Biogas (Dari Pembuatan Hingga Aplikasi)

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Biogas

       Biogas[1] adalah gas yang dihasilkan oleh bakteri ketika bahan organik mengalami proses fermentasi[2] dalam reaktor (biodigester) dalam kondisi anaerob[3]. Reaktor yang dipergunakan untuk menghasilkan biogas umumnya disebut digester atau biodigester, karena ditempat inilah bakteri tumbuh dengan mencerna bahan-bahan organik. Untuk menghasilkan biogas dalam jumlah dan kualitas tertentu, maka digester perlu diatur suhu, kelembapan dan tingkat keasaman supaya bakteri berkembang dengan baik. Komponen  (penyusun utama) biogas adalah gas metana dan karbon dioksida , dengan presentase metana (CH₄) sebesar 14-80 % per volume, dan karbon dioksida (CO₂) sebesar 20-45 % per volume.[4]

       Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH₄) . Semakin tinggi konsentrasi metana, maka semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada biogas. Dan sebaliknya, semakin kecil kandungan metana maka semakin kandungan energi yang dihasilkan.[5]

            Kualitas biogas bisa ditingkatkan dengan memerlukan beberapa parameter. Salah satu diantaranya adalah dengan mengurangi kandungan air dan karbon dioksida dan menghilangkan hydrogen sulpur. Menghilangkan kandungan karbondioksida memiliki tujuan agar biogas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Dan kandungan air (H₂O) dalam biogas akan menurunkan titik penyalaan.

Nilai kalor dari 1 (satu) meter kubik biogas sekitar 6000 watt jam yang setara dengan 1/2 (setengah) liter minyak diesel. Oleh karena itu biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan alternatif yang ramah lingkungan pengganti kayu bakar, minyak tanah, elpiji, ,maupun barang-barang lain yang berasal dari fosil. Komponen  (penyusun utama) biogas adalah gas metana dan karbon dioksida, dengan presentase metana (CH₄) sebesar 14-80 % per volume, dan karbon dioksida (CO₂) sebesar (tanpa udara) oleh bakteri methan atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa) sehingga terbentuk gas methan (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas. Sebetulnya di tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat[6]. Gas methan sama dengan gas elpiji (liquidified petroleum gas/LPG), perbedaannya adalah gas methan mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak.[7]

              

              Tabel 1.1 Komposisi Biogas (horikawa, 2004)

Gas	Digester Sistem Anaerob (% volume)
CH	81,1 %
CO2	14,0 %
H2S	2,2 %
N2 + O2	2,7 %

2.2  Bahan yang Digunakan dalam Pembuatan Biogas

            Biogas berasal dari hasil fermentasi bahan-bahan organik yang mudah kita dapatkan dalam kehidupan sehari-hari diantaranya adalah :

1. Limbah tanaman seperti limbah tebu ataupun gandum.
2. Limbah dan hasil produksi seperti minyak dan limbah sagu.
3. Hasil samping industri seperti tembakau, limbah pengolahan buah-buahan dan sayuran.
4. Limbah perairan seperti alga laut, tumbuh-tumbuhan laut misalnya eceng gondok.
5. Limbah peternakan seperti kotoran sapi, kotoran kerbau, kotoran kambing, kotoran unggas ,dan lain-lain.[8]

`           Dari berbagai bahan-bahan organic diatas, yang lebih sering digunakan  di Indonesia adalah kotoran sapi[9].

Tabel 1.2 Spesifik Kotoran Sapi dengan Bobot  Total 635 kg.

Spesifikasi	Sapi dengan bobot 635 kg
Kotoran	50,8 kg
Kotoran	51,1 liter
Padatan total	6,35 Kg
Padatan Volatil	5,4 kg

Karena jumlahnya yang banyak jika tidak dimanfaatkan akan sangat mengganggu lingkungan sekitar. Tapi tak jarang juga yang menggunakan tumbuh-tunbuhan seperti orang yang tinggal di daerah rawa-rawa yang banyak ditumbuhi eceng gondok. Beberapa masyarakat disana menyulap eceng gondok menjadi biogas.[10]

Bahan baku yang digunakan untuk membuat bahan bakar alternatif adalah kotoran sapi dengan jumlah sapi bervariasi dari 3-5 ekor untuk skala kecil[11]. Reaktor biogas (biodigester) untuk skala kecil umumnya dibuat dari plastic maupun dari drum. Adapun tahap pembuatan biodigester lihat table 1.3.

              Tabel 1.3 Tahap pembuatan Wadah Biogas.

Hari ke	Kegiatan	Pekerja (orang)
1.	Penentuan lokasi Menggali lubang calon tangki pencerna	1
2.	Melanjutkan penggalian dan membuat lubang yang berbentuk irisan bola	3
3.	Membuat fondasi	3
4.	Plester fondasi	2
5.	Membuat dinding tangki pencerna	2
6.	Melanjutkan membuat dinding tangki pencerna	3
7.	Membut lubang masukan dan melanjutkan no. 6	3
8.	Membuat lubang keluaran dan melanjutkan no. 6	3
9.	Membuat tutup dan plaster bagian dalam tangki pencerna	3
10.	Melanjutkan plester bagian dalam dan memperbaiki tutup tangkia pencerna serta yang lain	3

                                                 

2.3 Proses Pembuatan Biogas Dari Kotoran Sapi

       Prinsip pembuatan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan gas yang sebagian besar berupa gas metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon dioksida proses dekomposisi anaerobic dibantu oleh sejumlah mikro organisme , terutama bakteri metan. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30⁰C -50⁰C. karena pada suhu tersebut mikro organisme dapat bekerja secara optimal, merombak bahan-bahan organic.

       Pada dasarnya kotoran ternak yang ditumpuk atau dikumpulkan begitu saja, dalam waktu tertentu dengan sendirinya akan membentuk gas metan. Namun karena tidak ditampung , gas itu akan hilang menguap ke udara. Karena itu  menampung gas yang terbentuk dari kotoran sapi dapat dibuat beberapa model kontruksi alat pnghasil biogas. Berdasarkan cara pengisiannya ada dua jenis digester (pengolah gas) yaitu bactch fedding dan continuous fedding[12].

       Bactc fedding adalah jenis digester yang cara pengisian bahan organik (campuran kotoran ternak dan air) dilakukan sekali sampai penuh, kemudian ditunggu sampai biogas dihasilkan. Setelah biogas sudah tidak dihasilkan lagi  maka isian digesternya dibongkar, lalu diisi kembali dengan bahan organic yang baru[13].

       Continuous fedding adalah jenis digeter yang cara pengisian bahan organiknya dilakukan setiap hari dalam jumlah tertentu, setelah biogas mulai diproduksi. pada pengisian awal, digester diisi penuh lalu ditunggu sampai biogas berproduksi. Setelah biogas mulai diproduksi, pengisian bahan organik dilakukan secara teratur setiap hari dengan jumlah tertentu. Setiap pengisian bahan organic yang baru akan selalu diikuti pengeluaran bahan sisa atau yang disebut sludge. Oleh karena itu jenis digester ini akan didisain dengan membuat lubang pemasukan dan pembuangan.

       Proses pembentukan biogas dalam digester model kontinyu akan melalui beberapa tahapan sebagai berikut :

1. Yang pertama dilakukan adalah menyediakan wadah atau bejana untuk    mengolah kotoran organik menjadi biogas. Kalau hanya diperuntukkan secara pribadi, cukup menggunakan bak yang terbuat dari semen yang    cukup lebar atau drum bekas yang masih cukup kuat. Selain itu perlunya kesediaan kotoran sapi yang merupakan bahan baku biogas. Menampung kotoran sapi di bak penampungan sementara. Kotoran sapi dari kandang yang bercampur dengan air cucian kandang ditampung didalam bak penampungan sementara itu berfungsi untuk menghomogenkan bahan masukan. Untuk mendapatkan biogas yang diinginkan, bak penampung (bejana) kotoran organik harus bersifat anaerobik. Dengan kata lain, tangki itu tak boleh ada oksigen dan udara yang masuk sehingga sampah-sampah organik yang dimasukkan ke dalam bioreaktor bisa dikonversi mikroba. Keberadaan udara menyebabkan gas CH4 tidak akan terbentuk. Untuk itu maka bejana pembuat biogas harus dalam keadaan tertutup rapat.
2. Melalui lubang Mengalirkan kotoran sapi ke digester[14]. Pemasukan ada pengisian pertama, dan pengeluaran gas yang ada di puncak kubah sebaiknya disambung dulu ke pipa.[15]
3. Mengalirkan kotoran sapi ke digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama,dan pengeluaran gas yang ada di puncak kubah sebaiknya disambung dulu ke pipa.
4. Pada pemasukan pertama diperlukan lumpur kotoran sapi dalam jumlah banyak sampai lubang digester terisi penuh.
5. Setelah penuh kran pengatur gas yang ada di puncak kubah ditutup dan dibiarkan digester memulai proses fermentasi.
6. Membuang gas yang pertama kali dihasilkan. Dari awal hingga hari ke-8, kran yng diatas kubah dibuka dan gasnya dibuang. Karena gas awal yang terbentuk didominasi oleh CO₂.
7. Selanjutnya biogas yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar kompor untuk memasak.[16]

2.4 Cara Penggunaan Biogas

       Hasil dari fermentasi itu atau yang kita sebut biogas,  bias digunakan untuk bahan bakar kompor dan bahan bakar kendaraan. Untuk dijadikan bahan bakar kendaraan, maka kandungan karbon dioksidanya harus benar-benar dihilangkan, untuk meningkatkan kualitasnya. Tetapi yang sering dimanfaatkan oleh masyarakat adalah untuk bahan bakar kompor. Cara penggunaannya adalah sebagai berikut:

       Sebelum tabung digester diisi bahan-bahan organik atau sebelum biogas dihasilkan, kran yang ada di atas kubah disambung dengan pipa (bisa paralon atau pipa besi yang berukuran ¹/₂  inci) untuk menyalurkan gas ke kompor yang ada didapur. Pemasangan pipa harus benar-benar rapat dan kuat agar gas tidak bocor. Jenis kompor yang dipakai berupa kompor gas yang biasa dipakai untuk gas elpiji. Sebelum masuk ke kompor, pipa gas disambung dulu dengan  selang plastic (seperti selang pada gas elpiji) dengan ukuran lebih kacil dari ¹/₂ inci. Selang plastic ini bias langsung dihubungkan ke kompor. Dibagian sambumgan harus dipasang kran. Setelah semua terpasang, maka ketika biogas sudah dihasilkan, gas bisa langsung mengalir ke kompor, dan kompor bisa berfungsi dengan bantuan kompor api.[17]

2.5 Manfaat Biogas dalam Kehidupan

       Biogas dapat dijadikan bahan bahan bakar baik untuk kendaraan maupun kompor ( untuk memasak)[18]. Dengan adanya gas alternatif tersebut, maka bisa mengurangi beban belanja kita karena sudah tidak membeli bahan bakar minyak ataupun gas.

       Biogas sudah dapat dimanfaatkan pada hari ke-14, karena gas sudah mulai terbentuk dan bisa digunakan untuk menghidupkan nyala api pada kompor. Mulai hari ke-14 kita sudah bisa menghasilkan energi biogas yang selalu terbaharukan. Biogas ini tidak berbau seperti bau kotoran sapi.

            Selanjutnya digester  terus diisi lumpur kotoran sapi secara kontinyu sehingga dihasilkan biogas yang optimal. Selain menghasilkan biogas, proses pembuatan biogas juga menghasilkan sisa buangan lumpur yamg bisa digunakan sebagai pupuk organik. Sisa buangan lumpur ini dapat dipisahkan menjadi bagian padatan dan cairan, yang selanjutnya bisa dijadikan pupuk organic padat dan pupuk organik cair.

       Pemakaian pupuk organik cair dan pupuk organik padat dari sisa pembuatan biogas, telah diaplikasikan untuk memupuk tanaman sayuran berumur pendek dan tanaman melon berumur sedang. Selain itu pupuk organik hasil buangan biogas dapat digunakan untuk memupuk tanaman hijauan pakan ternak.

       Jadi kotoran hewanpun lebih memiliki nilai guna, dari pada dibiarkan menumpuk dan menyababkan polusi.

2.6 Nilai Positif dan Negatif Biogas

            Segala sesuatu pasti terdapat positif dan negatifnya. Nilai positif biogas diantaranya:

1. Nilai manfaat biogas dari kotoran sapi sebagai pupuk kandang tidak berkurang, bahkan makin meningkat, karena sisa buangan dari digester masih bermanfaat sebagai pupuk organik. Bahkan unsure hara dalam pupuk organic sudah mengalami perombakan. Sehingga jika digunakan akan mudah diserap oleh tanaman[19].
2. Pembuatan biogas mengurangi pencemaran lingkungan akibat bau dari kotoran yang ditumpuk begitu saja. Dengan proses fermentasi dalam digester, bau tak sedap dapat dihilangkan dan akan terbentuk gas metan yang bermanfaat.
3. Jika pemeliharaan dilakukan dengan baik, instalasi biogas dapat digunakan selama 30-40 tahun, jadi kita tidak perlu membeli bahan bakar.
4. Mengurangi pengeluaran belanja, karena sudah tidak mengeluarkan biaya untuk membeli bahan bakar lagi.
5. Mengurangi penggunaan bahan bakar fosil, sehingga bisa mengurangi pemanasan global.
6. Kita bisa mendapatkan pupuk organik dari sisa fermentasi tersebut[20].
7. Lingkungan menjadi bersih.
8. Dalam jumlah besar dapat digunakankan untuk pembangkit listrik.

Nilai negatif biogas :

Jika kita tidak hati-hati dalam menggunakannya, bisa terjadi ledakan. Jika tempat pembuatan atau penampungan biogas letaknya dekat dengan sumber api, kemungkinan dapat menyebabkan ledakan, kalau tekanannya besar.

2.7  Diskusi Kelompok

Dari semua data yang telah kami kumpulkan yang kami ambil dari berbagai sumber maka kami dapat menyimpulkan bahwa Biogas adalah adalah  gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobic atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida.

Proses pembuatan Biogas dari kotoran sapi tahapan awalnya adalah menyediakan bejana yang bersifat anaerobi untuk  mengolah kotoran organik menjadi biogas. Melalui lubang mengalirkan kotoran sapi ke digester pemasukan pada pengisian pertama, dan pengeluaran gas yang ada di puncak kubah sebaiknya disambung dulu ke pipa. Mengalirkan kotoran sapi ke digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama,dan pengeluaran gas yang ada di puncak kubah sebaiknya disambung dulu ke pipa. Pada pemasukan pertama diperlukan lumpur kotoran sapi dalam jumlah banyak sampai lubang digester terisi penuh, kemudian kran pengatur gas yang ada di puncak kubah ditutup dan dibiarkan digester memulai proses fermentasi. Kemudian membuang gas yang pertama kali dihasilkan. Dari awal hingga hari ke-8, kran yng diatas kubah dibuka dan gasnya dibuang. Karena gas awal yang terbentuk didominasi oleh CO₂. Selanjutnya biogas yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar kompor untuk memasak.

Cara penggunaan biogas dari kotoran sapi  sama dengan penggunaan gas dari elpiji, hanya saja tempat penamungan gasnya yang berbeda. Hal itu sangat wajar karena biogas dari kotoran sapi tersebut didalamnya terdapat bahan pembentuk gas itu sendiri, sedangkan gas dalam elpiji sudah langsung dalam tahap pengiisian (hasil bersih) gas.

Terealisasikannya penghapusan bahan bakar minyak (BBM) sangat wajar apabila masyarakat mencari alternatif penggantinya. Jalan kelurnya adalah dengan pemanfaatan biogas (diantaranya dg pemanfaatan kotoran sapi). Sebagaimana halnya minyak, biogas sangat bermanfaat. Biogas dapat dijadikan bahan bakar baik untuk kendaraan maupun kompor ( untuk memasak). Dengan adanya gas alternatif tersebut, maka bisa mengurangi beban belanja kita karena sudah tidak membeli bahan bakar minyak ataupun gas.

Segala sesuatu pasti terdapat positif dan negatifnya. Nilai positif biogas diantaranya

Seseorang dapat memanfaatkan biogas dari kotoran sapi dan memanfaatkan limbah yang ada sehingga dapat mengurangi pencemaran lingkungan akibat bau dari kotoran yang ditumpuk begitu saja sehingga lingkungan menjadi bersih serta bahaya pemanasan global.

Jika pemeliharaan dilakukan dengan baik, instalasi biogas dapat digunakan selama 30-40 tahun, jadi kita tidak perlu membeli bahan bakar, maka dapat tmengurangi pengeluaran belanja, karena sudah tidak mengeluarkan biaya untuk membeli bahan bakar lagi.

“Tidak ada gading yang tak retak” ini adalah kalimat yang tepat untuk mengantarkan pembaca dalam membaca sisi negatifnya. Biogas jika kita tidak hati-hati dalam menggunakannya, bisa terjadi ledakan. Jika tempat pembuatan atau penampungan biogas letaknya dekat dengan sumber api, kemungkinan dapat menyebabkan ledakan, kalau tekanannya besar.

Akhirnya dapat kita simpulkan bahwa Biogas sangatlah tepat untuk dijadikan alternatif energi. Sehinga dengan kehebatan biogas ternyata masih ada kekurangannya, yang kekurangan itu tidak dapat memudarkan dan dapat ditutup dengan sisi positifnya.

---

[1] Gas yang terbuat dari kotoran ternak atau sampah, gambut, dsb.

[2] Peragian; penguraian metabolik senyawa organik oleh mikro organisme yang menghasilkan    energi    yang pada umumnya berlangsung dengan kondisi anaerobik dan pembebasan gas.

[3] Organisme yang dapat hidup secara normal tanpa memerlukan oksigen.

[4] Soyitmo, dkk. 2010. Teknologi Biogas Pembuatan, Operasional dan Pemanfaatan. Yogyakarta: Graha Ilmu. Hal., 13.

[5]  Ibid,. hal., 13.

[6] Kompas., 17 Maret 2005.

[7] http://adimas-setyono-putro.blogspot.com/2010/04/sejarah-alternatif-biogas-dari-kotoran.html  diunduh 25 N0vember 2011

[8]  Loc-cit., hal., 4.      

[9]  Soyitmo, dkk. 2010. Teknologi Biogas Pembuatan, Operasional dan Pemanfaatan. Yogyakarta:  Graha Ilmu. Hal., 5.

[10] Sudratjman,R. 2007. Mengelola Sampah Kota. Bogor: Penebar Swadaya.

[11]Soyitmo, dkk. 2010. Teknologi Biogas Pembuatan, Operasional dan Pemanfaatan. Yogyakarta: Graha Ilmu.Hal., 1.

[12] Ibid., Hal., 14.

[13] Ibid., Hal., 14.

[14] Ada beberapa jenis reactor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reactor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reactor terapung (Floating drum), raktor jenis balon, jenis horizontal, jenis lubang tanah, jenis ferrocement. Dari keenam jenis digester biogas yang sering digunakan adalah jenis kubah tetap (Fixed-) dome dan jenis drum mengambang (Floating drum).

[15]  http://adimas-setyono-putro.blogspot.com/2010/04/sejarah-alternatif-biogas-dari-kotoran.html diunduh 25 N0vember 2011.

[16]  http://klasterhortidemak.wordpress.com/2008/05/11/biogas-kotoran-sapi-jadi-energi- alternatif-dua-tahun-tak-beli-minyak-tanah/ diunduh 25 November 2011

[17] Loc-cit. hal., 4; Junus, M. 1955. Teknik Membuat dan Memanfaatkan Gas Bio. Yogyagarta: UGM Press. Hal: 86,87.

[18] Ibid.,Hal: 77; Loc-cit.,Hal., 10.

[19] Ibid., Hal., 103.

[20] Ibid., Hal., 103.