Biogas dari Kotoran Ternak

Biogas dari Kotoran Ternak

Biogas merupakan bahan bakar gas yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik dalam kondisi anaerob.

Fungsi Biogas  :

Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya.

Alat yang digunakan untuk biogas :

a. Bak Penampungan Sementara
            Terbuat dari kotak dengan ukuran 0,5 m x 0,5 m x 0,5 m berguna sebagai                                     tempat mengencerkan kotoran sapi.
b. Digester
             Bangunan utama dari instalasi biogas adalah digester. Digester berfungsi untuk menampung gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Jenis digester yang paling banyak digunakan adalah model continuous feeding dimana pengisian bahan organiknya dilakukan secara kontinu setiap hari. Besar kecilnya digester tergantung pada kotoran ternak yamg dihasilkan dan banyaknya biogas yang diinginkan. Lahan yang diperlukan sekitar 16 m2. Untuk membuat digester diperlukan bahan bangunan seperti pasir, semen, batu kali, batu koral, bata merah, besi konstruksi, cat dan pipa prolon.

Lokasi yang akan dibangun sebaiknya dekat dengan kandang sehingga kotoran ternak dapat langsung disalurkan kedalam digester. Hal terpenting dari pembuatan biodigester ini adalah tidak boleh ada kebocoran sedikitpun dari rangkaian pelat penyusun biodigester tersebut.
c. Plastik Penampungan Gas
            Terbuat dari bahan plastik tebal berbentuk tabung yang berguna untuk menampung gas methane yang dihasilkan dari digester. Gas metan kemudian disalurkan ke kompor gas

d. Kompor Gas
            Berfungsi sebagai alat untuk membakar gas metan untuk menghasilkan api. Api inilah yang digunakan untuk memasak.
e. Bak penampungan Kompos
            Bak ini dapat dibuat dengan cara menggali lubang ukuran 2 m x 3 m dengan kedalaman 1 m sebagai tempat penampungan kompos yang dihasilkan dari digester.

Jenis bahan yang dapat digunakan untuk BIOGAS :

Ø  kotoran manusia dan hewan

Ø   limbah domestik (rumah tangga)

Ø  sampah biodegradable (sampah yang mudah diuraikan)

Faktor‑faktor yang Mempengaruhi Terbentuknya Biogas :
 

 Ø  Pengaruh pH dan Alkalinitas
Alkalinitas adalah besaran yang menunjukkan jumlah karbonat dalam larutan. Keasaman diindikasikan oleh besaran pH. Keasaman sangat berpengaruh terhadap proses dekomposisi anaerobik, karena bakteri yang terlibat dalam proses ini hanya dapat bertahan hidup pada interval pH 6,5‑8. Asam yang dihasilkan oleh bakteri asetogenik digunakan oleh bakteri metanogenik dan pada akhirnya pH akan konstan. Secara natural tidak akan terjadi perubahan pH dalam interval yang besar. Perubahan pH yang besar dapat terjadi karena perubahan dari lingkungan.

 Ø  Pengaruh Temperatur
Bakteri anaerob sangat sensitif terhadap perubahan temperatur. Temperatur optimum untuk terjadinya proses dekomposisi anaerobik adalah sekitar 35°C. Bila temperatur terlalu rendah aktivitas bakteri akan menurun dan mengakibatkan produksi biogas akan menurun. Di lain pihak bila temperatur terlalu tinggi bakteri akan mati dan mengakibatkan produksi biogas akan terhenti.

Proses dekomposisi :

•      Proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme, terutama bakteri metan. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 35°C, dimana pada suhu tersebut mikroorganisme mampu merombak bahan bahan organik secara optimal

Tahapan-tahapan yang dilalui pada Pembuatan Biogas oleh Bakteri:

Terdapat beberapa tahap yang harus dilalui dan memerlukan kerja sama dengan kelompok bakteri yang lain. Berikut ini merupakan tahapan dalam proses pembentukan biogas :

1.      Hidrolisis

Hidrolisis merupakan penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang menjadi senyawa yang sederhana. Pada tahap ini, bahan-bahan organik seperti karbohidrat, lipid, dan protein didegradasi menjadi senyawa dengan rantai pendek, seperti peptida, asam amino, dan gula sederhana. Kelompok bakteri hidrolisa, seperti Steptococci, Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae yang melakukan proses ini. Pada tahap ini bahan yang tidak larut seperti selulosa, polisakarida dan lemak diubah menjadi bahan yang larut dalam air seperti karbohidrat dan asam lemak. Tahap pelarutan berlangsung pada suhu 25^o C di digester.

2.      Asidogenesis

Asidogenesis adalah pembentukan asam dari senyawa sederhana. Bakteri asidogen,Desulfovibrio, pada tahap ini memproses senyawa terlarut pada hidrolisis menjadi asam-asam lemak rantai pendek yang umumnya asam asetat dan asam format. Pada tahap ini, bakteri asam menghasilkan asam asetat dalam suasana anaerob. Tahap ini berlangsung pada suhu 25^o C di digester.

3.      Metanogenesis

Metanogenesis ialah proses pembentukan gas metan dengan bantuan bakteri pembentuk metan seperti Mathanobacterium, Mathanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus. Tahap ini mengubah asam-asam lemak rantai pendek menjadi H₂, CO₂, dan asetat. Asetat akan mengalami dekarboksilasi dan reduksi CO₂, kemudian bersama-sama dengan H₂ dan CO₂ menghasilkan produk akhir, yaitu metan (CH₄) dan karbondioksida (CO₂). Pada tahap ini, bakteri metana membentuk gas metana secara perlahan secara anaerob. Proses ini berlangsung selama 14 hari dengan suhu 25^o C di dalam digester. Pada proses ini akan  dihasilkan 70% CH₄, 30 % CO₂, sedikit H₂ dan H₂S .

Kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan biogas :

1.      Kelompok bakteri fermentatif: Steptococci, Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae

2.      Kelompok bakteri asetogenik: Desulfovibrio

3.      Kelompok bakteri metanogen: Mathanobacterium, Mathanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus

Kelebihan  :

   1)    Masyarakat tak perlu menebang pohon untuk dijadikan kayu bakar. 

   2)    Proses memasak jadi lebih bersih, dan sehat

   3)    Kandang hewan menjadi semakin bersih

   4)    Dapat mengurangi kadar bakteri patogen yang terdapat dalam kotoran

   5)    Meningkatkan penyediaan pupuk organik asal ternak

   6)    Mengurangi ketergantungan terhadap pupuk anorganik

   7)    Penghematan listrik

   8)    Mengurangi ketergantungan pada BBM

   9)    Mengurangi pemanasan global

  10)    Meringankan subsidi pemerintah terhadap BBM dan pupuk

  11)    Mengurangi volume timbunan kotoran ternak yang berpotensi mencemari udara, tanah dan air

Kekurangan :

   1)    Memerlukan dana tinggi untuk aplikasi dalam bentuk instalasi biogas.

   2)     Tenaga kerja tidak memiliki kemampuan memadai terutama dalam proses produksi.

   3)    Belum dikenal masyarakat.

Tahapan Pembuatan Biogas Kotoran Sapi :

            1.      Kotoran sapi dicampur dengan air hingga terbentuk lumpur dengan perbandingan                 1:1 pada bak penampung sementara. Pada saat pengadukan sampah di buang dari                   bak penampungan. Pengadukan dilakukan hingga terbentuk lumpur dari kotoran                   sapi.

2.      Lumpur dari bak penampungan sementara kemudian di alirkan ke digester. Pada pengisian pertama digester harus di isi sampai  penuh.

3.      Setelah digester penuh, kran gas ditutup supaya terjadi proses fermentasi.

4.      Gas metan sudah mulai di hasilkan pada hari 10 sedangkan pada hari ke -1 sampai ke - 8 gas yang terbentuk adalah CO2. Pada komposisi CH4 54% dan CO2 27% maka biogas akan menyala.

5.      Pada hari ke -14 gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api pada kompor gas atau kebutuhan lainnya. Mulai hari ke-14 ini kita sudah bisa menghasilkan energi biogas yang selalu terbarukan. Biogas ini tidak berbau seperti bau kotoran sapi.

6.      Digester terus diisi lumpur kotoran sapi secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal.

7.      Kompos yang keluar dari digester di tampung di bak penampungan kompos. Kompos cair di kemas ke dalam deregent sedangkan jika ingin di kemas dalam karung maka kompos harus di keringkan.