Pada tulisan kali ini saya akan membahas bagaimana biogas
bekerja, bagaimana memaksimalkan hasil dari biogas, biogas dari sisi sosial, dan permasalahan biogas, berdasarkan
hasil kunjungan teman-teman Teknik Fisika UGM ke KP4 UGM.
KP4 UGM merupakan singkatan dari Kebun pendidikan, penelitian, dan pengembangan
pertanian UGM. Melihat adanya peluang untuk mengembangkan biogas di
KP4 ini, para dosen dan mahasiswa Fakultas Teknik UGM tertarik untuk membuat
biogas di KP4 ini, alhasil sekarang sudah terbentuk 3 biodigester di KP4 UGM
ini. Bahkan tidak hanya Fakultas teknik, namun Fakultas kehutanan, Biologi,Pertanian, Kedokteran Hewan juga ikut ambil bagian dalam pengembangan biogas dari berbagi sisi. Berikut beberapa foto yang didapat teman saya,
Narendra widianto, di KP4 UGM.
Sumber: Narendra Widianto
Penjelasan Biogas
Untuk lebih mudah membayangkan, ada 2 video yang dari
youtube.com yang saya rekomendasikan
kepada anda untuk memahami biogas secara garis besar. Yaitu:
Kita akan membahas ulang bagaimana sistem kerja dari biogas
dan komponen-komponen didalammnya. Analogikan
semua proses biogas seperti blok diagram berikut:
Kemudian pembahasan dibagi menjadi 2, yaitu Input & Output, dan Proses:
1.Input & Output
Input dari biogas adalah limbah organik.
Mengapa input biogas adalah limbah organik? Karena limbah organik ini dapat menghasilkan gas metana CH4, dimana gas metana ini dapat
menghasilkan panas yang kemudian panas nya dapat dimanfaat kan untuk berbagai
kegunaan. Gas metana yang dihasilkan berbeda-beda, tergantung mahluk hidup
apa yang menghasilkan limbah organik.berikut tabel yang menunjukkan kadar metana yang dihasilkan mahluk hidup:
Di KP4 UGM input yang dipakai adalah kotoran sapi. Setiap
harinya sebanyak 200Kg kotoran sapi yang dihasilkan dan dipakai untuk input
biogas. Selain kotoran sapi, kotoran sapi itu ditambahkan air dengan
perbandingan antara air dan kotoran sapi adalah 1:1.
Sumber: Narendra Widianto
Output biogas dapat dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi.
Inti dari output biogas adalah Gas Metana, dan ampas kotoran. Gas metana ini
dapat digunakan untuk generator, kompor biogas, penerangan, bahan bakar mesin
bermotor dan lain-lain. Di KP4 UGM sendiri gas metana sudah dimanfaatkan untuk
gen-set, petromaks, kompor biogas, pompa air, dan motor dan mobil bertenaga
biogas. Sedangkan ampas kotoran sapi digunakan untuk pupuk ditanaman sekitarnya.
Gas metana yang dihasilkan ditampung dalam kontong-kantong
plastik yang besar seperti gambar dibawah:
Perbandingan gambar animasi pada video diatas dan foto di KP4
Sumber youtube.com dan Narendra Widianto
Aplikasi penggunaan output biogas
Motor Hijau, Petromak, Kompor Biogas, Penerangan kandang, Gen-set
Sumber Narendra Widianto
2. Proses
Jika dibagian 1 kita sudah melihat apa input dan outputnya
dari biogas, maka sekarang akan dibahas setiap proses dari mulai pengolahan
input, sampai didapatkan input seperti yang telah dijelaskan diatas. pembahansan dibagi menjadi 3, yaitu pengolahan input, pengolahan dalam biodigester, dan pengolahan output.
Sistem biogas di KP4 secara keseluruhan
Sumber: 13P_CahyonoA_Management of methane.pdf
a) Pengolahan Input
input biogas adalah kotoran sapi dan air. ditambahkannya air pada input agar kotoran yang tadinya masih sangat padat atau mungkin kering menjadi lebih cair. penambahan air dan kotoran ini mempunyai perbandingan 1:1, artinya banyaknya air dan kotorang yang dimasukkan adalah sama banyak. tujuan ditambahkannya air agar kotoran lebih mudah bergerak kemana dengan sendirinya. setelah input cukup cair maka input akan mengalir sendiri kebawah kedalam biodigester melalui pipa. pada pengolahan inpur di KP4 masih manual yaitu menggunakan tenaga manusia, seperti gambar dibawah dilihat bahwa proses penambahan dan pencampuran air dengan kotoran dilakukan oleh manusia.
Sumber: youtube.com dan Narendra Widianto
b) Pengolahan dalam Biodigester
Reaktor biogas bisa juga disebut biodigester. dalam reaktor inilah terjadi proses dimana limbah organik dapat menghasilkan gas-gas yang salah satunya adalah gas metana, gas yang mempunyai nilai kalor tinggi sehingga dapat dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi dalam kehidupan sehari-hari.Biogas dapat dihasilkan dalam sebuah biodigester karena didalamnya terjadi proses penguraian material organik secara anaerob (tanpa oksigen). penguraian material organik ini dilakukan oleh bakteri pengurai metanogen dalam biodigester, itu lah mengapa hanya limbah organik yang dapat menghasilkan biogas. Proses penguraian ini terjadi secra alami di dalam digester. Biogas dihasilkan pada hari ke 4-5 setelah reaktor penuh, kemudian mencapai puncaknya pada hari ke 20-25
Bakteri methanogen secara alami dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti air bersih, endapan, air laut, sapi, kambing, lumpur atau TPA. Dalam pembuatan biodigester pun ada faktor-faktor yang harus diperhatikan agar proses penguraian terjadi secara optimal, faktor-faktor tersebut adalah:
-Lingkungan Abiotis
Biodigester harus dijaga dalalm keaadaan yang tidak terjadi kontak langsung dengan oksigen, karena jika terjadi kontak langsung dengan oksigen dapat menyebabkan penurunan produksi gas metana. Oleh karena itu biogas tidak boleh bocor
-Suhu
Biogas ditanam dalam tanah mempunyai tujuan yaitu agar temperatur di dalam biogas tidak mudah berubah, karena jika temperatur berubah-ubah maka akan mempengaruhi penguraian limbah organik yang dilakukan bakteri. secara umum ada 3 temperatu yang disenagi oleh bakteri:
1. Priscophilic (4-20 C), untuk negara beriklim subtropis atau dingin
2. Mesophilic (20-40 C)
3. Thermophilic (40-60 C), untuk mendigesti material, bukan untuk menghasilkan biogas
Untuk Indonesia yangg beriklim tropis digunakan unheated digester untuk kondisi temperatue tanah 20-30 C
-ph
Bakteri berkembang dengan baik pada kondisi yang agak asam yaitu dengan pH antara 6,6-7,0 dan tidak dibawah 6,2
-Rasio C/N Bahan Isian
Syarat ideal proses pembentukan biogas adalah rasio C/N = 25-30. karena itu penambahan bahan yang mengandung karbon (C) seperti jerami, atau N seperti ure diperluukan agar rasio C/N mencapai 20-30
-Kadar Bahan Kering
Setiap bakteri memilikinilai kapasitas kebutuhan air tersendiri. ketika kapasitasnya tepat maka aktifitas bakteri didalam biodigester akan optimal. Proses pembentukan biogas akan optimal jika konsentrasi bahan kering terhadap air adalah 0,26 Kg/L
-Pengadukan
Pengadukan dilakukan untuk mencegah terjadinya benda-benda yang mengapung pada permukaan cairan. Pengadukan juga bertujuan agar kondisi temperatur dalam biodigester seragam
-Zat Racun
beberapa zat beracun yang dapat menggangu kinerja biodigester antara lain adanya air sabun, detergen, dan creolin
Sumber: kamase.org
Sumber: youtube.com dan Narendra Widianto
c) Pengolahan Output
-
Pemurnian Gas Metana
output dari biogas yang dipakai adalah gas metana, namun gas yang dihasilkan biogas tidak murni metana, ada kandungan gas lain seperti karbon dioksida, nitrogen, hidrogen dan lain-lain. Pada limbah sapi sendiri menghasilkan metana, karbon dioksida, nitrogen, oksigen, hidrogen sulfida, dan propena. gas-gas selain metana ini lah yang tidak diinginkan di dalam biogas karena dapat mengurangi nilai kalori sehingga efisiensi biogas berkurang. Kadar gas metana yang dihasilkan biogas antara 40%-60%. Namun UGM telah melakukan penelitian untuk pemurnian biogas ini, keunggulan dari pemurnian ini yaitu kadar gas metana yang dihasilkan mencapai 80%-85%, sebuah angka yang cukup tinggi dibandingkan sebelumnya, kita patut berbangga UGM dan Indonesia mempunyai peneliti-peneliti yang hebat.
sumber:
http://www.ugm.ac.id/index.php?page=rilis&artikel=2471
gama kompresing
purification kit
sumber: 13P_CahyonoA_Management of methane.pdf
- Gama Kompresing
Agar gas metana yang dihasilkan dari proses pemurnian dapat digunakan secara fleksibel dan dapat didistribusikan dengan mudah maka gas tersebut dapat disimpan dalam tabung dengan menggunakan alat kompresor, sehingga biogas yang dihasilkan tidak lagi ditampung pada kantong-kantong plastik. Alat kompresor yang diciptakan UGM ini adalah Gama Kompresing.
- Pengemasan Gas Metana
Seperti yang telah dijelaskan diatas, biogas yang dihasilkan di KP4 ini masih disimpan dalam kantong-kantong plastik. Hal ini tentu menyulitkan pemakai jika ingin membawa biogas kemana-mana (tidak fleksibel). Maka dalam pengembangan nya, biogas yang dihasilkan UGM telah dapat dimasukkan kedalam tabung gas elpiji 3Kg dan 12Kg. Selanjutnya tabung gas tersebut dapat digunakan tabung gas biasa. Teknologi penegmasan biogas dalam tabung ini tentunya melewati beberapa proses yaitu pemurnian kemudian dikompres ke dalam tabung
-
Pemanfaatan Ampas
Ampas kotoran yang sudah melewati biodigester akan keluar dengan sendirinya. Ampas ini ternyata masih ada gunanya juga yaitu untuk pupuk tanaman sekitarnya. di KP4 ampas biogas juga sudah digunakan untuk pupuk tanaman disekitarnya
Sumber: youtube.com dan Narendra Widianto
-
Perbandingan biogas dengan bahan bakar lainnya
Jika biogas dibandingkan dengan bahan bakar lainnya, maka ada suatu persamaan-persamaan dimana jika 1m3 biogas akan sama dengan 0,62lt minyak tanah. Perbandinagn biogas dengan bahan bakar lain dapat dilihat pada tabel berikut:
Permasalahan Biogas
Permasalahan yang paling sering terjadi pada reaktor biogas yaitu bocor. Hal ini terjadi karena biodigester tidak terisi penuh sehingga volume limbah organik tidak menutupi pipa outlet tempat ampas keluar, jadi seharusnya biodigester terisi penuh sampai menutupi pipa outlet. Faktor penyebab kebocoran lainnya adalah sambungan pipa dan kontruksi dinding biodigester sendiri.
kekurangan yang juga terdapat di biodigester KP4 adalah tidak adanya indikator tekanan gas yang ada dalam biodigester. kekurangan lainnya adalah pada pengolahan input biogas masih manual atau menggunakan tenaga manusia, padahal dalam pengolahan inputnya dapat menggunkan suatu mesin yang berfungsi seperti blender.
permasalahan lainnya adalah biogas hanya digunakan dalam skala kecil di Indonesia, seperti di KP4 dan tempat-tempat lain. Padahal jika melihat swedia telah membuat suatu reaktor besar untuk menyuplai listrik dalam skala besar ke masyarakatnya. Indonesia sendiri termasuk negara yang mempunyai potensi besar dari segi biogas karena Indonesia masih mengandalkan sektor pertanian dan peternakan, namun pemanfaatnnya belum dalam skala besar. Hal ini mungkin terjadi karena biogas terbentuk karena faktor kesediaan, artinya jika hanya tersedia sedikit limbah maka hasilnya juga sedikit begitu juga sebalinya.
Biogas dari Sisi Sosial
Biogas sudah masuk ke Indonesia selama 23 tahun, namun dalam perkembangannya belum terlihat hasil berupa skala besar, hal ini harusnya memicu para peneliti untuk terus mengembangkan biogas dan pemerintah dalam merealisasikan ketersediaan biogas di masyarakat.
Di KP4 sendiri masih kekurangan tenaga ahli yang ahli dalam merawat biogas
Namun biogas sendiri dimata masyarakat masih sesuatu yang "jijik". Banyak warga yang beranggapan biogas kan dari kotoran, masa dipake buat kompor gas?. Hal ini tentu harus disosialisasikan kepada masyarakat bahwa biogas aman dipakai untuk kebutuhan hidup sehari-hari termasuk masak-memasak dan banyak manfaatnya.
.png)
.png)
