Pertumbuhan
penduduk, menyebabkan sumber daya alam yang tersedia berkurang, seperti bahan
bakar minyak (BBM), eksploitasi sumber daya alam, khususnya minyak, yang telah
membesar-besarkan ancaman bagi keselamatan manusia dan lingkungan itu sendiri.
Hal lain yang banyak dikhawatirkan orang bahwa jumlah cadangan minyak yang
menurun dari hari ke hari dan terancam habis. Karena itu perlu mencoba untuk
mencari energi alternatif untuk menghemat cadangan minyak yang ada saat ini. Biogas
adalah salah satu energi yang dapat dikembangkan dengan memberikan cukup bahan
baku yang tersedia dan renewable. masalah dapat diatasi dengan kebutuhan energi
menggunakan sumber energi terbarukan yang relatif mudah didapat, dan biaya
operasional yang rendah, tidak mengakibatkan masalah limbah. salah satunya
yaitu dengan memanfaatkan kotoran sapi sebagai biogas.
Berdasarkan analisis yang dilakukan para pakar
peneliti menunjukan bahwakotoran sapi mengandung selulosa, hemisellulosa,
lignin, karbonat
organik, nitrogen, fosfor dan kalium. Cara
pembuatannyapun sangat praktis, yaitu kotoran sapi yang telah diencerkan dengan
air dengan perbandingan tertentu dan ditempatkan dalam wadahbiogas. Making
tertutup untuk bahan bakar sangat efektif dilakukan di daerah yang banyak
ternak. Setelah terbentukbiogas, sapi limbah gas yang telah diambil, pupuk
organik yang kaya akan unsur yang dibutuhkan oleh tanaman.Karena itu, pupuk
organik ini dapat dianggap sebagai pupuk alternatif untuk menjaga produksi
tanaman. ini memberikan gambaran pemanfaatan teknologi biogas dengan bahan
bakar kotoran sapi sebagai solusi alternative dalam rangka untuk menghemat
cadangan minyak bumi.
According
anaerobik biologis (1989) menyatakan, Biogas adalah campuran beberapa gas,
tergolong bahan bakar gas yang merupakan hasil fermentasi atau dekomposisi
bahan organik dalam kondisi anaerob dan gas yang dominan adalah metana ( CH4)
dan karbon dioksida (CO2).
Biogas dapat disimpulkan sebagai salah satu jenis energi yang
dapat dibuat dari fermentasi berbagai jenis bahan limbah seperti sampah, pupuk,
kotoran manusia, jerami, dan bahan lainnya dalam kondisi anaerob dan
menghasilkan gas, gas metana yang didominanasi oleh dioksida dan karbon.
Singkatnya, semua jenis bahan dalam hal kimia termasuk senyawa organik, baik
berasal dari limbah dan kotoran hewan atau sisa tanaman, dapat digunakan
sebagai biogas.
Kotoran sapi
Sapi memiliki sistem pencernaan khusus yang menggunakan
mikroorganisme dalam sistem pencernaan yang berfungsi untuk mencerna selulosa
dan lignin dari rumput berserat tinggi. Oleh karena itu, pupuk sapi kandang
memiliki kandungan selulosa yang tinggi sehingga Nilai kalor yang dihasilkan
oleh biogaspun cukup tinggi, yaitu kisaran 4800-6700 kkal/m3, untuk metana
murni (100%) memiliki nilai kalori 8900 kkL/m3.
Jenis Pabrik Biogas
Jenis Pabrik biogas dapat dilihat dari konstruksi dan bahan baku.
Hal konstruksi, secara umum, pabrik biogas diklasifikasikan menjadi dua jenis:
- Kubah
tetap : Kubah tetap merupakan konstruksi yang
memiliki volume tetap sehingga produksi gas akan meningkatkan generator
tekanan.
- Drum
mengambang : Drum mengambang berarti ada bagian pada pabrik yang
dapat dipindahkan untuk menyesuaikan diri dengan peningkatan pembangkit
tekanan. Gerakan tanaman mereka juga akan menjadi tanda dimulainya
produksi gas dalam Pabrik Biogas. Sementara pembangunan pabrik biogas
dilihat dari aliran bahan baku, dibagi menjadi dua lagi yaitu: 1.
Batch (bak) Pada jenis ini bahan tanaman ditempatkan dalam wadah atau
ruang tertentu dari awal sampai selesainya proses pencernaan. Ini hanya
umum digunakan dalam tahap percobaan untuk menentukan potensi gas dari
sampah. 2 organik. Contiunitas (aliran) Dalam tipe ini
ada aliran sisa bahan masuk dan keluar pada selang dalm tempo waktu
tertentu. Panjang dari bahan baku Pabrik Biogas disebut sebagai
waktu retensi hidrolik (Retensi hidrolik Waktu / HTR).
. Prinsip Teknologi Biogas
Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi yang
memanfaatkan fermentasi bahan organik oleh bakteri anaerob yang menghjasilkan
gas metana. Gas metana adalah gas yang mengandung satu atom C dan empat atom H
yang memiliki sifat mudah terbakar. Gas metana yang dihasilkan kemudian dapat
dibakar sehingga panaspun dapat dihasilkan. Sifat gas ini tidak berwarna, tidak
berbau dan sangat cepat menyala. Menurut Direktorat Jenderal PPHP-Departemen
Pertanian (2006), 1 m3 biogas setara dengan:
a. LPG: 0,46 Kg
b. Minyak Tanah: 0,62 Ltr
c. Minyak solar: 0,52 Ltr
d. Bensin: 0,80 Ltr
e. Kayu bakar: 3,50 Kg
Pembentukan biogas mikroba anaerobik mencakup tiga tahap :
Pertama, tahap hidrolisis di mana pembubaran terjadi pada tahap ini bahan
organik larut dan pencernaan bahan organik kompleks menjadi sederhana, mengubah
struktur utama dari bentuk monomer. Kedua, tahap pengasaman, yang pada tahap
komponen monomer (gula sederhana) yang terbentuk pada hidrolisis akan menjadi
makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari gula sederhana akan
diproduksi pada tahap asam asetat, alkohol propionat, format, laktat, dan
sedikit butirat, karbon dioksida, hidrogen dan amonia. Ketiga, panggung
metagonetik, pada tahap ini adalah pembentukan metana dan gas karbondioksida
Bagian
Utama dari Pabrik Biogas
- Degester
(pencernaan) Degester alat mencerna bahan organik yang sebagian besar
terdiri dari potongan-potongan kecil dari pupuk kandang dan sisa tanaman
seperti jerami dan sebagainya, dan air yang kedap udara.
- Pintu
masuk saluran bubur (kotoran yang dilembutkan), Campuran kotoran sapi
dan air untuk membentuk bubur dimasukkan melalui saluran masuk lumpur.
- Residu
saluran keluar adalah sisa dari bahan biogas saluran. Jika aliran dalam
tangki cukup baik kemudian menyeimbangkan tekanan hidrostatik akan
mengakibatkan beberapa bubur sisa ketika bubur ditambahkan kesaluran
keluar tangki nasuk pertama. Tekanan hidrostatik akan menyebabkan sebagian
lumpur sisa ketika bubur ditambahkan keslauran keluar tank.
- Keselamatan
utama Tekanan katup/klep, prinsip kerja katup ini berupa pipa T yang
mampu menahan tekanan di dalam saluran gas setara dengan tekanan kolom air
dalam tabung T TSB. Ketika tekanan dalam saluran gas lebih tinggi dari
tekanan kolom air, gas akan keluar melalui T tabung sehingga tekanan dalam
sistem akan daya mundur. Bila air yang masuk dalam pipa T adalah h maka
tekanan yang dapat memegang pipa adalah p = ρgh.
- Separator-Sparator
berfungsi untuk mengarahkan aliran lumpur di pabrik sehingga untuk
memastikan bahwa bubur memenuhi kriteria HTR massa. Untuk membantu
kelancaran aliran lumpur di pabrik, disarankan untuk menggunakan bubur
dengan kadar padatan sesuai dengan rekomendasi US EPA (maksimum sekitar
12,5%).
- Reaktor,
tempat fregmentasi.
Cara Kerja BIOGAS
- Air
dan kotoran sapi dicampur (perbandingan 2:1) dalam bak
- Dialirkan
ke reaktor
- Muncul
BIOGAS 7 hari
- Dalam
reaktor ada pengaman gas
- Penampung
gas dari reaktor
Untuk
pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai satu bulan sebelum
dihasilkan gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali
diaduk, sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan melalui saluran pengeluaran.
Sisa dari limbah yang telah dicerna oleh bakteri methan atau bakteri biogas,
yang disebut slurry atau lumpur, mempunyai kandungan hara yang sama dengan
pupuk organik yang telah matang sebagaimana halnya kompos sehingga dapat
langsung digunakan untuk memupuk tanaman, atau jika akan disimpan atau
diperjualbelikan dapat dikeringkan di bawah sinar matahari sebelum dimasukkan
ke dalam karung.
Manfaat dan Kelebihan yang dimiliki Biogas
Biogas merupakan energi
tanpa menggunakan material yang masih memiliki
manfaat termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak
keseimbangan karbondioksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan
(deforestation) dan perusakan tanah.
- Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan
bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi
lainnya.
- Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya
duatmosfer akan meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan
bakar maka akan mengurangi gas metana di udara.
Perhitungan Peluang Pemanfaatan Biogas dalam Mengatasi
Masalah BBM di Indonesia
Program penghapusan BBM yang dilaksanakan pada tahun 2005 akan
menjadi momentum yang tepat dalam penggunaan energi alternatif seperti biogas.
Hal ini bisa dihitung dengan adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan
rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan (8900
kkal/m3 gas methan murni) .
Hal yang pertama harus diperhitungkan dalam menghitung jumlah
energi yang dihasilkan adalah berapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan.
Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan jumlah feses dan
sampah organik yang dihasilkan setiap hari. Jumlah bahan baku ini akan
menentukan berapa jumlah energi dan volume alat pembentuk biogas .
Sebagai pertimbangan, telah diketahui di China dan India, dalam 1
hari jumlah feses yang dihasilkan 1 ekor sapi adalah 5 kg dan 80 kilogram
kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan
1 meter kubik biogas . Jika diasumsikan bahwa jumlah feses manusia yang
dihasilkan sebanyak 0.5 kg/hari/orang, 1 keluarga terdiri dari 5 orang, dan
setiap keluarga memelihara 1 ekor sapi, serta 1 desa terdiri dari 40 orang,
maka akan didapatkan hasil perhitungan jumlah feses yang dihasilkan sebanyak
140 kg feses/ hari. Dengan jumlah ini, maka biogas yang dihasilkan setiap hari
sebanyak 1,75 m3/hari atau sebesar 15.575 kkal/hari.
Hal ini akan semakin mengejutkan dengan adanya perhitungan bahwa jumlah
penduduk indonesia berdasarkan data statistik pada tahun 2000 sebanyak lebih
dari 200 juta jiwa . Dengan hanya mengandalkan asumsi perhitungan jumlah
kotoran manusia tanpa memperhitungan sampah organik dan feses hewan ternak,
akan didapatkan hasil feses sebanyak 100 juta kg feses/hari atau 1,25 juta
m3/hari atau 11.125 juta kkal/hari. Apabila dengan asumsi konversi 1 J = 4.2
kal maka akan didapatkan hasil total energi yang dihasilkan hanya dari jumlah
penduduk adalah sebesar 30.66 MW.
Kesimpulan
Dengan adanya global warming (pemanasan global), berkurang sumber
daya alam yang tidak dapat diperbarui seperti BBM, biogas dapat membantu
menyelesaikan permasalahan yang muncul tentang itu. Biogas merupakan sistem
teknologi penghasil energi dengan menggunakan bahan baku kotoran atau sampah
organik. Menerapkan sistem fermentasi bakteri diciptakanlah alat biogas yang
dapat dipergunakan sebagai penghasil energi dan pembangkit listrik. Bahan yang
mudah didapatkan dan biaya yang tidak mahal sangat membantu masyarakat dalam
menyelasaikan permasalahan ekonomi khususnya dengan naiknya harga BBM.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar