Teknik Pembuatan Biogas

Teknik Pembuatan Biogas Sederhana

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme pada kondisi langka oksigen (anaerob). Komponen biogas antara lain sebagai berikut : ± 60 % CH4 (metana), ± 38 % CO2 (karbon dioksida) dan ± 2 % N2, O2, H2, & H2S. Biogas dapat dibakar seperti elpiji, dalam skala besar biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik, sehingga dapat dijadikan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan dan terbarukan. Sumber energi Biogas yang utama yaitu kotoran ternak Sapi, Kerbau, Babi dan Kuda. Kesetaraan biogas dengan sumber energi lain 1 m3 Biogas setara dengan :

Tabel kesetaraan biogas dengan sumber bahan bakar lain

Di negara Cina Sejak tahun 1975 "biogas for every household". Pada tahun 1992, 5 juta rumah tangga di China menggunakan biogas. Reaktor biogas yang banyak digunakan adalah model sumur tembok dengan bahan baku kotoran ternak & manusia serta limbah pertanian. Kemudian di negara India Dikembangkan sejak tahun 1981 melalui "The National Project on Biogas Development" oleh Departemen Sumber Energi non-Konvensional. Tahun 1999, 3 juta rumah tangga menggunakan biogasReaktor biogas yang digunakan model sumur tembok dan dengan drum serta dengan bahan baku kotoran ternak dan limbah pertanian. Dan yang terakhir negara Indonesia Mulai diperkenalkan pada tahun 1970-an, pada tahun 1981 melalui Proyek Pengembangan Biogas dengan dukungan dana dari FAO dibangun contoh instalasi biogas di beberapa provinsi. Penggunaan biogas belum cukup berkembang luas antara lain disebabkan oleh karena masih relatif murahnya harga BBM yang disubsidi, sementara teknologi yang diperkenalkan selama ini masih memerlukan biaya yang cukup tinggi karena berupa konstruksi beton dengan ukuran yang cukup besar. Mulai tahun 2000-an telah dikembangkan reaktor biogas skala kecil (rumah tangga) dengan konstruksi sederhana, terbuat dari plastik secara siap pasang (knockdown) dan dengan harga yang relatif murah. Manfaat energi biogas adalah sebagai pengganti bahan bakar khususnya minyak tanah dan dipergunakan untuk memasak kemudian sebagai bahan pengganti bahan bakar minyak (bensin, solar). Dalam skala besar, biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik. Di samping itu, dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternak yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organik pada tanaman / budidaya pertanian. Potensi pengembangan Biogas di Indonesia masih cukup besar. Hal tersebut mengingat cukup banyaknya populasi sapi, kerbau dan kuda, yaitu 11 juta ekor sapi, 3 juta ekor kerbau dan 500 ribu ekor kuda pada tahun 2005. Setiap 1 ekor ternak sapi/kerbau dapat dihasilkan + 2 m³ biogas per hari. Potensi ekonomis Biogas adalah sangat besar, hal tersebut mengingat bahwa 1 m³ biogas dapat digunakan setara dengan 0,62 liter minyak tanah. Di samping itu pupuk organik yang dihasilkan dari proses produksi biogas sudah tentu mempunyai nilai ekonomis yang tidak kecil pula.

Di negara Cina Sejak tahun 1975 "biogas for every household". Pada tahun 1992, 5 juta rumah tangga di China menggunakan biogas. Reaktor biogas yang banyak digunakan adalah model sumur tembok dengan bahan baku kotoran ternak & manusia serta limbah pertanian. Kemudian di negara India Dikembangkan sejak tahun 1981 melalui "The National Project on Biogas Development" oleh Departemen Sumber Energi non-Konvensional. Tahun 1999, 3 juta rumah tangga menggunakan biogasReaktor biogas yang digunakan model sumur tembok dan dengan drum serta dengan bahan baku kotoran ternak dan limbah pertanian. Dan yang terakhir negara Indonesia Mulai diperkenalkan pada tahun 1970-an, pada tahun 1981 melalui Proyek Pengembangan Biogas dengan dukungan dana dari FAO dibangun contoh instalasi biogas di beberapa provinsi. Penggunaan biogas belum cukup berkembang luas antara lain disebabkan oleh karena masih relatif murahnya harga BBM yang disubsidi, sementara teknologi yang diperkenalkan selama ini masih memerlukan biaya yang cukup tinggi karena berupa konstruksi beton dengan ukuran yang cukup besar. Mulai tahun 2000-an telah dikembangkan reaktor biogas skala kecil (rumah tangga) dengan konstruksi sederhana, terbuat dari plastik secara siap pasang (knockdown) dan dengan harga yang relatif murah.

Manfaat energi biogas adalah sebagai pengganti bahan bakar khususnya minyak tanah dan dipergunakan untuk memasak kemudian sebagai bahan pengganti bahan bakar minyak (bensin, solar). Dalam skala besar, biogas dapat digunakan sebagai pembangkit energi listrik. Di samping itu, dari proses produksi biogas akan dihasilkan sisa kotoran ternik yang dapat langsung dipergunakan sebagai pupuk organik pada tanaman / budidaya pertanian. Potensi pengembangan Biogas di Indonesia masih cukup besar. Hal tersebut mengingat cukup banyaknya populasi sapi, kerbau dan kuda, yaitu 11 juta ekor sapi, 3 juta ekor kerbau dan 500 ribu ekor kuda pada tahun 2005. Setiap 1 ekor ternak sapi/kerbau dapat dihasilkan + 2 m³ biogas per hari. Potensi ekonomis Biogas adalah sangat besar, hal tersebut mengingat bahwa 1 m³ biogas dapat digunakan setara dengan 0,62 liter minyak tanah. Di samping itu pupuk organik yang dihasilkan dari proses produksi biogas sudah tentu mempunyai nilai ekonomis yang tidak kecil pula.

Alat Dan Bahan Pembuatan Biogas Sederhana

Pada tahap ini dilakukan pembelian peralatan yang dibutuhkan untuk membuat rektor ini, peralatan tersebut antara lain :

§ Volume reaktor (plastik) : 300 liter

§ Besi Siku, Mur & Baut : 10 buah

§ Kompresor : 1 buah

§ Pengaman gas (Regulator) : 3 buah

§ Selang saluran gas : + 10 m

§ Kebutuhan bahan baku : kotoran ternak dari 2-3 ekor sapi/ kerbau, atau 6 ekor babi.

§ Roda : 5 buah

§ Tabung LPG : 3 tabung ukuran kecil

Rangkaian Elektrik

Pada bagian ini dilakukan pembelian komponen elektronika yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian elektriknya, peralatan tersebut antara lain :

§ Solder & Pasta Solder : 2 buah

§ Cutter : 1 buah

§ Multi Meter : 1 buah

§ Bor PCB : 1 buah

§ Gunting : 1 buah

§ Tang Potong : 1 buah

§ Penyedot Timah : 1 buah

§ Timah : 5 buah

Pemasangan Reaktor Biogas Serta Pembuatan Rangkaian Elektrik

Pada pemasangan reaktor biogas dan pembuatan rangkaian elektrik ini adapun langkah – langkahnya antara lain sebagai berikut :

§ Pembuatan reaktor, menggunakan plastik penampung air (tandon air dengan kapasitas 300 liter)

§ Pembuatan meja tabung plastik : panjang = 2 m, lebar = 1,2m.

§ Kotoran sapi (fases) awal sebanyak 12 karung kantong semen atau karung seukurannya (12 kantong semen = 240 lt). Persiapan awal ini untuk mempercepat produksi gas yang siap untuk digunakan.

§ Drum untuk tempat pencampuran kotoran (fases) dengan air (1:1) masing 1 buah (120 liter)

§ Merangkai rangkaian power suplly (catu daya) 5V, 12V dan 24V

§ Merangkai rangkaian sensor serta rangkaian SC (signal conditioning)

§ Merangkai rangkaian driver relay dan driver motor.

§ Merangkai rangkaian mikrokontoller ATMEGA8535 serta rangkaian downloadernya.

§ Membuat Software untuk di displaykan pada PC (Personal Computer)

CARA PENGOPERASIAN REAKTOR BIOGAS

Adapun cara – cara mengoprasikan reaktor biogas ini antara lain sebagai berikut :

§ Buat campuran kotoran ternak dan air dengan perbandingan 1 : 1 (bahan biogas)

§ Masukkan bahan biogas ke dalam reaktor melalui tempat pengisian sebanyak 240 liter, selanjutnya akan berlangsung proses produksi biogas di dalam reaktor.

§ Setelah kurang lebih 10 hari reaktor biogas dan penampung biogas akan terlihat mengembung dan mengeras karena adanya biogas yang dihasilkan. Biogas sudah dapat digunakan sebagai bahan bakar.

§ Sekali-sekali reaktor biogas digoyangkan supaya terjadi penguraian yang sempurna dan gas yang terbentuk di bagian bawah naik ke atas, lakukan juga pada setiap pengisian reaktor.

Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak + 40 liter setiap pagi dan sore hari. Sisa pengolahan bahan biogas berupa sludge (lumpur) akan keluar dari reaktor setiap kali dilakukan pengisian bahan biogas. Sisa hasil pengolahan bahan biogas tersebut dapat digunakan langsung sebagai pupuk organik, baik dalam keadaan basah maupun kering.

PEMELIHARAAN DAN PERAWATAN REAKTOR BIOGAS

Berikut ini merupakan cara untuk merawat dan memelihara reaktor biogas antara lain sebagai berikut :

§ Apabila reaktor tampak mengencang dan indikator pada pressure gauge mengalami perubahan hal ini di karenakan adanya gas tetapi gas tidak mengisi penampung gas, maka luruskan selang dari pengaman gas sampai reaktor, karena uap air yang ada di dalam selang dapat menghambat gas mengalir ke penampung gas. Lakukan hal tersebut sebagai pengecekan rutin.

§ Cegah air masuk ke dalam reaktor dengan menutup tempat pengisian disaat tidak ada pengisian reaktor. Serta dilakukan pengecekan rutin jika kandungan air di dalam reaktor berlebih.

MEMBUAT BIOGAS DARI KOTORAN TERNAK Hukum Kekekalan Energi Add comments

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.

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.

Jika kitaÿ 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.

Gambar: Kompor gas dari pengolahan kotoran sapi

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.

HASIL SAMPINGAN TERNAK

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.ÿ

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.

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. Hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri adalah gas metan seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini:

Tabel : Komposisi biogas (%) kotoran sapi dan campuran kotoran ternak dengan sisaÿÿ pertanian

Jenis gas	Biogas
	Kotoran sapi	Campuran kotoran + sisa pertanian
Metan (CH4)	65,7	54 - 70
Karbon dioksida (CO2)	27,0	45 - 57
Nitrogen (N2)	2,3	0,5 - 3,0
Karbon monoksida (CO)	0	0,1
Oksigen (O2)	0,1	6,0
Propena (C3H8)	0,7	-
Hidrogen sulfida(H2S)	-	sedikit
Nilai kalor (kkal/m2)	6513	4800 - 6700

Sumber: Harahap, dkk (1978)

MEMBANGUN INSTALASI BIOGAS

Bangunan utama dari instalasi biogas adalah Digester yang 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 banyaknyaÿ biogas yang diinginkan. Lahanÿ 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.

Gambar: Unit pengolahan kotoran sapi menjadi biogas

Lokasi yang akan dibangun sebaiknya dekat dengan kandang sehingga kotoran ternak dapat langsung disalurkan kedalam digester. Disamping digester harus dibangun juga penampung sludge (lumpur) dimana slugde tersebut nantinya dapat dipisahkan dan dijadikan pupuk organik padat dan pupuk organik cair.

Setelah pengerjaan digester selesai maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas dengan langkah langkah sebagai berikut:

1. Mencampur kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1:1 pada bak penampung sementara. Bentuk lumpur akan mempermudah pemasukan kedalam digester

2. Mengalirkan lumpur kedalam digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama kran gas yang ada diatas digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada didalam digester terdesak keluar. Pada pengisian pertama ini dibutuhkan lumpur kotoran sapi dalam jumlah yang banyak sampai digester penuh.

3. Melakukan penambahan starter (banyak dijual dipasaran) sebanyak 1 liter dan isi rumen segar dari rumah potong hewan (RPH) sebanyak 5 karung untuk kapasitas digester 3,5 - 5,0 m². Setelah digester penuh, kran gas ditutup supaya terjadi proses fermentasi.

4. Membuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai ke-8 karena yang terbentuk adalah gas CO₂. Sedangkan pada hari ke-10 sampai hari ke-14 baru terbentuk gas metan (CH₄) dan CO₂ mulai menurun. 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. Selanjutnya, digester terus diisi lumpur kotoran sapi secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal

Pengolahan kotoran ternak menjadi biogas selain menghasilkan gas metan untuk memasak juga mengurangi pencemaran lingkungan, menghasilkan pupuk organik padat dan pupuk organik cair dan yang lebih penting lagi adalah mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi yang tidak bisa diperbaharui.

Penulis adalah Pengamat Sampah dan Sosial, tinggal di Wonogiri

Oleh

Putra Jaya,S.Pd.,M.T.

written by dekfendy