BIOGAS
Pengertian Biogas
Biogas adalah suatu gas yang dihasilkan dari proses anaerobik
(fermentasi) bahan bahan organik seperti kotoran manusia, limbah rumah tangga
dan juga kotoran hewan. Bahan yang sangat dibutuhkan dalam membuat biogas yaitu
metana dan karbon dioksida yang terkandung di dalam bahan organik.
Proses biologis pembentukan biogas
dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap hidrolisis, tahap pengasaman, dan
tahap methanogenik.
a.
Tahap Hidrolisis
Bahan Organik yang terdiri dari
karbohidrat, lemak, protein yang terdapat pada material organik terhidrolisis.
Materi organik kompleks dipecah oleh enzim extraseluler yang dihasilkan bakteri
hidrolitik menjadi materi organik yang lebih sederhana. Produk yang dihasilkan
larut di dalam air yang selanjutnya digunakan oleh bakteri pembentuk asam.
b.
Tahap Pembentukan Asam
Molekul monomer glukosa yang
merupakan hasil dari tahap hidrolisis difermentasikan dalam keadaan anaerob
menjadi beberapa benuk asam dengan bantuan enzim yang diproduksi oleh bakteri
pembentuk asam. Monomer glukosa yang terdiri dari 6 atom diubah menjadi
molekul-molekul yang mempunyai atom karbon sedikit (bersifat asam) yaitu antara
lain molekul asam asetat (CH3COOH) dan etanol (CH3CH2OH).
c.
Tahap Methanogenik
Pada tahap methanogenik, asam-asam
organik selanjutnya dirombak oleh bakteri Methanogen menjadi gas metana,
karbondioksida dan beberapa gas dalam jumlah rendah. Beberapa referensi
menyebutkan bahwa bakteri yang berperan dalam proses degradasi bahan organik
secara anaerob, yaitu:
a.
Kelompok bakteri
Fermentatif
: Streptococoi, Bacterioides dan beberapa jenis bakteri sejenis Enterobacterriaceae.
b.
Kelompok bakteri
Asetogenik
: Desulfovibrio.
c.
Kelompok bakteri Methanogenesis
: Methanobacterium, Methanococcus.
Keberhasilan proses pembuatan biogas dipengaruhi oleh beberapa faktor.
Lingkungan sangat berpengaruh terhadap kehidupan dan aktivitas bakteri dalam
poses fermentasi anaerob. Kondisi lingkungan yang optimal, akan
mendukung aktivitas bakteri dalam melakukan proses fermentasi anaerob
yang optimal, sehingga menghasilkan produksi biogas yang optimal. Kondisi
lingkungan yang perlu diperhatikan, antara lain adalah sebagai berikut:
1. Lingkungan Abiotis
Proses methanogenesis dalam reaktor
yang dilakukan oleh bakteri methanogen terjadi secara anaerob sempurna.
Oleh karena itu tabung reaktor / digester harus kedap, sehingga oksigen (O2)
yang masuk jumlahnya minimal. Meskipun, masuknya oksigen tidak menyebabkan
kegagalan total dari pross fermentasi anaerob, namun pertumbuhan dan
produksi biogas tidak sepenuhnya dalam kondisi anaerob. Dengan demikian,
adanya konsentrasi O2 dalam fermentasi anaerob akan
menghambat produksi gas metana. Penurunan gas metana seiring dengan jumlah
penambahan O2 dalam fermentasi anaerob.
2. Temperatur
Aktifitas mikroorganisme pada
pembentukan biogas juga dipengaruhi oleh temperatur. Secara umum ada tiga range
temperatur dalam proses fermentasi anaerob, yaitu: 1). Thermophilic,
fermentasi terjadi pada range temperatur 47 – 55 ºC; 2). Mesophilic,
fermentasi terjadi pada range temperatur 35 – 38 ºC; 3). Psicrophilic, fermentasi
terjadi pada range temperatur 4 – 20 ºC. Menurut Harahap, F. (1978), fermentasi
anaerob pada digester dapat berlangsung pada temperatur 5 – 55 ºC.
sedangkan temperatur optimal untuk fermentasi anaerob adalah 35 ºC.
3. Derajat Keasaman (pH)
Fermentasi anaerob dapat berlangsung dengan baik jika pH bahan organik
di dalam digester diupayakan 6,6 – 7,0 dengan pH optimum 7,0 – 7,2. Pada awal
pencernaan dalam digester, pH bahan isian dalam digester dapat
turun menjadi 6 atau lebih rendah. Walaupun bakteri pembentuk asam dapat
berkembang dengan baik pada pH kurang dari 6, berbanding terbalik dengan
bakteri methanogen yang pertumbuhannya malah menjadi terhambat.
4. Rasio C/N
Unsur karbon (C) dalam proses fermentasi anaerob diperlukan untuk pembentukan
gas metana, sedangkan unsur nitrogen (N) diperlukan oleh bakteri untuk
pembentukan sel yang baru. Ratio C/N yang ideal adalah 25 – 30, apabila
ratio C/N bahan organik tinggi, berarti kadar karbon lebih banyak dari pada
kadar nitrogen, sehingga mikrooganisme akan kekurangan nitrogen untuk
metabolisme yang akan mengakibatkan terhambatnya proses perkembangan dari
organisme dan menyebabkan produksi biogas akan berkurang. Sebaliknya, jika
ratio C/N rendah, maka unsur karbon akan habis terlebih dahulu dan unsur
nitrogen akan hilang membentuk ammonia (NH3). Untuk mendapatkan ratio C/N yang ideal, perlu dilakukan
penambahan bahan yang mengandung karbon atau nitrogen yang tinggi.
5.
Kadar Bahan Kering Isian
Kadar bahan kering dalam bahan
organik yang dimasukan digester ikut berperan terhadap jumlah biogas yang
dihasilkan. Kebutuhan air tiap bakteri berbeda-beda untuk aktifitasnya. Jika
air yang terkandung dalam bahan dalam kapasitas tepat, maka aktifitas bakteri
dapat berlangsung secara optimal, sehingga fermentasi anaerob juga
menjadi optimal. Oleh karena itu produksi biogas juga ditentukan oleh kadar
kering bahan isian. Kadar kering bahan isian yang optimal adalah 7 – 9%.
Menurut penelitian Basuki, (1990), kadar bahan kering kotoran sapi potong
adalah 20,86% dan kadar bahan kering isian adalah 7,82% (Fitri 2006).
6. Pengadukan
Pengadukan kotoran sapi dan air sangat penting dilakukan agar kontak antara
bahan isian dengan mikroorganisme berjalan secara optimal, sehingga produksi
biogas optimal. Pengadukan slurry dalam digester dilakukan untuk
menghindari terbentuknya lapisan kerak pada dasar digester dan permukaan
atas slurry, yang akan menghambat keluarnya biogas dari digester. Selain
itu, pengadukan juga bermanfaat untuk memberikan kondisi temperatur yang
seragam pada digester.
7. Zat Toxic (Zat Penghambat)
Zat toxic adalah zat yang dapat membunuh mikroorganisme yang diperlukan dalam
pembuatan biogas, seperti air sabun, creolin dan lain-lain. Oleh karena
itu, bahan pembuatan biogas harus dihindarkan dari terkontaminasi oleh zat
toxic agar fermentasi anaerob dapat berlangsung dengan baik.
8. Starter Yang Digunakan
Starter adalah bahan yang mengandung
bakteri methanogen yang berfungsi untuk mempercepat proses fermentasi anaerob.
Berdasarkan jenisnya, dikenal beberapa macam starter, yaitu: 1). Starter alami
: berasal dari alam, misalnya : Lumpur aktif, sludge, timbunan kotoran
dan timbunan sampah; 2). Starter semi buatan:berasal dari instalasi unit biogas
yang dalam keadaan aktif; 3). Starter buatan: bakteri methanogen yang dibiakkan
secara laboratoris dengan media buatan.
Manfaat
Biogas
Beberapa Manfaat biogas yang dapat
dipaparkan dalam tulisan ini yaitu :
1. Manfaat biogas yang pertama yaitu
dapat mengurangi penggunaan dari gas LPG, hal ini dapat saja dilakukan karena
gas metana yang terkandung di dalam biogas dapat digunakan sebagai pembakaran
seperti halnya yang terdapat di dalam gas LPG.
2. Manfaat Biogas yang kedua ialah
lingkungan menjadi lebih bersih dan indah, hal ini terjadi karena memanfaatkan
limbah dan kotoran untuk dijadikan bahan pembuat biogas.
3. Manfaat Biogas yang ketiga adalah
dapat menghemat biaya operasional rumah tangga, dengan mengganti bahan bakar
minyak dan gas yang relatif lebih mahal dengan penggunaan biogas.
4. Manfaat biogas selanjutnya yaitu
limbah digester dari biogas dapat kita manfaatkan sebagai pupul organik, baik
yang berupa cair maupun padat bagi pertanian.
5. Manfaat biogas berikutnya adalah
biogas dapat berkonstribusi untuk menurunkan emisi gas rumah kaca, pengurangan
emisi ini terjadi karena kurangnya pemakaian bahan bakar minyak dan kayu.
6. Manfaat biogas selanjutnya ialah
biogas dapat menjadi bahan bakar alternatif yang dapat menghasilkan listrik
untuk menggantikan penggunaan solar. Bahan bakar biogas ini dapat menghasilkan
sekitar 6000 watt per jamnya dengan menggunakan sekitar 1 meter kubik biogas.
7. Biogas juga bermanfaat untuk
mengurangi asap dan kadar karbon dioksida di udara.
Kelemahan Biogas
1.
Membutuhkan biaya yang relatif cukup tinggi.
2.
Tidak bisa dikemas didalam sebuah tabung.
3.
Dan saat pengolahannya dibutuhkan waktu yang
relatif cukup lama.
REFERENSI
http://www.seputarpengetahuan.com/2017/01/pengertian-biogas-kelebihan-dan-kekurangannya-lengkap.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.