BIOGAS DAN SEGALA SESUATUNYA

           Oleh : Yudi Susetyo

Alamat :
Ds Meles RT 01/RW 04 No. 16
Kecamatan Adimulyo, Kabupaten Kebumen
Jawa-Tengah Indonesia
e-mail:yudhis_kbm@yahoo.com

ABSTRAK

Pembuatan biogas dari kotoran sapi menggunakan digester drum oli dengan volume konstruksi minimal, lumpur kotoran sapi dicampur dengan bahan yang bisa menambah volume produksi biogas disertai dengan penambahan instalasi pereduksi gas CO2 dan H2S yang bertujuan untuk meningkatkan daya bakarnya.

Gambar 1: (Portable biodigester ) Telah mendapatkan
Penghargaan Gubernur Jawa Tengah Bp Ali Mufiz
Program Krenova Jateng Tahun 2008

I. PENDAHULUAN

Hewan ternak ruminansia besar (sapi, dan kerbau) rata-rata dimiliki oleh perorangan skala rumah- tangga dengan kepemilikan antara 1 sampai dengan 2 ekor. Kotoran hewan ini memiliki manfaat untuk diolah menjadi biogas dan pupuk organic. Jika setiap ekor mampu menghasilkan 400 liter biogas setiap hari, artinya bisa menggantikan beban energi rumah tangga kecil dalam satu kali masak.

Disamping kotoran ternak limbah organik lain yang dihasilkan oleh masyarakat juga bisa diolah menjadi biogas seperti limbah tahu, kotoran manusia, juga segala bahan organik yang bisa membusuk itu bisa diolah menjadi biogas. Energi alternative biogas dari kotoran ternak telah lama dikenal oleh masyarakat kita, namun teknis dan cara pembuatan dan pemanfaatanya umumnya masyarakat kurang memahami, apalagi bagaimana menyiasati secara praktis sehingga lebih bermanfaat tentunya masih asing lagi.

Teknik-teknik

pengolahan

biogas

yang diperkenalkan kepada masyarakat juga masih sangat sederhana namun menghabiskan biaya yang sangat mahal. Teknologi tepat guna untuk masyarakat peternak pedesaan ini justru menjadi teknologi yang asing sehingga harganya mahal.

Ada beberapa kalangan mulai mengolah biogas menjadi gas dengan daya bakar yang setidaknya sama atau mendekati layaknya gas LPG, sehingga biogas juga perlu direduksi kandungan gas polutan yang tidak bisa terbakar yaitu CO2, H2S, dan Uap air H2O. Ada beberapa teknik purifikasi biogas, namun diperkenalkan disini teknik yang mudah dipahami dan mudah dipraktekan dengan biaya yang relatif murah.

II. TINJAUAN

1. Bio-gas

Biogas adalah bahan bakar hidro-karbon dengan komposisi terbanyak adalah gas metana dengan rumus kimia paling sederhana yaitu CH4, sedangkan bahan bakar hidrokarbon yang dari fosil bumi; bensin C6H14, minyak tanah C9H20, solar C16H34. Bio-gas diproduksi langsung melalui proses bio- kimia yang mana dilakukan oleh bakteri yang merubah sampah biologi menjadi biogas. Prosesnya meliputi 2 tahap yaitu tahap asidifikasi, dan pembentukan gas metan (metanasi). Dalam proses asidifikasi didahului proses pelarutan bahan organic dari komplek menjadi sederhana (hidrolisis) yang akhirnya terbentuklah asam organic, CO2, H2, NH4, dan H2S. Asam organic inilah yang akan menjadi bahan untuk terbentuknya gas metan oleh methanogenic bacteria dalam tahap metanogenik.

Biogas yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan organik akan memiliki komposisi gas lain yang umumnya terdiri atas : CH4 atau methane (60-70%), CO2 atau karbon dioksida (20-30%), O2 (1-4%), N2 (0,5-3%), CO atau karbon monoksida (1%), dan H2S (kurang dari 1%). Komposisi ini bervariasi tergantung sumber bahan organik yang difermentasi.

Campuran gas bio ini menjadi mudah terbakar karena kandungan utamanya adalah gas metana. Namun terdapat kandungan gas CO2 dalam prosentase 20-30% yang tidak bisa terbakar, sehingga keberadaanya akan mempengaruhi daya bakar CH4 (metana) itu sendiri. Dengan menghilangkan kandungan gas polutan CO2 tersebut, akan berakibat pada peningkatan komposisi gas yang mudah terbakar (CH4). Demikian halnya dengan polutan gas H2S atau hidrogen sulfida yang memiliki ciri-ciri bau seperti kentut, dan bersifat merusak peralatan dari logam.

2. Faktor-Faktor Umum Yang

Mempengaruhi Proses Produksi biogas

1

Suhu campuran;

Gas metana optimum dapat diproduksi dalam temperatur antara 25?C– 60?C. Semakin tinggi temperatur laju produksi biogas semakin melipat banyaknya. Reactor biogas sebaiknya terbuat dari bahan yang tidak tembus sinar namun mudah menyerap panas dari luar atau panasnya sinar matahari, Jadi kondisinya gelap namun bersuhu hangat. Karena bakteri pengolah biogas sangat sensitive terhadap sinar. Dan umumnya proses anaerobik berlangsung optimum di range suhu 20?C hingga 60?C. Terbukti dengan konstruksi digester dari drum dengan suhu terik matahari yang panas diatas 50?C proses produksi biogas justru berjalan dengan cepat.

Nutrisi organic ;Bakteri Anaerobik membutuhkan

nutrisi sebagai sumber energi. Apabila terjadi kekurangan nutrisi akan menjadi penghambat bagi pertumbuhan bakteri. Namun kotoran sapi memberikan jumlah nutrisi yang mencukupi. Pola makan sapi yang memakan ampas tahu, katul, daun- daun yang banyak mengandung protein seperti pete cina, daun kacang tanah, daun kacang hijau, kedelai kotoranya lebih banyak menghasilkan biogas, jika dibandingkan pola makan sapi dengan budaya masyarakat memberi makan ternak dengan jerami padi.

Kandungan Nitrogen dan rasio C/N;

Mikroorganisme membutuhkan nitrogen dan karbon. Karbon digunakan sebagai sumber energi sedangkan nitrogen digunakan untuk membangun struktur sel. Bakteri penghasil metana menggunakan karbon (C) 30 kali lebih cepat daripada nitrogen (N). Sehingga bahan dengan kandungan C/N yang jauh diatas angka 30 proses produksi gas lebih lambat dan sedikit, maka campuran perlu ditambahkan pupuk urea

dengan

komposisi

percobaan.

Atau mencampurkan bahan dengan air darah sisa pemotongan ayam, bisa juga mencampurkan bahan yang memiliki nilai C/N ratio jauh dibawah angka 30. Sebaliknya juga dengan kandungan C/N yang dibawah angka 30 proses produksi gas juga tidak optimum karena carbon (C) habis terlebih dahulu. Sehingga perlu dicampuri dengan bahan-bahan biomassa dan crop residu yang berwarna coklat dengan butiran yang lembut karena umumnya bahan-bahan ini banyak mengandung karbon misal; katul, rumput kering, serbuk gergajian kayu. Untuk menciptakan unsur karbon yang jelas banyak adalah mencampurkan bahan dengan gula pasir.

Derajat Keasaman (pH);

Pertumbuhan bakteri penghasil gas metana akan baik bila pH bahannya pada keadaan (basa) yaitu 6,5 sampai 7. Bila proses fermentasi berlangsung dalam keadaan normal dan anaerobik, maka pH akan secara otomatis berkisar antara 7 – 8,5. Pada awal fermentasi yaitu pada tahap asidifikasi dalam kurun

waktu kurang dari 3 hari yaitu hari pertama dan kedua sebaiknya lumpur baru jangan dicampur dengan lumpur lama karena pada tahap asidifikasi pH akan bernilai rendah. Sebaiknya digester dibagi menjadi 2 skat dimana pada sekat pertama memiliki retention time (waktu tinggal 2 gari). Sehingga tahap metanogenik tidak terganggu oleh asidifikasi. Jangan memasukkan bahan yang bersifat asam atau garam akan mempengaruhi proses anaerobik.

Kandungan material padat;

Kerja bakteri membutuhkan keberadaan air sebagai penyampur dan pelarut (hidrolisis). Produksi biogas akan berjalan normal jika prosentase kandungan padatan kurang lebih 7%. Kotoran sapi dituang kedalam digester harus dicampur dengan air dengan perbandingan volume antara 1:1,5 s/d 1:3. Berdasarkan