Biogas

Gambar 1. Siklus Biogas [sumber]

Biogas adalah bahan bakar yang diperoleh dengan cara memproses limbah/sisa pertanian yang basah, kotoran hewan dan manusia atau campuran di antara limbah tersebut dalam sebuah alat yang disebut digester secara anaerob (Harahap, 1978). Biogas adalah gas yang dapat terbakar dari hasil fermentasi bahan organik yang berasal dari daun-daunan, kotoran hewan/manusia atau limbah organik yang berasal dari buangan industri oleh bakteri anaerob (Wijayanti, 1993). Biogas kira-kira memiliki berat 20 persen lebih ringan dibandingkan udara dan memiliki suhu pembakaran antara 650 sampai 750^oC. Biogas tidak berbau dan berwarna yang apabila dibakar akan menghasilkan nyala api biru cerah seperti gas LPG. Nilai kalor gas metana adalah 20 MJ/ m³ dengan efisiensi pembakaran 60 persen pada konvesional kompor biogas (Widodo dan kawan-kawan, 2007).

Komponen utama dari biogas adalah gas metana, yaitu gas yang dimanfaatkan untuk bahan bakar, di samping gas-gas lain yang terkandung dalam jumlah yang lebih kecil. Komposisi biogas dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel 1. Komposisi Biogas (Yunus, 1987)

No.	Bahan	Simbol	Kandungan (%)
1.	Metana	CH4	54-70
2.	Karbon Dioksida	CO2	27-35
3.	Nitrogen	N2	0,5-2
4.	Karbon Monoksida	CO	0,1
5.	Oksigen	O2	0,1
6.	Hidrogen Sulfida	H2S	Kecil

            Gas metana yang dihasilkan dalam digester mempunyai sifat-sifat sebagai berikut (Mondjo dan Kasim, 2004):

      1.      tidak berbau dan berwarna;

      2.      tidak larut dalam air;

      3.      mudah terbakar.

Pembakaran gas metana akan menghasilkan energi yang dapat dituliskan dalam persamaan berikut:

CH_4(g) + 2 O_2(g) à CO_2(g) + 2 H₂O_(l)                               ∆H = - 891 kJ               (1)

Persamaan reaksi (1) menunjukkan bahwa pembakaran gas metana merupakan reaksi eksotermis, sehingga gas metana sebagai komponen utama biogas dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar (Mondjo dan Kasim, 2004).

Gas metana (CH4) termasuk gas yang menimbulkan efek rumah kaca yang menyebabkan terjadinya fenomena pemanasan global, karena gas metana memiliki dampak 21 kali lebih tinggi dibandingkan gas karbondioksida (CO₂). Pengurangan gas metana secara lokal ini dapat berperan positif dalam upaya mengatasi masalah global (efek rumah kaca) yang berakibat pada perubahan iklim global.

Sumber Biogas

            Seperti diketahui bahwa biogas berasal dari bahan-bahan organik seperti kotoran hewan, manusia serta limbah pertanian. Widodo dan kawan-kawan (2007) melakukan penelitian mengenai limbah industri pertanian (minyak kelapa sawit, tapioka, pabrik gula, peternakan sapi) dapat dimanfaatkan untuk energi biogas dengan cara fermentasi anaerob. Proses ini melibatkan bakteri methanogen untuk merombak bahan-bahan organik yang terkandung didalam limbah menjadi biogas dan lumpur sisa fermentasi yang dapat dimanfaatkan menjadi pupuk. Kegiatan dengan konsep nir limbah (zero waste) seperti ini lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan.

Assidiq (2007) melakukan penelitian mengenai pengaruh konsentrasi kotoran kuda terhadap produksi biogas. Dari rentang penelitian diketahui bahwa semakin kecil konsentrasi kotoran kuda maka semakin banyak biogas yang dihasilkan.

Hardyanti dan Sutrisno (2007) melakukan penelitian mengenai penggunaan kotoran gajah sebagai bahan baku pembuatan biogas. Penelitian tersebut dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan urine gajah, air dan starter pada kotoran gajah. Pengamatan meliputi besarnya produksi biogas dan nilai kalor untuk setiap variasi. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa dengan bahan baku 4 kg selama 21 hari variasi pencampuran kotoran gajah dan urine gajah (1 : 2) dapat memproduksi biogas paling tinggi sebesar 60800 ml dan nilai kalor 5345,39 kal/lt.

Instalasi Biogas

Reaktor biogas merupakan alat yang kedap udara dengan bagian – bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), inlet bahan penghasil biogas dan outlet lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyalur biogas yang telah terbentuk. (Indartono, 2005)

1. Reaktor Kubah Tetap (Fixed Dome)

Bagian ini dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat karena menahan gas agar tidak terjadi kebocoran. Bagian kedua adalah kubah tetap. Dinamakan kubah tetap karena bentuknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak. Gas yang dihasilkan dari material organik pada reaktor akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.

Gambar 2. Reaktor Kubah Tetap (Hariyanto, 2012)

2. Reaktor Terapung (Floating Drum Reactor)

Kelebihan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung isi gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanannya yang terapung maka tekanan gas konstan. Sedangkan kekurangannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. Faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan jenis kubah-tetap.

Gambar 3. Reaktor Terapung (Hariyanto, 2012)

Skema Pembangkit Listrik Tenaga Biogas

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Referensi:

Assidiq, Ahmad Fajar. 2007. Pengaruh Konsentrasi Kotoran Kuda terhadap Produksi Biogas. Yogyakarta: Jurusan Teknik Fisika Universitas Gadjah Mada.

Harahap, F.; Apandi, M. dan Ginting S. 1978. Teknologi Biogas Pusat Teknologi Pembangunan. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Hariyanto, Nasrun. 2012. Perancangan dan Aplikasi Pembangkit Listrik Hybrida Energi Surya dan Energi Biogas di Kampung Haur Gembong Kab. Sumedang. Bandung: Jurusan Teknik Elektro Konsentrasi Teknik Energi Elektrik Institut Teknologi Nasional (Itenas)

Hardyanti, Nurandani dan Sutrisno, Endro. 2007 Uji Pembuatan Biogas dari Kotoran Gajah dengan Variasi Penambahan Urine Gajah dan Air (Studi Kasus Taman Wisata Candi Borobudur). Jurnal PRESIPITASI. Vol. 3 No.2 September 2007.

Widodo, Teguh Wikan; N., Ana; Asari, A dan R., Elita. Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian Untuk Energi Biogas. Tangerang: Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian Serpong Badan Litbang Pertanian, Departemen Pertanian.

Wijayanti, H. 1993. Pengaruh pH, Alkalinitas, dan Nutrien terhadap Produksi Gas Methan Pada Pengolahan Limbah Industri Alkohol secara Anaerobik dengan dan Tanpa Pengadukan. Surabaya: Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS.