BAB IILANDASAN TEORI

2.1 Pengertian BiogasBiogas merupakan gas yang mudah terbakar (flamable) yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob yang berasal dari limbah rumah tangga, kotoran hewan (sapi, babi, ayam) dan sampah organik. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global jika 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 di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil (Anonim, 2008). Kotoran ternak sebagai sumber pupuk organik sangat mendukung usaha pertanian tanaman sayuran. Dari sekian banyak kotoran ternak yang terdapat di daerah sentra produksi ternak banyak yang belum dimanfaatkan secara optimal, sebagian di antaranya terbuang begitu saja, sehingga sering merusak lingkungan yang akibatnya akan menghasilkan bau yang tidak sedap. Satu ekor sapi dewasa dapat menghasilkan 23,59 kg kotoran tiap harinya. Pupuk organik yang berasal dari kotoran ternak dapat menghasilkan beberapa unsur hara yang sangat dibutuhkan tanaman, seperti terlihat pada Tabel 1.

2.2 Manfaat BiogasDiharapkan penerapan teknologi tepat guna berupa biogas ini memberi manfaat untuk: 1.Penyediaan energi untuk rumah tangga di desa2. Mengurangi ketergantungan masyarakat terhadap bahan energi konvensional, yaitu minyak tanah dan gas elpiji/LPG, 3. Meningkatkan ekonomi dan taraf hidup masyarakat desa, 4.Mengurangi penggunaan sumberdaya alam (kayu) sehingga kelestarian sumber daya alam dapat terjaga, khususnya di hutan.

2.3 Komposisi Biogas Metana (CH4) 55 75% Karbon dioksida(CO2) 25-45% Nitrogen (N2) 0 0,3% Hidrogen (H2) 1 5% Hidrogen sulfide (H2S) 0 3% Oksigen (O2) 0,1 0,5%Nilai kalori dari 1 m3 Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan : elpiji 0,46 kg, minyak tanah 0,62 liter, minyak solar 0,52 liter, bensin 0,80 liter, gas kota 1,50 m3, dan kayu bakar 3,50 kg. Sedangkan produksi biogas dari berbagai bahan organik dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Produksi Biogas dari Berbagai Bahan Organik

2.4 Pembentukan BiogasBiogas dapat dihasilkan pada hari ke 45 sesudah biodigester terisi penuh, dan mencapai puncaknya pada hari ke 2025. Akan tetapi perlu juga dipertimbangan ketinggian lokasi pembuatannya karena pada suhu dingin biasanya bakteri lambat berproses sehingga biogas yang dihasilkan mungkin lebih lama.Ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan biogas: 1.Kelompok bakteri fermentatif, yaitu: Steptococci, Bacteriodes, dan beberapa jenis Enterobactericeae, 2.Kelompok bakteri asetogenik, yaitu Desulfovibrio, 3.Kelompok bakteri metana, yaitu Mathanobacterium, Mathanobacillus, Methanosacaria, dan Methanococcus.

Gambar 2.4.1 Proses Pembuatan Biogas2.6 Jenis DigesterPrinsip utama proses pembentukan biogas adalah pengumpulan kotoran ternak atau kotoran manusia ke dalam tangki plastik/pralon yang kedap udara, yang disebut dengan tanki digester.Dari segi konstruksi, digester dibedakan menjadi: 1. Fixed dome, digester ini memiliki volume tetap sehingga produksi gas akan meningkatkan tekanan dalam reaktor (digester)2. Floating dome, pada tipe ini terdapat bagian pada konstruksi reaktor yang bisa bergerak untuk menyesuaikan dengan kenaikan tekanan reaktor

2.7 Aplikasi Biogas

1. Kompor Biogas 2. Lampu Biogas Gambar 2.7.1 Kompor Biogas Gambar 2.7.2 Lampu Biogas

3. Kendaraan Berbahan Bakar Biogas4. Generator Berbahan Bakar Biogas Gambar 2.7.3 Bus Biogas Gambar 2.7.4 Generator Biogas

2.7 Rumus yang Digunakan Jumlah kotoran sapi per hari

Jumlah kotoran sapi = n x 25 kg/hari

Dimana : n = jumlah sapi ; 28 kg/hari adalah jumlah kotoran yang dihasilkan oleh 1 ekor sapi.

Komposisi kotoran padat dari kotoran sapi

Bahan kering = 0,2 x jumlah kotoran sapi

Dimana : 0,2 diperoleh dari komposisi kotoran sapi 20% kandungan padat dan 80% kandungan cair

Perbandingan komposisi kotoran padat dan air

Air yang harus ditambahkan = 4 x bahan kering

Dimana : perbandingan komposisi antara bahan kering dan air yaitu 1:4

Volume larutan kotoran

Vf = mt / m

Dimana : Vf = Volume larutan kotoran ; mt = massa total bahan kering + air yang harus ditambahkan ; m = massa jenis air (1.000 kg/m3)

Volume digester

Vd = Vf x tr

Dimana : Vd = volume digester ; Vf = vlume larutan kotoran ; tr = waktu penyimpanan (30 hari)

Potensi biogas yang dihasilkan

Potensi biogas yang dihasilkan = bahan kering x 0,023 m3/kg

Dimana : 0,023 m3/kg adalah biogas yang dihasilkan per kg bahan kering kotoran sapi