Cara dan Proses Pembuatan Biogas Secara Singkat [Lengkap]

Biogas adalah sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan bantuan bakteri. Biogas sebagian besar mengandung gas metana (CH4) sebesar 55%-65% dan karbon dioksida (CO2) sebesar 35%-45%, dan beberapa kandungan yang jumlahnya sekitar 0%-1% diantaranya hydrogen (H2), oksigen (O2), nitrogen (N2) dan Hidrogen Sulfida (H2S) (Abdul Kadir, 1987). Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH4). Kandungan metana yang semakin tinggi akan menyebabkan semakin besar pula kandungan energi (nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya.  

Permintaan kebutuhan Bahan Bakar Minyak (BBM) dunia dari tahun ketahun semakinÿ meningkat, menyebabkan harga minyak melambung. Pemerintah berencana menaikkan lagi harga minyak untuk mengurangi sudsidi yang harus ditanggung oleh APBN. Yang menjadi pertanyaan adalah jika BBM mahal, apakah kita tidak bisa hidup tanpa menggunakan bahan bakar minyak tersebut. Ternyata tidak demikian. Sumber energi alternatip telah banyak ditemukan sebagai pengganti bahan bakar minyak, salah satunya adalah Biogas.

Baca: Pembuatan Pestisida Nabati dan Pupuk Cair Phospat serta Kalium

Teknologi biogas sebenarnya bukan sesuatu hal yang baru. Berbagai negara telah mengaplikasikan teknologi ini sejak puluhan tahun yang lalu seperti petani di Inggris, Rusia dan Amerika serikat. Sementara itu di Benua Asia, India merupakan negara pelopor dan pengguna biogas sejakÿ tahun 1900 semasa masih dijajahÿ Inggris, negara tersebut mempunyai lembaga khusus yang meneliti pemanfaatan limbah kotoran ternak yang disebut Agricultural Research instututeÿ dan Gobar Gas Research Station, Lembaga tersebut pada tahun 1980 sudah mampu membangun instalasi biogas sebanyak 36.000 unit. Selain negara negara tersebut diatas, Taiwan, Cina, Korea juga telah memanfaatkan kotoran ternak sebagai bahan baku pembuatan biogas. Perusahaan berupaya membuat biogas dari kotoran sapi, dimana biogas yang dihasilkan akan dipergunakan sebagai bahan bakar pada proses pasteurisasi susu, sehingga perusahaan dapat mengurangi biaya bahan bakar untuk proses pasteurisasi dengan memanfaatkan limbah sapi yang ada.   

Proses pembuatan gas metan secara anaerob melibatkan interaksi kompleks dari sejumlah bakteri yang berbeda, protozoa maupun jamur. Beberapa bakteri yang terlibat adalah Bacteroides, 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  : 

1. Hidrolisis secara enzimatik, bahan-bahan organik tak larut menjadi bahan-bahan organik dapat larut. Enzim utama yang terlibat adalah selulase yang menguraikan selulosa. 

2. Perubahan bahan-bahan organik dapat larut menjadi asam organik. Pembentukan asam organik ini terjadi dengan bantuan bakteri non methanogenik, protozoa  dan  jamur. 

3. Perubahan asam organik menjadi gas metan dan karbondioksida. Proses perubahan ini dapat terjadi karena adanya bantuan bakteri Metanogenik (Methanobacterium  dan Methanobacillus). 

Baca: Cara Pembuatan Yogurt Yang Efektif

Keseluruhan reaksi perubahan bahan organik menjadi gas metan dan karbondioksida dapat dituliskan dengan persamaan reaksi sebagai berikut  : (C6 H10 O5)n  +  n  H2O  ------ 3n  CO2  + 3n CH4  

Persamaan di atas berlaku bila yang menjadi substrat adalah selulosa. Untuk substrat yang berupa senyawa organik kompleks, seperti Lignin dan tanin dan senyawa Polimer Aromatik lainnya, pembentukan gas metan tidak melalui reaksi seperti di atas. Substrat yang berupa senyawa aromatik yang lebih sederhana melalui aktifitas aerobik beberapa enzim ekstraselular yang dihasilkan oleh sejumlah mikroorganisme. Senyawa-senyawa aromatik sederhana ini umumnya Benzenoid. Selanjutnya, senyawa benzenoid ini melalui aktifitas bakteri metaorganik, seperti Methanobacterium formicum dan Methanospirilum hungati, seca anaerob diubah menjadi gas metan dan karbondioksida. Proses perubahan ini terjadi melalui tahapan reaksi seperti berikut  : 

4C6H5 COOH  +  24 H2 O     ------   12 CH3COOH  +  4 HCOOH   +  8 H2 

  12 CH3COOH    ------   12 CH4  +  12 CO2 

        4 COOH    ------   4 CO2  +  H2 

3CO2  +  12 H2      ------   3 CH4  +  6 H2O 

Secara singkat reaksi keseluruhan di atas dapat disederhanakan menjadi: 

4C6H5 COOH  +  18 H2 O     ------   15 CH4   +  CO2 

Cara dan Proses Pembuatan Biogas Secara Singkat

ALAT DAN BAHAN  

ALAT  : 

1. Drum volume 200 liter 

2. Drum volume 120 liter 

3. Sepotong pipa 10 cm yang berdiameter 2 cm 

4. Slang untuk penyalur gas 

5. Kran penyalur gas 

6. Ember 

7. Jerigen volume 5 liter 

8. Martil 

9. Pahat.

BAHAN  : 

1. Kotoran sapi, kerbau, unggas atau hewan lainnya 

2. Limbah hasil panen dan atau sampah organik lainnya 

3. Air 

CARA KERJA 

MEMBUAT PEMBANGKIT ATAU STARTER 

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. Masukan 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, lakukanlah pengguncangan pada jerigen tersebut sebanyak 3 atau 4 kali dalam satu minggu 

MENYIAPKAN LIMBAH YANG AKAN DIGUNAKAN 

1. Kumpulkan kotoran sapi atau hewan ternak lainnya 

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

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

4. Bila bahan-bahan organik yang akan digunakan masih basah (masih segar), lakukan pencabikan untuk memudahkan pembusukan, kemudian simpanlah ditempat terbuka selama sekitar 10 hari agar mengalami pembusukan. 

MENEMPATKAN LIMBAH DALAM UNIT BIOGAS 

1. Masukan 3 ember bahan-bahan organik yang telah disiapkan di atas bersama-sama dengan 3 ember air kedalam drum yang bervolume 200 liter, kemudian aduk hingga merata. 

2. Lakukan hal yang sama hingga mencapai volume sekitar 2/3 volume drum 200 liter atau hingga setinggi volume drum 120 liter. 

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

4. Masukan 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 organik dan air ke dalam drum bervolume 200 liter sampai mencukupi untuk membenamkan drum bervolume 120 liter. 

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

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

8. Sambil menunggu proses fermentasi berlangsung, periksalah apakah ada kebocoran gas dari drum bervolume 120 liter. Bila terjadi kebocoran segera di tambal 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. 

Manfaat Biogas

Beberapa keuntungan memanfaatkan biogas, antara lain:

• Mewujudkan peternakan yang bersih dan mengurangi pencemaran lingkungan

• Mengurangi emisi Gas Rumah Kaca (GRK)

• Menghemat pengeluaran masyarakat, dengan memanfaatkan biogas sebagai pengganti bahan bakar minyak tanah, kayu bakar, untuk memasak dan sebagai pembangkit listrik

• Meningkatkan pendapatan petani peternak dengan dihasilkannya pupuk organik yang berkualitas sehingga ketergantungan petani terhadap pupuk kimia dapat dikurangi

• Mendorong tumbuhnya industri rumah tangga di pedesaan dengan dukungan bahan bakar alternatif

Melalui biokonversi, limbah organik seperti tinja, sampah domestik dan limbah pertanian dapat dikonversi menjadi bioenergi. Bioenergi merupakan gas kompleks yang terdiri dari Metana, karbondioksida, Asam sulfida, dan gas-gas lainnya. Biokonversi limbah organik ini melibatkan proses fermentasi. Proses biokonversi seperti ini dikenal pula sebagai proses Pencernaan Anaerob.Proses biokonversi secara alami terjadi pula di alam, yakni dalam pembentukan gas rawa atau sebagai produk samping dari pencernaan hewan, khususnya hewan-hewan pemamah biak. Gas rawa sebenarnya merupakan gas metan yang terbentuk dari bahan-bahan organik 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 menjadi makanan hewan pemamah biak dengan penambahan air diubah menjadi asam organik. Asam organik ini selanjutnya diurai secara anaerob menjadi gas metan dan karbondioksida. Diperkirakan sekitar 75 jutan ton gas metan dikeluarkan oleh hewan pemamah biak setiap tahunnya. 

PRINSIP PEMBUATAN BIOGAS

Prinsip pembuatan biogas adalahÿ adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan gas yang sebagian besar adalah berupa gas metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon dioksida, gas inilah yang disebut biogas.

Proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme, terutama bakteri metan. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30-55øC, dimana pada suhu tersebut mikroorganisme mampu merombak bahan bahan organik secara optimal.

Jika kita menggantungkan terus pada Bahan Bakar Minyak (BBM) dan Gas sebagai energi utama tanpa mencari alternatip lain maka beban hidup akan semakin berat terutama masyarakat kecil pedesaan padahal ada alternatip yang mudah dengan membuat biogas dari kotoran ternak. Pemerintah sudah saatnya mengalokasikan sebagian dari pengurangan subsidi BBM untuk mengembangkan biogas dari kotoran ternak keseluruh pelosak pedesaan.

Sudah saatnya pula kita berfikir dan berusaha mengembangkan kreatifitas untuk mengembangkan energi alternatip dari kotoran ternak, karena sudah banyak hasil penelitian ilmiah yang berhasil. Kegiatan yang harus kita lakukan sekarang adalah mengaplikasikan hasil penelitian tersebut untuk kepentingan masyarakat. Usaha ini juga harus didukung dengan mengubah pola pikir masyarakat untuk menerima kehadiran teknologi baru.

Baca: Cara Memilih Tepung Terigu Untuk Membuat Roti Bakeri

Ternak sapi, kerbau, kuda, ayam petelur, kambing banyak dipelihara oleh masyarakat pedesaan sebagai usaha sampingan selain bercocok tanam. Limbah dari usaha tersebutÿ berupa limbah padat dan limbah cair seperti feses, urine, sisa makanan, kulit telur, lemak, darah, bulu, kuku dan lain lainnya. Volume dan jenis limbah tergantung pada jenis dan banyaknya ternak yang dipelihara. Feses, urine, sisa makanan yang merupakan limbah utama dari ternak selama ini oleh masyarakat dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Pemanfaatan Limbah ternak selama ini belum optimal, karena sebelum kotoran ternak itu dijadikan pupuk organik terlebih dahulu dapat diproses untuk menghasilkan biogas dimana gas itu dapat digunakan untuk memasak menggantikan minyak tanah ataupun gas LPG.

Disisi lain, peternakan juga menjadi penyebab timbulnya pencemaran air, bau tak sedap, mengganggu pemandangan dan bahkan sebagai sumber penyakit. Kita ingat belum lama ini dengan timbulnya wabah flu burung. Dengan adanya teknologi biogas seluruh permasalahan lingkungan akibat pencemaran dapat dikurangi.

Share this post