Biogas

Biogas merupakan gas natural yang berasal dari kegiatan mikroba yang menghasilkan gas metan atau CH4, energi yang dihasilkan cukup lumayan disamping tidak berbau pembakaran menghasilkan gas yang berwarna biru yang mempunyai energi pemanasan lebih besar dibanding minyak tanah. Gas metan sebenarnya berbahaya bagi atmosfir karena dapat melubangi lapisan ozon yang melindungi permukaan bumi dari jahatnya sinar ultraviolet.

Gas metan umumnya dihasilkan oleh proses anaerobik yang tidak terdapat oksigen sewaktu prosesnya, walaupun terdapat mikroba yang menghasilkan gas metan yang berada dalam kondisi aerobik mikroba ini berbahaya bagi kesehatan atmosfir  bumi, sebaiknya aplikasi produk biogas menggunakan mikroba anaerobik karena lebih dapat dikontrol.

Biogas merupakan bahan yang berasal sampah organik berasal dari penguraian asam amino, asam lemak dan turunan dari gula yang berupa asam asetat dan etanol. Sampah organik banyak mengandung protein, lemak dan karbohidrat, sebelum mikroba metanogenesis yang merupakan mikroba mengubah menjadi gas metan polimer protein, lemak dan gula di sederhakan menjadi bagian-bagian kecil dari polimer dan dipecah lagi sebelum metanogenesis memecah menjadi gas metan. Maka kita akan melihat bahwa gas metan tidak begitu saja terbentuk karena kegiatan mikroba tersebut, fermentasi tersebut dapat berlangsung sampai dengan 15 hari, waktu yang lama untuk menghasilkan gas. Dan terdapat substansi lain seperti H2S, gas ammonia merupakan ciri dari terpecahnya bahan-bahan organik yang bau tersebut ikut dengan CO2 yang merupakan juga pelarut untuk essen wewangian.

Keuntungan dalam produksi Biogas

• Mengurangi gas rumah kaca

Global warming atau pemanasan global disebabkan oleh emisi CO2 yang berlebihan dari pembakaran bahan bakar fossil, karena kebutuhan energi yang meningkat dari waktu ke waktu ancaman pemanasan selalu mengintai. Pemanfaatan sampah organik akan membantu dalam mengurangi emisi gas yang menyebabkan atmosfir menjadi rusak, karena disetiap bahan organik yang membusuk terdapat aktivitas mikroorganisme yang melepas emisi CO2 secara bebas tidak terkontrol dan banyak diantaranya dalam kondisi sesuai menyebabkan gas metan terproduksi banyak kejadian yang menyebabkan peledakan tumpukan sampah perkotaan karena semakin lama tumpukan sampah tersebut semakin padat dalam keadaan kondisi anaerobik. Tidak dimanfaatkannya gas ini dengan membuangnya ke udara merupakan sumbangan terhadap kerusakan atmosfir.

•  Mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fossil

Bahan bakar fosil dalam jangka waktu ke depan akan habis, ketergantungan terhadap pembelian bahan bakar fosil juga merupakan ancaman terhadap perekonomian, karena sifatnya yang terbatas dalam jangka waktu ke depan harganya semakin meningkat, apalagi digunakan secara besar-besaran oleh pemerintah untuk pembangkit listrik.

•  Mengurangi limbah.

Target kedua dari Disgesi Anaerobik ini adalah menjadikan sisa dari bahan yang di fermentasikan menjadi pupuk organik. Seperti yang disebutkan diatas limbah organik yang tidak dikelola dapat mengakibatkan pencemaran udara dalam jangka panjang. Dan perlakuan limbah dengan cara membakar merupakan juga sumbangan terhadap pencemaran udara dalam jangka panjang.

•  Lowongan pekerjaan baru

Dalam reaktor yang cukup besar pekerjaan mengolah limbah dan mengontrol gas yang keluar merupakan  sebuah pekerjaan, perlu orang-orang yang spesifik dalam mengerjakan pekerjaan ini.

•  Penggunaan fleksibel dari biogas

Biogas dapat digunakan sebagai kompor, penerangan dan saat ini dapat digunakan sebagai bahan bakar generator gas.

• Keuntungan untuk masyarakat petani

Biogas merupakan pengelolaan limbah organik yang difermentasikan menjadi gas metan, produksi gas metan adalah karena bahan organik seperti protein, lemak dan karbohidrat telah dipecah menjadi bagian-bagian kecil seperti asam amino, asam lemak dan asam-asam lainnya. 

Maka limbah dari biogas tersebut dapat dijadikan pupuk organik, petani tidak perlu lagi membeli pupuk karena pupuk organik yang dihasilkan dari biogas terjadi dengan sendirinya, walaupun ada perlakuan tambahan untuk memperbaiki struktur dan memperkaya hara pupuk tersebut.

Substrat Biogas

Limbah organik yang dapat digunakan untuk substrat biogas

• ·        Kotoran Hewan atau kotoran lainnya
• ·         Limbah pertanian dan Limbah pengolahan hasil pertanian
• ·         Bahan organik yang dapat dicerna oleh mikroorganisme.
• ·         Sampah organik perkotaan, yang spesifik adalah limbah perusahaan katering
• ·         Lumpur kotoran

·         Hasil panen untuk energi (sorgum, tebu, jagung dan lain-lain)

Penggunaan kotoran hewan sebagai bahan biogas telah lama dikembangkan dan kelebihan-kelebihan dari kotoran hewan dan kotoran lainnya sebagai bahan biogas adalah sebagai berikut :

• ·         Secara natural mengandung bakteri anaerobik.
• ·         Banyak mengandung air, dapat sebagai perlarut bahan-bahan lainnya.
• ·         Harganya yang cukup murah
• ·         Merupakan residu dari peternakan.

Tipe bahan	Kandungan Organik	C:N	Berat Kering %	Berat basah %	Hasil Biogas M3*Kg	Bahan lain yang tidak diinginkan	Yang tidak diinginkan lainnya
Kotoran sapi	Karbohidrat, protein, lemak	6-20	5-12	80	0,2 – 0,3	Tanah,  bulu2, kayu2an	Antibiotik, disinfektant, ammonia
Kotoran ayam	Karbohidrat, protein, lemak	3-10	10-30	80	0,35-0,6	Bulu unggas, pasir	Antibiotik, Disinfektan, ammonia
Jerami	Karbohirat, lemak	80-100	70-90	80-90	0,15-0,35	Pasir, kerikil
Limbah taman	Karbohidrat, lemak	100-150	60-70	80-90	0,2-0,5	Tanah, komponen selulose	Pestisida
Rumput		12-25	20-25	90	0,55	Kerikil	Pestisida
Rumput silase		10-25	15-25	90	0,56	Kerikil
Limbah buah2an		35	15-20	75	0,25-0,5
Minyak ikan	30-50% lemak
Alkohol	40% alkohol
Sisa makanan			10	80	0,5-0,8	Tulang2, plastik	Disinfektan

Substrat mengandung  jumlah besar lignin, selulosa dan hemiselulosa bisa sebagai pendamping disgesi bahan yang mempunyai tingkat C:N rendah, biasa dengan kandungan lignin yang tinggi harus diakukan pre treatment.

Potensi hasil metan adalah kriteria penting untuk mengevaluasi dari substrat-substrat yang berbeda. Bisa dilihat bahwa kotoran hewan mempunyai hasil metan yang rendah, maka perlu adanya ko substrat yang berbeda yang biasanya mempunyai C:N yang tinggi, sehingga harus dilakukan pre treatment untuk menurunkan C:N sehingga dapat lebih mudah untuk dirombak oleh mikroba.

Proses Biokimia Biogas.

Proses ini merupakan proses mikrobiologi medekomposisi bahan organik dalam ketiadaan oksigen.  Hasil utama dari fermentasi ini adalah biogas, dan limbah dari biogas tersebut. Biogas adalah gas yang dapat terbakar terdiri dari gas metan dan CO2. Limbah adalah substrat yang terdekomposisi hasil dari produksi biogas.

Ketika proses berlangsung, sangat sedikit panas yang dihasilkan kontras pada proses dekomposisi aerobik, seperti pada proses komposting. Energi yang secara kimia menempel dalam substrat, terdapat pada gas metan.

Formasi biogas adalah dari hasil langkah-langkah proses yang berkesinambungan, yang material di pecah ke unit yang lebih kecil seperti yang digambarkan dibawah ini :

 

Proses terbentuknya biogas secara garis besar adalah :

1Hidrolisis.  Hidrolisis merupakan proses penyederhanaan rantai-rantai molekul besar organik menjadi lebih sederhana. Misalnya seperti rantai panjang selulosa yang dipotong-potong menjadi 1,4 glukosa. Berbagai macam mikroba yang mengsekresi enzim hidrolisis yang memotong rantai-rantai panjang organik.

2Acidogenesis.  Bekerja ketika produk dari hidrolisis dirubah menjadi asam asetat, karbon dioksida,hidrogen, gula sederhana, asam-asam lemak, Very Folatile Acids(VFA) alkohol.

3Acetogenesis. Produk-produk dari acidogenesis seperti VFA dan alkohol yang mempunyai  rantai  karbon lebih dari dua menjadi produk yang bisa dikonversi oleh metanogenesis menjadi gas metan seperti hidrogen, asetat, karbon dioksida.

4Metanogenesis. Produksi metan dan karbon dioksida dari produk intermediat adalah dibawa oleh  bakteri metanogenik.  

  Dibawah ini persamaan sederhananya

Asam asetat                              --> Metan + Karbon Dioksida

Karbon Dioksida +Hidrogen    --> Metan   air

Proses ini merupakan proses yang paling kritis diantara semua proses-proses anaerobik ini, proses yang terbilang paling lambat, proses ini pastinya dipengaruhi oleh komposisi bahan, temperatur, pH dan lain sebagainya.

Bersambung