energi - http://www.energi.lipi.go.id
Biogas, Sumber Energi Alternatif
Kelangkaan bahan bakar minyak, yang disebabkan oleh kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, telah mendorong pemerintah untuk mengajak masyarakat mengatasi masalah energi bersama-sama (Kompas, 23 Juni 2005).
Kenaikan harga yang mencapai 58 dollar Amerika Serikat ini termasuk luar biasa sebab biasanya terjadi saat musim dingin di negara-negara yang mempunyai empat musim di Eropa dan Amerika Serikat. Masalah ini memang pelik sebagaimana dikatakan Presiden Susilo Bambang Yudhoyono dalam pertemuan dengan para gubernur di Pontianak, Kalimantan Barat, tanggal 22 Juni 2005, dan mengajak masyarakat melakukan penghematan energi di seluruh Tanah Air.
Penghematan ini sebetulnya harus telah kita gerakkan sejak dahulu karena pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi adalah sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui (unrenewable), sedangkan permintaan naik terus, demikian pula harganya sehingga tidak ada stabilitas keseimbangan permintaan dan penawaran. Salah satu jalan untuk menghemat bahan bakar minyak (BBM) adalah mencari sumber energi alternatif yang dapat diperbarui (renewable).
Kebutuhan bahan bakar bagi penduduk berpendapatan rendah maupun miskin, terutama di pedesaan, sebagian besar dipenuhi oleh minyak tanah yang memang dirasakan terjangkau karena disubsidi oleh pemerintah. Namun karena digunakan untuk industri atau usaha lainnya, kadang-kadang terjadi kelangkaan persediaan minyak tanah di pasar. Selain itu mereka yang tinggal di dekat kawasan hutan berusaha mencari kayu bakar, baik dari ranting-ranting kering dan tidak jarang pula menebangi pohon-pohon di hutan yang terlarang untuk ditebangi, sehingga lambat laun mengancam kelestarian alam di sekitar kawasan hutan.
Sebetulnya sumber energi alternatif cukup tersedia. Misalnya, energi matahari di musim kemarau atau musim kering, energi angin dan air. Tenaga air memang paling banyak dimanfaatkan dalam bentuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA), namun bagi sumber energi lain belum kelihatan secara signifikan.
Energi terbarukan lain yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah energi biogas dengan memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digester. Biomassa berupa limbah dapat berupa kotoran ternak bahkan tinja manusia, sisa-sisa panenan seperti jerami, sekam dan daun-daunan sortiran sayur dan sebagainya. Namun, sebagian besar terdiri atas kotoran ternak.
Teknologi biogas
Gas methan terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organic
biomassa) sehingga terbentuk gas methan (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas. Sebetulnya di tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat, (Kompas, 17 Maret 2005). Gas methan sama dengan gas elpiji (liquidified petroleum gas/LPG), perbedaannya adalah gas methan mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak.
Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro Volta (1776), sedangkan Willam Henry pada tahun 1806 mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai methan. Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.
Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Jerman dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua Perang Dunia dan beberapa unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga BBM semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. (FAO, The Development and Use of Biogas Technology in Rural Asia, 1981).
Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Niugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit gas bio dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio yang terbentuk.
Dengan teknologi tertentu, gas methan dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas methan dapat digunakan untuk keperluan memasak dan penerangan menggunakan kompor gas sebagaimana halnya elpiji.
Alat pembangkit biogas
Ada dua tipe alat pembangkit biogas atau digester, yaitu tipe terapung (floating type) dan tipe kubah tetap (fixed dome type). Tipe terapung dikembangkan di India yang terdiri atas sumur pencerna dan di atasnya ditaruh drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester. Sumur dibangun dengan menggunakan bahan-bahan yang biasa digunakan untuk membuat fondasi rumah, seperti pasir, batu bata, dan semen. Karena dikembangkan di India, maka digester ini disebut juga tipe India. Pada tahun 1978/79 di India terdapat l.k. 80.000 unit dan selama kurun waktu 1980-85 ditargetkan pembangunan sampai 400.000 unit alat ini.
Tipe kubah adalah berupa digester yang dibangun dengan menggali tanah kemudian dibuat bangunan dengan bata, pasir, dan semen yang berbentuk seperti
rongga yang ketat udara dan berstruktur seperti kubah (bulatan setengah bola). Tipe ini dikembangkan di China sehingga disebut juga tipe kubah atau tipe China (lihat gambar). Tahun 1980 sebanyak tujuh juta unit alat ini telah dibangun di China dan penggunaannya meliputi untuk menggerakkan alat-alat pertanian dan untuk generator tenaga listrik. Terdapat dua macam tipe ukuran kecil untuk rumah tangga dengan volume 6-10 meter kubik dan tipe besar 60-180 meter kubik untuk kelompok.
India dan China adalah dua negara yang tidak mempunyai sumber energi minyak bumi sehingga mereka sejak lama sangat giat mengembangkan sumber energi alternatif, di antaranya biogas.
Di dalam digester bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas methan. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain. Biogas dihasilkan dengan mencampur limbah yang sebagian besar terdiri atas kotoran ternak dengan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup banyak.
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 icernaoleh 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.
Untuk permulaan memang diperlukan biaya untuk membangun pembangkit (digester) biogas yang relatif besar bagi penduduk pedesaan. Namun sekali berdiri, alat tersebut dapat dipergunakan dan menghasilkan biogas selama bertahun-tahun. Untuk ukuran 8 meter kubik tipe kubah alat ini, cocok bagi petani yang memiliki 3 ekor sapi atau 8 ekor kambing atau 100 ekor ayam di samping juga mempunyai sumber air yang cukup dan limbah tanaman sebagai pelengkap biomassa. Setiap unit yang diisi sebanyak 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas yang dapat dipergunakan untuk memasak dan penerangan. Biogas cocok dikembangkan di daerah-daerah yang memiliki biomassa berlimpah, terutama di sentra-sentra produksi padi dan ternak di Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Selatan, Bali, dan lain-lain.
Pembangkit biogas juga cocok dibangun untuk peternakan sapi perah atau peternakan ayam dengan mendesain pengaliran tinja ternak ke dalam digester. Kompleks perumahan juga dapat dirancang untuk menyalurkan tinja ke tempat pengolahan biogas bersama. Negara-negara maju banyak yang menerapkan sistem ini sebagai bagian usaha untuk daur ulang dan mengurangi polusi dan biaya pengelolaan limbah. Jadi dapat disimpulkan bahwa biogas mempunyai berbagai manfaat, yaitu menghasilkan gas, ikut menjaga kelestarian lingkungan, mengurangi polusi dan meningkatkan kebersihan dan kesehatan, serta penghasil pupuk organik yang bermutu.
Untuk menuai hasil yang signifikan, memang diperlukan gerakan secara massal,
terarah, dan terencana meliputi pengembangan teknologi, penyuluhan, dan pendampingan. Dalam jangka panjang, gerakan pengembangan biogas dapat membantu penghematan sumber daya minyak bumi dan sumber daya kehutanan. Mengenai pembiayaannya mungkin secara bertahap sebagian subsidi BBM dialihkan untuk pembangunan unit-unit pembangkit biogas. Melalui jalan ini, mungkin imbauan pemerintah mengajak masyarakat untuk bersama-sama memecahkan masalah energi sebagian dapat direalisasikan.
Sumber : Kompas (8 Agustus 2005)
http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1123717100
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sambah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida.
Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik.
Biogas dan aktivitas anaerobik
Biogas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon diatmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.
Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah.
Gas landfill
Gas landfill adalah gas yang dihasilkan oleh limbah padat yang dibuang di landfill. Sampah ditimbun dan ditekan secara mekanik dan tekanan dari lapisan diatasnya. Karena kondisinya menjadi anaerobik, bahan organik tersebut terurai dan gas landfill dihasilkan. Gas ini semakin berkumpul untuk kemudian perlahan-lahan terlepas ke atmosfer. Hal ini menjadi berbahaya karena:
dapat menyebabkan ledakan,
pemanasan global melalui metana yang merupakan gas rumah kaca, dan
material organik yang terlepas (volatile organic compounds) dapat menyebabkan (photochemical smog)
Rentang komposisi biogas umumnya
Komposisi biogas bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Gas landfill memiliki konsentrasi metana sekitar 50%, sedangkan sistem pengolahan limbah maju dapat menghasilkan biogas dengan 55-75%CH4
Komposisi biogas
Komponen %
Metana (CH4) 55-75
Karbon dioksida (CO2) 25-45
Nitrogen (N2) 0-0.3
Hidrogen (H2) 1-5
Hidrogen sulfida (H2S) 0-3
Oksigen (O2) 0.1-0.5
Kandungan energi
Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.
Pupuk dari limbah biogas
Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-lain tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia. Pupuk organik dari biogas telah dicobakan pada tanaman jagung, bawang merah dan padi.
Siloksan dan gas engines (mesin berbahan bakar gas)
Dalam beberapa kasus, gas landfill mengandung siloksan. Selama proses pembakaran, silikon yang terkandung dalam siloksan tersebut akan dilepaskan dan dapat bereaksi dengan oksigen bebas atau elemen-elemen lain yang terkandung dalam gas tersebut. Akibatnya akan terbentuk deposit (endapan) yang umumnya mengandung silika (SiO2) atau silikat (SixOy) , tetapi deposit tersebut dapat juga mengandung kalsium, sulfur belerang, zinc (seng), atau fosfor. Deposit-deposit ini (umumnya berwarna putih) dapat menebal hingga beberapa millimeter di dalam mesin serta sangat sulit dihilangkan baik secara kimiawi maupun secara mekanik.
Pada internal combustion engines (mesin dengan pembakaran internal), deposit pada piston dan kepala silinder bersifat sangat abrasif, hingga jumlah yang sedikit saja sudah cukup untuk merusak mesin hingga perlu perawatan total pada operasi 5.000 jam atau kurang. Kerusakan yang terjadi serupa dengan yang diakibatkan karbon yang timbul selama mesin diesel bekerja ringan. Deposit pada turbin dari turbocharger akan menurukan efisiensi charger tersebut.
Stirling engine lebih tahan terhadap siloksan, walaupun deposit pada tabungnya dapat mengurangi efisiensi[3][4]
Biogas terhadap gas alam
Jika biogas dibersihkan dari pengotor secara baik, ia akan memiliki karakteristik yang sama dengan gas alam. JIka hal ini dapat dicapai, produsen biogas dapat menjualnya langsung ke jaringan distribusi gas. Akan tetapi gas tersebut harus sangat bersih untuk mencapai kualitas pipeline. Air (H2O), hidrogen sulfida (H2S) dan partikulat harus dihilangkan jika terkandung dalam jumlah besar di gas tersebut. Karbon dioksida jarang harus ikut dihilangkan, tetapi ia juga harus dipisahkan untuk mencapai gas kualitas pipeline. JIka biogas harus digunakan tanpa pembersihan yang ektensif, biasanya gas ini dicampur dengan gas alam untuk meningkatkan pembakaran. Biogas yang telah dibersihkan untuk mencapai kualitas pipeline dinamakan gas alam terbaharui.
Penggunaan gas alam terbaharui
Dalam bentuk ini, gas tersebut dapat digunakan sama seperti penggunaan gas alam. Pemanfaatannya seperti distribusi melalui jaringan gas, pembangkit listrik, pemanas ruangan dan pemanas air. Jika dikompresi, ia dapat menggantikan gas alam terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan.
http://id.wikipedia.org/wiki/Biogas
Kategori Kimia Lingkungan
Sampah Organik sebagai Bahan Baku Biogas
Oleh Beni Hermawan, Lailatul Q, Candrarini P, Sinly Evan P.
Jurusan Kimia FMIPA Univ. Lampung
Jika kita berjalan-jalan ke pasar tradisional, pastilah akan kita jumpai sampah sayur-sayuran dan buah-buahan yang berton-ton jumlahnya. Sebagaimana sampah-sampah organik lainnya seperti kotoran ternak, ampas tebu, dan lain-lain, umumnya sampah organik tersebut tidak banyak dimanfaatkan, tetapi dibiarkan menumpuk dan membusuk, sehingga dapat menggangu pemandangan dan mencemari lingkungan. Salah satu cara penanggulangan sampah organik yang potensial untuk dikembangkan di Indonesia adalah dengan menerapkan tek nologi anerobik untuk menghasilkan biogas.
Secara ilmiah, biogas yang dihasilkan dari sampah organik adalah gas yang mudah terbakar (flammable). Gas ini dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi tanpa udara). Umumnya, semua jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan biogas. Tetapi hanya bahan organik homogen, baik padat maupun cair yang cocok untuk sistem biogas sederhana. Bila sampah-sampah organik tersebut membusuk, akan dihasilkan gas metana (CH4) dan karbondioksida (CO2). Tapi, hanya CH4 yang dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Umumnya kandungan metana dalam reaktor sampah organik berbeda-beda. Zhang et al. 1997 dalam penelitiannya, menghasilkan metana sebesar 50-80% dan karbondioksida 20-50%. Sedangkan Hansen (2001) , dalam reaktor biogasnya mengandung sekitar 60-70% metana, 30-40% karbon dioksida, dan gas-gas lain, meliputi amonia, hidrogen sulfida, merkaptan (tio alkohol) dan gas lainnya. Tetapi secara umum rentang komposisi biogas adalah sebagai berikut :
Tabel 1. Komposisi Biogas
Komponen %
Metana (CH4)
Karbon dioksida (CO2)
Nitrogen (N2)
Hidrogen (H2)
Hidrogen sulfida (H2S)
Oksigen (O2) 55-75
25-45
0-0.3
1-5
0-3
0.1-0.5
Dalam skala laboratorium, penelitian di bidang biogas tidak membutuhkan biaya yang besar tetapi harus ditunjang dengan peralatan yang memadai. Perangkat utama yang digunakan terutama adalah tabung digester, tabung penampung gas, pipa penyambung, katup, dan alat untuk identifikasi gas. Untuk mengetahui terbentuk atau tidaknya biogas dari reaktor, salah satu uji sederhana yang dapat dilakukan adalah dengan uji nyala. Biogas dapat terbakar apabila mengandung kadar metana minimal 57% yang menghasilkan api biru (Hammad et al., 1999). Sedangkan menurut Hessami (1996), biogas dapat terbakar dengan baik jika kandungan metana telah mencapai minimal 60%. Pembakaran gas metana ini selanjutnya menghasilkan api biru dan tidak mengeluarkan asap.
Mekanisme Pembentukan Biogas
Sampah organik sayur-sayuran dan buah-buahan seperti layaknya kotoran ternak adalah substrat terbaik untuk menghasilkan biogas (Hammad et al, 1999). Proses pembentukan biogas melalui pencernaan anaerobik merupakan proses bertahap, dengan tiga tahap utama, yakni hidrolisis, asidogenesis, dan metanogenesis. Tahap pertama adalah hidrolisis, dimana pada tahap ini bahan-bahan organik seperti karbohidrat, lipid, dan protein didegradasi oleh mikroorganisme hidrolitik menjadi senyawa terlarut seperti asam karboksilat, asam keto, asam hidroksi, keton, alkohol, gula sederhana, asam-asam amino, H2 dan CO2. Pada tahap selanjutnya yaitu tahap asidogenesis senyawa terlarut tersebut diubah menjadi asam-asam lemak rantai pendek, yang umumnya asam asetat dan asam format oleh mikroorganisme asidogenik. Tahap terakhir adalah metanogenesis, dimana pada tahap ini asam-asam lemak rantai pendek diubah menjadi H2, CO2, dan asetat. Asetat akan mengalami dekarboksilasi dan reduksi CO2, kemudian bersama-sama dengan H2 dan CO2 menghasilkan produk akhir, yaitu metana (CH4) dan karbondioksida (CO2).
Pada dasarnya efisiensi produksi biogas sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor meliputi : suhu, derajat keasaman (pH), konsentrasi asam-asam lemak volatil, nutrisi (terutama nisbah karbon dan nitrogen), zat racun, waktu retensi hidrolik, kecepatan bahan organik, dan konsentrasi amonia. Dari berbagai penelitian yang penulis peroleh, dapat dirangkum beberapa kondisi optimum proses produksi biogas yaitu :
Tabel 2. Kondisi Optimum Produksi Biogas
Parameter Kondisi Optimum
Suhu
Derajat Keasaman
Nutrien Utama
Nisbah Karbon dan Nitrogen
Sulfida
Logam-logam Berat Terlarut
Sodium
Kalsium
Magnesium
Amonia 35oC
7 - 7,2
Karbon dan Nitrogen
20/1 sampai 30/1
< 200 mg/L
< 1 mg/L
< 5000 mg/L
< 2000 mg/L
< 1200 mg/L
< 1700 mg/L
Parameter-parameter ini harus dikontrol dengan cermat supaya proses pencernaan anaerobik dapat berlangsung secara optimal. Sebagai contoh pada derajat keasaman (pH), pH harus dijaga pada kondisi optimum yaitu antara 7 - 7,2. Hal ini disebabkan apabila pH turun akan menyebabkan pengubahan substrat menjadi biogas terhambat sehingga mengakibatkan penurunan kuantitas biogas. Nilai pH yang terlalu tinggipun harus dihindari, karena akan menyebabkan produk akhir yang dihasilkan adalah CO2 sebagai produk utama. Begitupun dengan nutrien, apabila rasio C/N tidak dikontrol dengan cermat, maka terdapat kemungkinan adanya nitrogen berlebih (terutama dalam bentuk amonia) yang dapat menghambat pertumbuhan dan aktivitas bakteri.
Nilai Potensial Biogas
Biogas yang bebas pengotor (H2O, H2S, CO2, dan partikulat lainnya) dan telah mencapai kualitas pipeline adalah setara dengan gas alam. Dalam bentuk ini, gas tersebut dapat digunakan sama seperti penggunaan gas alam. Pemanfaatannya pun telah layak sebagai bahan baku pembangkit listrik, pemanas ruangan, dan pemanas air. Jika dikompresi, biogas dapat menggantikan gas alam terkompresi yang digunakan pada kendaraan. Di Indonesia nilai potensial pemanfaatan biogas ini akan terus meningkat karena adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan.
Berdasarkan sumber Departemen Pertanian, nilai kesetaraan biogas dengan sumber energi lain adalah sebagai berikut :
Tabel 3. Kesetaraan biogas dengan sumber energi lain
Bahan Bakar Jumlah
Biogas
Elpiji
Minyak tanah
Minyak solar
Bensin
Gas kota
Kayu bakar 1 m3
0,46 kg
0,62 liter
0,52 liter
0,80 liter
1,50 m3
3,50 kg
Penutup
Meskipun penelitian di bidang biogas bukanlah aspek baru dalam riset kimia, tetapi tidak menutup kemungkinan akan adanya pengembangan dalam penyempurnaan teknologi anaerobik untuk mendapatkan kuantitas dan kualitas biogas yang lebih baik. Setidaknya beberapa misteri dalam bidang penelitian ini masih memerlukan pemikiran yang mendalam untuk memperoleh jawabannya seperti penentuan bakteri anaerobik yang paling baik, penentuan starter, pencarian bahan baku dan waktu optimum proses anaerobik. Selain itu, penelitian dibidang ini termasuk gampang-gampang susah dalam artian, meskipun secara terori dapat dihasilkan gas metana, tetapi dalam prakteknya terkadang para peneliti hanya mendapatkan sedikit sekali gas metana bahkan tidak sama sekali.
Sisi positif yang dapat kita ambil dari pengembangan teknologi anaerobik adalah bahwa tidak ada sesuatu pun yang tidak bermanfaat di bumi ini bahkan sebuah sampah sekalipun. Dengan teknologi anaerobik, selain memperoleh biogas, manfaat lainnya adalah akan diperoleh pupuk organik dengan kualitas yang tinggi, yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-lain yang tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia.
Kategori Teknologi Tepat Guna
Potensi Jarak Pagar sebagai Tanaman Energi di Indonesia
Oleh N. Agung Pambudi
Mahasiswa S2 Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
Konsumsi energi global saat ini mencapai sekita 400 EJ pertahun. Konsumsi ini akan terus meningkat hingga tahun tahun mendatang seiring dengan peningkatan populasi penduduk dan serta pertumbuhan ekonomi global. Menurut laporan International Energy Agency (IEA), disampaikan bahwa pada tahun 2025 pertumbuhan enegi akan meningkat hingga 50 persen dari total kebutuhan enegrgi pada saat ini. Peningkatan kebutuhan energi terbesar terjadi banyak di negara berkembang seperti china dan india yang memang sedang memacu produksi industrinya untuk meningkatkan perekonomian. Sebagian besar kebutuhan energi ini di pasok oleh energi fosil yaitu minyak dan batubara. Ketidakstabilan harga minyak hingga mencapai 100 U$ per barel menyebabkan merupakan persoalan yang dihadapi dunia beberapa tahun terakhir ini. Kenaikan tersebut diperkirakan akan terus berlanjut dikarenakan cadangan energi ini semakin menipis, sehingga ketersediaannya tinggal menunggu waktu.
Persoalan lain dari penggunaan energi fosil ini adalah menjadi penyebab perubahan iklim dan pemanasan global. Gas rumah kaca seperti karbon dioksida dari hasil pembakaran bahan bakar fosil, dilepaskan ke atmosfir. Keberadaannya akan menghalangi panas yang akan meninggalkan bumi sehingga akan meningkatkan temperature bumi. Perubahan iklim yang terjadi disebabkan oleh gas rumah kaca seperti disebutkan diatas juga methane (CH4) dan nitrous oksida (N2O). Pada pembakaran biomassa sebenarnya menghasilkan CO2 tetapi karbon dioksida yang di hasilkan akan distabilisasi dengan penyerapan kembali oleh tumbuhan, sehingga tidak ada penimbuan karbon dioksida dalam atmosfer dan keberadaannya terus seimbang.
Sejak era revolusi industri terjadi hingga beberapa dekade terakhir, Temperatur rata-rata bumi meningkat secara tajam. Hal ini disebabkan oleh gas rumah kaca yang keberadaannya menghalangi panas yang keluar dari atmosfer. Peningkatan sebesar 0.3 derajat celcisus menjadi masalah yang sangat krusial. Tahun 1998 merupakan tahun dimana terjadi peningkatan terbesar temperature rata-rata ini. peningkatan ini akan menyebabkan pencairan es di kutub, baik utara maupun selatan sehingga volume lautan meningkat 10 sampai 25 cm, bahkan di prediksi kan tahun 2100 temperatur akan meningkat secara tajam hingga mencapai 6 derajat celcius (Daugherty, E.C, 2001).
Dampak yang terjadi di Indonesisa akibat dari Lonjakan harga minyak dunia adalah berkaitan erat dengan pembangunan bangsa Indonesia. Konsumsi BBM yang mencapai 1,3 juta/barel tidak seimbang dengan produksinya yang nilainya sekitar 1 juta/barel sehingga terdapat defisit yang harus dipenuhi melalui impor. Menurut data ESDM (2006) cadangan minyak Indonesia hanya tersisa sekitar 9 milliar barel. Apabila terus dikonsumsi tanpa ditemukannya cadangan minyak baru, diperkirakan cadangan minyak ini akan habis dalam dua dekade mendatang. Bila hal ini terus berlanjut tanpa mempetimbangkan energi alternatif maka akan terjadi permasalahan yang krusial bagi ekonomi bangsa Indonesia.
2. KEBIJAKAN PEMERINTAH
Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah berperan aktif untuk menanggulangi masalah harga minyak yang makin meningkat dan cadangan yang makin menipis. Kebijakan pemerintah dalam pengembangan biofuel dengan membentu tim nasional pengembangan bahan bakar nabati (BBN) sebagai upaya untuk mendukung pengembangan bahan bakar nabati dengan menerbitkan blue print dan road map untuk mewujudkan pengembangan BBN tersebut.
Selain itu, pemerintah telah menerbitkan Peraturan presiden republik Indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai altenatif pengganti bahan bakar minyak. Ditambah dengan penerbitan Instruksi Presiden No 1 tahun 2006 tertanggal 25 januari 2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati (biofuels), sebagai energi alternatif .
Tabel 1. Potensi energi terbaharukan di Indonesia
Jenis
sumber energi Potensi Kapasitas terpasang
Hidro 75,67 GW 4200 MW
Mikrohidro 712 MW 206 MW
Geotermal 27 GW 807 MW
Biomassa 49.81 GW 302.4 MW
Surya 4,8 kWh/m2/day 6 MW
Angin 3 - 6 m/sec 0,6 MW
Sumber : Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2004
3. ENERGI TERBAHARUKAN
Indonesia memiliki beberapa sumber energi terbarukan yang berpotensi besar, antara lain energi hidro dan mikrohidro, energi geotermal, energi biomassa, energi surya dan energi angin. Kelebihan energi terbaharukan diatas dibandingkan dengan energi fosil, selain memang sifatnya yang dapat diperbaharui secara terus menerus, juga lebih ramah terhadap lingkungan. Emisi yang dikeluarkan lebih rendah, terutama gas karbondioksida sehingga mampu mengurangi efek rumah kaca yang menyebabkan pemanasan global.
Membudidayakan dan memanfaatkan biomassa menjadi sumber energi atau biasa disebut dengan energi hijau, dapat diperoleh melalui proses yang lebih sederhana dan nilai investasi lebih murah. Hal itulah yang menjadi kelebihan dari energi biomassa bila dibandingan energi terbaharukan diatas. Proses energi biomassa sendiri memanfaatkan energi matahari untuk merubah energi panas menjadi karbohidrat melalui proses fotosintesis dengan menyerap karbon dioksida dari atmosfer. Proses pelepasan karbon dioksida terjadi saat pembakaran biomassa, sehingga terjdi keseimbangan jumlah karbon diatmosfer. Sebenarnya manusia telah memanfaatkan enegi biomassa sejak lama sebelum ditemukannya bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan batubara. Secara sederhana, biomassa berupa kayu atau yang lainnya dibakar secara langsung.
Sebagai negara agraris beriklim tropis, Indonesia memiliki lahan pertanian yang luas dan bahan baku biomassa yang melimpah. Potensi ini dapat dijadikan dasar sebagai upaya untuk pengembangan energi terbaharukan dari biomassa.
4. JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS)
Jarak pagar (Jatropha curcas Linn) atau juga disebut juga physic nut merupakan tanaman yang sudah tidak asing lagi bagi masyarakat, saat zaman penjajahan jepang. Minyak jarak pagar dipergunakan sebagai bahan pelumas dan bahan bakar pesawat terbang. Sesuai dengan namanya, tanaman ini memang dimanfaatkan masyarakat sebagai tanaman pagar serta sebagai obat tradisional, disamping sebagai bahan bakar dan minyak peluas. Perkembangan jarak pagar sangat luas, awalnya dari amerika tengah, kemudian menyebar ke Afrika dan Asia. Luasnya perkembangan jarak pagar disebabkan oleh kemudahan dalam pertumbuhannya. Menurut Hambali. E, dkk (2007), Jarak pagar dapat hidup dan berkembang dari dataran rendah sampai dataran tinggi, curah hujan yang rendah maupun tinggi (300 - 2.380 ml/tahun), rentang suhu 20 - 26 oC. Karena sifat tersebut tanaman jarak pagar mampu tumbuh pada tanah berpasir, bebatu, lempung ataupun tanah liat, sehingga jarak pagar dapat dikembangkan pada lahan kritis .
Gambar 1. buah , biji dan bungkil jarak pagar
Jarak pagar memiliki buah yang terdiri dari daging buah, cangkang biji dan inti biji. Inti merupakan sumber bagian yang menghasilkan minyak sebagai bahan bakar biodiesel dengan proses awal ekstraksi. Kandungan minyak yang terdapat dalam biji baik cangkang maupun buah berkisar 25-35 % berat kering biji Prihandana, R(2007), jarak pagar mampu menghasilkan 7,5 - 10 ton /ha/tahun tergantung dari kualitas benih, agroklimat, tingkat kesuburan tanah dan pemeliharaan, (Hambali. E, 2007). Sebagai perhitungan kasar produksi minyak jarak mentah, cruide jatropha oil (CJO), dari 25 % /biji kering maka dapat diperoleh minyak hasil ekstraksi sebesar 1,875 - 2,5 ton minyak /ha/tahun
Proses ekstraksi jarak pagar menjadi minyak dilakukan secara mekanik menggunakan mesin press, baik sederhana dengan skala kecil maupun skala produksi industri. Jenis alat pres dibedakan menjadi dua macam yaitu press hidrolik dan press ulir masing masing memiliki kelemahan dan keungulan masing masing, biasanya disesuaikan dengan tingkat produksi minyak. Setelah biji jarak di keringkan dan disortir berdasarkan kualitas, biji jarak pagar dimasukan kedalam mesin press mekanik. Hasil pengepresan diperoleh minyak mentah atau cruide jatropha oil (CJO) dan bungkil berupa sisa ampas. Untuk memurnikan Cruide jatropha oil (CJO) selanjutnya dilakukan penyaringan dan diperoleh limbah berupa sludge. Minyak jarak pagar mentah ini bias dijadikan bahan bakar pengganti minyak tanah. Pemakaiannya dapat diterapkan langsung pada kompor modifikasi atau dicampur dengan minyak tanah. Untuk memperoleh bahan bakar biodiesel, minyak mentah hasil penyaringan dilakukan proses transesterifikasi dan esterifikasi. Proses transesterifikasi adalah proses penurunan kandungan asam lemak bebas. Bila kadar lemak bebas terlalu tinggi maka perlu dilakukan proses esterifikasi terlebih dahulu setelah itu dilanjutkan proses transesterifikasi.
5. KONVERSI JARAK PAGAR
Jarak pagar seperti disebutkan diatas merupakan potensi yang sangat besar dari proyeksi strategis pemerintah. Konversi jarak pagar kedalam energi terbaharukan akan menghasilkan produk berupa bahan bakar padat, cair dan gas. Masing-masing produk diambil dari bagian jarak pagar yaitu cangkang dan limbah untuk bahan bakar padat. inti biji untuk cair dengan pemerasan, sedangkan gas melalui proses anaerobic digestion ketiganya ditambah dengan daging buah dan menghasilkan gas methane.
a. Bahan bakar cair (liquid biofuels)
Bahan bakar cair merupakan produk utama dari jarak pagar yang terdiri dari cruide jatropha oil (CJO), minyak jarak murni atau pure plant oil (PPO)dan biodiesel. Untuk menghasilkan beberapa bahan bakar diatas dibutuhkan inti biji dari jarak pagar. Beberapa industri pengolahan bahan bakar cair mengikutkan cangkang inti biji untuk proses, sehingga tidak diperlukan proses pengelupasan cangkang dari inti buah.
Ekstraksi minyak jarak dari inti buah atau inti buah dan cangkang dilakukan dengan menggunakan alat pengepresan bisa menggunakan press tipe hidrolik (hydraulic pressing) maupun press tipe ulir (expeller pressing). Masing masing jenis press memiliki kelebihan dan kekurangan. Seperti kapasitas, jumlah rendeman dan inti buah murni atau campuran. Inti buah jarak yang telah kering dimasukan kedalam mesin press, produknya berupa minyak cair dan membutuhkan penyaringan untuk menghilangkan sludge dari hasil ekstraksi. Hasil dari press dan penyaringan berupa minyak mentah jarak pagar atau CJO (cruide jatropha oil). Minyak CJO dapat diaplikasikan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah,. Dapat di bakar langsung dengan spesifikasi kompor tertentu atau dicampur dengan minyak tanah untuk menurunkan viskositasnya.
Gambar 1. Proses pengolahan jarak pagar menjadi bahan bakar cair.
Melalui proses pemurnian dengan menggunakan esterifikasi dan transesteriikasi akan dihasilkan bahan bakar cair berupa biodiesel. Sedangkan melalalui proses deasifikasi atau penetralan akan dihasilkan minyak jarak murni atau pure plant oil (PPO). Produk pendamping dari proses ini adalah bungkil dan sludge yang akan diproses kembali menjadi bahan bakar padat ataupun gas.
b. Bahan bakar padat (solid biofuels)
Dalam bagian biji jarak pagar yang terdiri dari inti biji dan cangkang memiliki kandungan minyak 25 - 35 % sehingga masih menyisakan bagian limbah yaitu sludge dan bungkil sebesar 75 - 65 %. Limbah tersebut dapat diproses menjadi bahan bakar pada dengan proses densifikasi, baik karbonisasi maupun non-karbonisasi. Pada proses karbonisasi, sebelum limbah diproses densifikasi, dimasukan kedalam reaktor karbonisasi untuk menghilangkan moisture (kandungan air), volatile mater (zat terbang) serta tar. Sedangkan proses non-karbonisai limbah hasil proses ekstraksi langsung dilakukan densifikasi dibentuk briket menggunakan alat press tipe hidrolik maupun ulir.Hasil densifikasi berupa briket yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar padat. Briket langsung dibakar kedalam tungku atau kompor .
Gambar 2. Proses pengolahan jarak pagar menjadi bahan bakar padat
c. Bahan bakar gas (anerobic digestion)
Proses anaerobic igestion yaitu proses dengan melibatkan mikroorganisme tanpa kehadiran oksigen dalam suatu digester. Proses ini menghasilkan gas produk berupa metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2) serta beberapa gas yang jumlahnya kecil, seperti H2, N2, dan H2S. Proses ini bisa diklasifikasikan menjadi dua macam yaitu anaerobic digestion kering dan basah. Perbedaan dari kedua proses anaerobik ini adalah kandungan biomassa dalam campuran air. pada anaerobik kering memiliki kandungan biomassa 25 - 30 % sedangkan untuk jenis basah memiliki kandungan biomassa kurang dari 15 % (Sing dan Misra, 2005).
Limbah jarak pagar, bungkil dan sludge selain dapat dijadikan bahan bakar padat dengan densification seperti diatas, juga dapat di konversi kedalam bahan bakar gas melalui proses anaerobic digestion. Selain itu, daging buah jarak pagar dapat juga dimasukan kedalam digester untuk menghasilkan biogas.
5. KESIMPULAN
Harga bahan bakar minyak yang makin meningkat dan ketersediaannya yang makin menipis serta permasalahan emisi gas rumah kaca merupakan masalah yang dihadapi oleh masyarakat global. Upaya pencarian akan bahan bakar yang lebih ramah terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui merupakan solusi dari permasalahan energi tersebut. Untuk itu indonesia yang memiliki potensi luas wilayah yang begitu besar, diharapkan untuk segera mengaplikasi bahan bakar nabati. Jarak pagar sebagai tanaman penghasil energi yang dapat tumbuh pada berbagai kondisi areal merupakan potensi besar untuk dijadikan sebagai tanaman penghasil energi.
Semua potensi tersebut tidak bernilai tanpa adanya dukungan dan political will dari pemerintah serta masyarakat luas. Pembentukan tim nasional pengembangan bahan bakar nabati (BBN) dengan menerbitkan blue print dan road map bidang energi untuk mewujudkan pengembangan BBN merupakan langkah yang strategis sehingga dapat dicapai kemandirian energi melalui pengembangan jarak pagar. Peran serta masyarakat akan sangat membantu dalam pengimplemetasian pengembangan tanaman penghasil bioenergi tersebut, sehingga pada akhirnya bangsa ini mampu keluar dari krisis energi dengan pasokan energi bahan bakar nabati yang berkelanjutan
6. DAFTAR PUSTAKA
Singh, R.K and Misra, 2005, Biofels from Biomass, Department of Chemical Engineering National Institue of Technology, Rourkela
Presiden Republik Indonesia, 2006, Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 Tentang Kebijakan Energi Nasional, Jakarta
Prihandana, R. dkk, 2007, Meraup Untung dari Jarak Pagar, Jakarta , P.T Agromedia Pustaka
Tim Nasional Pengembangan BBN, 2007, BBN, Bahan Bakar Alternatif dari Tumbuhan Sebagai Pengganti Minyak Bumi dan Gas, Jakarta, Penerbit Swadaya.
Sudrajat, 2006, Memproduksi Biodiesel Jarak Pagar, Jakarta, Penerbit Swadaya.
Moreira, J.R, Global Biomass Energy Potentioal, Brazilian Reference Center on Biomass, Brazil
Daugherty E.C, 2001, Biomass Energy Systems Efficiency:Analyzed through a Life Cycle Assessment, Lund Univesity.
Instruksi Presiden, Instruksi Preiden No 1 tahun 2006 tertanggal 25 januari 2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati (biofuels), sebagai energi alternative, Jakarta
Hambali E, dkk, 2007, Teknologi Bioenergi, Agromedia, jakarta
Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2004, Potensi energi terbaharukan di Indonesia, Jakarta
http://www.chem-is-try.org/?sect=fokus&ext=47
PEMANFAATAN BIOGAS SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF
Submitted by agungpambudi81 on Mon, 02/25/2008 - 22:37.
PEMANFAATAN BIOGAS SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF
N. Agung Pambudi
Mahasiswa sekolah pascasarjana
Jurusan Teknik Mesin dan Industri
Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
E-mail : agungpambudi81@yahoo.com
1. PENDAHULUAN
Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial didunia. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbaharukan. Selain itu, peningkatan harga minyak dunia hingga mencapai 100 U$ per barel juga menjadi alasan yang serius yang menimpa banyak negara di dunia terutama Indonesia.
Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan bangsa Indonesia. Konsumsi BBM yang mencapai 1,3 juta/barel tidak seimbang dengan produksinya yang nilainya sekitar 1 juta/barel sehingga terdapat defisit yang harus dipenuhi melalui impor. Menurut data ESDM (2006) cadangan minyak Indonesia hanya tersisa sekitar 9 milliar barel. Apabila terus dikonsumsi tanpa ditemukannya cadangan minyak baru, diperkirakan cadangan minyak ini akan habis dalam dua dekade mendatang.
Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah telah menerbitkan Peraturan presiden republik Indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai altenatif pengganti bahan bakar minyak
Salah satu sumber energi alternatif adalah biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik digestion. Proses ini merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akanmengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil
2. ANAEROBIK DIGESTION
Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan bantuan bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen disebut anaerobik digestion Gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa metana. material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraiakan menjadi dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri. Tahap pertama material orgranik akan didegradasi menjadi asam asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam. Bakteri ini akan menguraikan sampah pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi. Hidrolisis yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang seperti lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana. Sedangkan asifdifikasi yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhana.
Setelah material organik berubah menjadi asam asam, maka tahap kedua dari proses anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan bantuan bakteri pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina, methano bacterium.
Perkembangan proses Anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang keberadaanya melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian limbah peternakan dan municipal solid waste (MSW).
3. SEJARAH BIOGAS
Sejarah penemuan proses anaerobik digestion untuk menghasilkan biogas tersebar di benua Eropa. Penemuan ilmuwan Volta terhadap gas yang dikeluarkan di rawa-rawa terjadi pada tahun 1770, beberapa dekade kemudian, Avogadro mengidentifikasikan tentang gas metana. Setelah tahun 1875 dipastikan bahwa biogas merupakan produk dari proses anaerobik digestion. Tahun 1884 Pasteour melakukan penelitian tentang biogas menggunakan kotoran hewan. Era penelitian Pasteour menjadi landasan untuk penelitian biogas hingga saat ini.
4. KOMPOSISI BIOGAS
Biogas sebagian besar mengandung gs metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2), dan beberapa kandungan yang jumlahnya kecil diantaranya hydrogen sulfida (H2S) dan ammonia (NH3) serta hydrogen dan (H2), nitrogen yang kandungannya sangat kecil.
Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH4). Semakin tinggi kandungan metana maka semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metana semakin kecil nilai kalor. Kualitas biogas dapat ditingkatkan dengan memperlakukan beberapa parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur, kandungan air dan karbon dioksida (CO2). Hidrogen sulphur mengandung racun dan zat yang menyebabkan korosi, bila biogas mengandung senyawa ini maka akan menyebabkan gas yang berbahaya sehingga konsentrasi yang di ijinkan maksimal 5 ppm. Bila gas dibakar maka hidrogen sulphur akan lebih berbahaya karena akan membentuk senyawa baru bersama-sama oksigen, yaitu sulphur dioksida /sulphur trioksida (SO2 / SO3). senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk Sulphur acid (H2SO3) suatu senyawa yang lebih korosif. Parameter yang kedua adalah menghilangkan kandungan karbon dioksida yang memiliki tujuan untuk meningkatkan kualitas, sehingga gas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan air dalam biogas akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan korosif
5. REAKTOR BIOGAS
Ada beberapa jenis reactor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reactor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reactor terapung (Floating drum), raktor jenis balon, jenis horizontal, jenis lubang tanah, jenis ferrocement. Dari keenam jenis digester biogas yang sering digunakan adalah jenis kubah tetap (Fixed-dome) dan jenis Drum mengambang (Floating drum). Beberapa tahun terakhi ini dikembangkan jenis reactor balon yang banyak digunakan sebagai reactor sedehana dalam skala kecil.
1. Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)
Gambar 1. Jenis digester kubah tetap (fixed-dome)
Reaktor ini disebut juga reaktor china. Dinamakan demikian karena reaktor ini dibuat pertama kali di chini sekitar tahun 1930 an, kemudian sejak saat itu reaktor ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,baik bakteri pembentuk asam ataupun bakteri pembentu gas metana. bagian ini dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat karna menahan gas aga tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah tetap karena bentunknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.
Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah daripada menggunaka reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah. Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah karena konstruksi tetapnya.
2. Reaktor floating drum
Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun 1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik turun yang berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester. Pergerakan drum mengapung pada cairan dan tergantung dari jumlah gas yang dihasilkan.
Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanan yang terapung sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap.
3. Reaktor balon
Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan perubahan tempat biogas. reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpan gas masing masing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar dibandingkan gas yang akan mengisi pada rongga atas.
6. KONSERVASI ENERGI
Konversi limbah melalui proses anaerobik digestion dengan menghasilkan biogas memiliki beberapa keuntungan, yaitu :
- 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.
- Limbah berupa sampah kotoran hewan dan manusia merupakan material yang tidak bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah.
- Selain keuntungan energy yang didapat dari proses anaerobik digestion dengan menghasilkan gas bio, produk samping seperti sludge. Meterial ini diperoleh dari sisa proses anaerobik digestion yang berupa padat dan cair. Masing-masing dapat digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.
7. KESIMPULAN
Harga bahan bakar minyak yang makin meningkat dan ketersediaannya yang makin menipis serta permasalahan emisi gas rumah kaca merupakan masalah yang dihadapi oleh masyarakat global. Upaya pencarian akan bahan bakar yang lebih ramah terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui merupakan solusi dari permasalahan energi tersebut. Untuk itu indonesia yang memiliki potensi luas wilayah yang begitu besar, diharapkan untuk segera mengaplikasi bahan bakar nabati. Biogas merupakan gas yang dihasilkan dari proses anaerobik digestion dan memiliki prosepek sebagai energi pengganti bahan bakar fosil yang keberadaaanya makin
8. DAFTAR PUSTAKA
Singh, R.K and Misra, 2005, Biofels from Biomass, Department of Chemical Engineering National Institue of Technology, Rourkela
Presiden Republik Indonesia, 2006, Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 Tentang Kebijakan Energi Nasional, Jakarta
Prihandana, R. dkk, 2007, Meraup Untung dari Jarak Pagar, Jakarta , P.T Agromedia Pustaka
Tim Nasional Pengembangan BBN, 2007, BBN, Bahan Bakar Alternatif dari Tumbuhan Sebagai Pengganti Minyak Bumi
Daugherty E.C, 2001, Biomass Energy Systems Efficiency:Analyzed through a Life Cycle Assessment, Lund Univesity.
Instruksi Presiden, Instruksi Preiden No 1 tahun 2006 tertanggal 25 januari 2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati (biofuels), sebagai energi alternative, Jakarta.
Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2004, Potensi energi terbaharukan di Indonesia, Jakarta
• Login or register to post comments
Virtual Laboratory
Solusi untuk menanggulangi keterbatasan atau ketiadaan perangkat laboratorium
"In the matter of physics, the first lessons should contain nothing but what is experimental and interesting to see. A pretty experiment is in itself often more valuable than twenty formulae extracted from our minds."
- Albert Einstein
