktat beserta produk sampingan
berupa alkohol, CO2, hidrogen, dan zat ammonia dan (c) Metanogenesis. Bakteri
metnogen seperti methanococus, methanosarcina, dan methano
bactherium akan mengubah produk lanjutan dari tahap pengasaman menjadi gas
metan, karbiondioksida, dan air yang merupakan komponen penyusun biogas.
Berikut reaksi perombakan yang dapat pada tahap metanogenesis (D.
Agusman, dkk. 2017).
Energi biogas sangat potensial untuk dikembangkan. Pertama produksi biogas dari kotoran peternakan sapi, misalnya ditunjang oleh kondisi yang kondiusif karena perkembangan peternakan sapi di Indonesia. Kondisi yang demikian sangat mendukung ketersediaan bahan baku secara kontinyu dalam jumlah yang cukup untuk memproduksi biogas. Kedua regulasi di bidang energi seperti kenaikan tarif listrik, kenaikan harga LPG (Liquefied Petroleum Gas), pertalite, minyak tanah, solar, minyak diesel dan minyak bakar telah mendorong pengembangan sumber energi alternatif yang murah, berkelanjutan dan ramah lingkungan. Persamaan kimia (gambar 1) menunjuukan bahwa banyak produk hasil samping dan produk antara dihasilkan pada proses pencernaan input dalam kondisi anaerobik sebelum produk akhir (metana) diproduksi. Secara jelas, banyak faktor yang memfasilitasi dan menghambat telah memainkan peranan dan proses. Beberapa faktor tersebut antara lain (a) nilai pH, (b) suhu, (c) laju pengumpanan, (d) waktu retensi, (e) toxicity dan (f) Sludge.
 |
| Gambar 1. Tahap Pembentukan Biogas |
Peternak sapi di Indonesia rata-rata
memiliki 2-5 ekor sapi dengan lokasi yang tersebar. Kondisi demikian
menyebabkan penanganan limbah kotoran ternak sulit dilakkukan secara
terintegrasi dengan sistem pertanian. Penanganan limbah yang baik sangat
penting karena dapat memperkecil dampak negative terhadap lingkungan seperti
polusi tanah, air dan udara serta penyebaran penyakit menular. Pada umumnya
peternak menangani limbah secara sederhana, seperti membuat kotoran ternak
menjadi kompos maupun menyebarkan secara langsung di lahan pertanian. Oleh
karena itu, pemanfaatan kotoran ternak menjadi biogas diharapkan dapat
memberikan nilai tambah usaha peternakan. Dua jenis produk ini sangat membantu
permasalahan bahan bakar (energi) dan kebutuhan pupuk organik.
Berdasarkan hasil penelitian, penggunaan
limbah keluaran dari digester biogas secara rutin mampu meningkatkan produksi
padi secara berkesinambungan. Hal ini berbeda dengan pupuk kimia/sintesis yang
justru bisa menurunkan produksi tanaman jika digunakan secara terus-menerus.
Keunggulan lainnya adalah pupuk yang dihasilkan tidak menimbulkan adanya
residua tau gulma di dalam lahan sawah.
Manfaat lain dari energi biogas adalah
sebagai pengganti bahan bakar, khususnya LPG dan minyak tanah yang dipergunakan
untuk memasak. Biogas untuk skala rumah tangga biasanya memiliki komposisi
seperti yang tersaji pada tabel 1. Dalam skala besar, biogas dapat digunakan
sebagai pembangkit energi listrik. Disamping itu, dari proses produksi biogas
akan dihasilkan limbah keluaran dari digester biogas yang dapat langsung
dipergunakan sebagai pupuk organik pada tanaman atau budidaya pertanian. Limbah
biogas merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang
dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose,
lignin dan lain-lain tidak dapat digantikan oleh pupuk kimia. Pupuk organik
dari biogas telah dicobakan pada tanaman jagung, bawang merah dan padi.
Tabel
1. Komposisi Yang Terdapat Dalam Biogas
|
Jenis Gas |
Volume
(%) |
|
Metana (CH4) |
50-60 |
|
Karbondioksida (CO2) |
30-40 |
|
O2, H2, dan H2S |
1-2 |
Nilai kalori dari 1 m3 biogas
setara dengan 0,6-0,8 liter minyak tanah. Untuk menghasilkan listrik 1kwh
dibutuhkan 0,62-1 m3 biogas yang setara dengan 0,52 liter minyak
solar. Oleh karena itu, biogas sangat bcocok digunakan sebagai bahan bakar
alternatif yang ramah loingkungan sebagai pengganti minyak tanah, LPG, butana,
batubara, maupun bahan lain yang berasal dari fosil. Ketersediaan biogas dapat
dilihat pada table 2.
Tabel
2. Biogas Dibandingkan dengan Bahan Bakar Lain
|
Keterangan |
Bahan Bakar Lain |
|
1
m3 Biogas |
Elpiji
0,46 Kg |
|
Minyak
tanah 0,62 liter |
|
|
Minyak
Solar 0,52 liter |
|
|
Bensin
0,80 liter |
|
|
Gas
kota 1,5 m3 |
|
|
Kayu
bakar 3,5 Kg |
Biogas
dapat digunakan
dengan cara yang sama seperti gas-gas mudah terbakar alinnya. Pembakaran biogas
dilakukan dengan mencampurnya dengan sebagian oksigen (O2). Namun
demikian, untuk mendapatkan hasil pembakaran yang optimal, perlu dilakukan
prakondisi sebelum biogas dibakar yaitu melalui proses pemurnian/penyaringan.
Hal ini karena biogas mengandung beberapa gas lain yang tidak menguntungkan.
Sebagai salah satu contoh, kandungan gas hydrogen sulfida yang tinggi yang
terdapat dalam biogas jika dicampur dengan oksigen dengan perbandingan 1:20 maka
akan menghasilkan gas yang sangat mudah meledak. Namun, sejauh ini belum pernah
dilaporkan kejadian terjadinya ledakan pada sistem biogas sederhana.
Beberapa hal yang menarik pada teknologi
biogas adalah kemampuannya untuk membentuk biogas dari limbah organik yang
jumlahnya berlimpah dan tersedia secara bebas. Variasi dan sifat-sifat biokimia
menyebabkan produksi biogas juga bervariasi. Sejumlah bahan organik dapat
digunakan bersama-sama dengan beberapa persyaratan produksi gas atau
pertumbuhan normal bakteri metan yang sesuai. Beberapa sifat bahan organik
tersebut mempunyai dampak yang nyata pada tingkat produksi gas.
Daftar
Pustaka
D. Agusman., Rifky.,
dan Buono, Ario Kilat. 2017. Pengaruh Starter Ragi Dalam Proses Pembentukan
Biogas Limbah Buah. Jurnal Seminar Nasional Teknoka Ke 2. Vol 2 37-43.
Wahyuni,
Sri. 2015. Panduan Praktis Biogas. Penebar Swadaya. Jakarta
Silahkan memberi komentar yang membangun EmoticonEmoticon