I. PENDAHULUANBiogas merupakan salah satu sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan yang dapat menjawab kebutuhan energi alternatif dan menghasilkan pupuk organik sebagai hasil sampingannya. Gas bio yang diproduksi dari reaktor biogas tidak hanya dapat dimanfaatkan untuk memasak, penerangan bahkan dapat digunakan untuk menggerakkan mesin mesin genset, selain itu diakhir proses dihasilkan pupuk organik siap pakai.Bila dilihat dari kosakatanya, biogas berasal dari katabiosartinya hidup, sedanggasadalah sesuatu yang keluar dari tungku atau dari perapian atau tabung, yang dihasilkan oleh makhluk hidup melalui proses tertentu. Proses yang dimaksud adalah proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob atau bakteri yang hidup dalam kondisi kedap udara. Gas bio mempunyai sifat mudah terbakar, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah atau Liquid Petroleum Gas (LPG).Bahan baku utama pembuat gas bio adalah limbah yang berasal dari bahan organik, namun hanya bahan organik yang homogen yang dapat menghasilkan gas bio. Contoh limbah organik tersebut adalah kotoran dan urine ternak, limbah pertanian sayuran, disamping itu limbah yang berasal dari industri pengolahan hasil pertanian seperti industri tahu, ikan pindang dan brem juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk memproduksi gas bio.Energi biogas mengandung nilai kalori lebih dari bahan bakar lainnya, artinya akan lebih banyak panas yang dihasilkan untuk memasak dan lebih cepat proses memasak tersebut. Prinsip pembuatan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan suatu gas yang sebagian besar berupa metan (yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon dioksida. Gas yang terbentuk disebut gas rawa atau biogas. Proses dekomposisi anerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme terutama bakteri metan. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30-55oC. Pada suhu tersebut mikroorganisme dapat bekerja secara optimal merombak bahan-bahan organik.

II. FAKTOR- FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BIOGASFaktor yang mempengaruhi produksi boigas antara lain :1. Bahan baku isianBahan baku isian antara lain feses, urin atau limbah industri pengolahan pertanian. Bahan isian harus mengandung bahan kering sekitar 7-9%. Keadaan ini dapat tercapai dengan melakukan pengenceran menggunakan air.2. Imbangan C/NImbangan Carbon dan Nitrogen dalam bahan baku sangat menentukan kehidupan mikroorganisme. Carbon berfungsi sebagai sumber energi bakteri sedangkan Nitrogen berpengaruh terhadap pertumbuhan bakteri, khususnya dalam pembentukan sel. Apabila C/N terlalu tinggi, nitrogen akan dikonsumsi dengan cepat oleh bakteri metanogenik untuk pertumbuhan sel dan hanya sedikit yang bereaksi dengan karbon akibatnya gas yang dihasilkan rendah. Sebaliknya jika C/N rendah, nitrogen akan dibebaskan dan berakumulasi dalam bentuk amoniak (NH4) shg pH > 8,5 yang menyebabkan berkurangnya bakteri metanogenik. Setiap limbah memiliki C/N rasio yang berbeda.3. Derajat keasaman (pH)pH sangat mempengaruhi kehidupan mikroorganisme, pH optimum adalah 6,8-7,8. Pada awal fermentasi akan terbentuk asam sehingga terjadi penurunan pH sehingga diperlukan penambahan larutan kapur (CaOH2) atau kapur (CaCO3). Bakteri pembentuk metan tidak akan tumbuh pada pH di bawah 6.5.4. Temperatur Produksi biogas akan menurun secara cepat akibat perubahan temperatur yang mendadak di dalam reaktor. Upaya praktis untuk menstabilkan temperatur adalah dengan menempatkan reaktor di dalam tanah. Temperatur sebagai indikator tingkat pertumbuhan mikroba dalam memfermentasi limbah organic. Peningkatan temperatur berhubungan dengan peningkatan aktivitas mikroba. Metanogenetic bakteria sangat sensitif terhadap perubahan temperatur secara tiba-tiba maka temperatur harus dijaga dalam level yang konstan

Ada dua tipe alat pembangkit biogas atau digester (LIPI, 2006), yaitu :1. Tipe Terapung (Floating Type). Tipe terapung ini banyak dikembangkan diIndia yang terdiri atas sumur pencerna dan diatasnya 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 banyak dikembangkan di India, maka digester ini disebut juga dengan tipe India.2. Tipe Kubah (Fixed Dome Digester). Tipe ini merupakan tipe yang paling banyak dipakai di Indonesia. Tipe kubah adalah berupa digester yang dibangun dengan menggali tanah kemudian dibuat dengan bata, pasir, dan semen yang berbentuk seperti rongga yang kedap udara dan berstruktur seperti kubah (bulatan setengah bola). Tipe ini dikembangkan di Cina sehingga disebut juga tipe kubah atau tipe Cina. Dengan sistem anaerobik-biogas, gas yang dihasilkan tergantung pada kandungan protein, lemak dan karbohidrat yang terkandung dalam limbah, lamanya waktu pembusukan minimal 30 hari karena semakin lama pembusukan semakin sempurna prosesnya.Adapun sistem pengolahan biogas meliputi inlet (masuknya air limbah), bak equalisasi, bak pengendapan, bak Anaerobik Filter, bak peluapan, bak pengurasan, dan outlet (keluarnya air limbah yang telah diolah). Bentuk dasar peralatan proses biogas tipe kubah (fixed dome digester) adalahsebagai berikut :

Gambar 2. Sketsa Gambar Tipe Fixed Dome DigesterKeuntungan penggunaan mengurangi pencemaran lingkungan terhadap air dan tanah, pencemaran udara (bau), energi alternatif untuk keperluan rumah tangga, mengurangi biaya pengeluaran peternak untuk kebutuhan energi bagi kegiatan rumah tangga yang berarti dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat, Biogas merupakan energi yang ramah lingkungan dan merupakan cara yang aman untuk menempatkan bahan organik jika dikelola dengan baik, sehingga meningkatkan sanitasi dan kesehatan lokal. Sisa padatan dari produksi biogas (lumpur hasil pembangkitan biogas) dapat digunakan untuk pembuatan pupuk kompos. Ini dapat mengurangi polusi air tanah dan meningkatkan kualitas udara. Sistem biogas yang diterapkan harus dirawat dan dibersihkan secara periodik untuk menghilangkan lumpur (residu padatan) hasil pembangkitan biogas dan tindakan pencegahan serta keselamatan untuk sistem pendistribusian gas harus terus diamati. Proses pembuatan biogas melalui tahapan 1. Hidrolisis, penguraian bahan-bahan organik mudah larut dan pemecahan bahan organik yang komplek menjadi sederhana dengan bantuan air (perubahan struktur bentuk polimer menjadi bentuk monomer). 2. Pengasaman, pada tahap pengasaman komponen monomer (gula sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis akan menjadi bahan makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari perombakan gula-gula sederhana tadi yaitu asam asetat, propionat, format, laktat, alkohol, dan sedikit butirat, gas karbondioksida, hidrogen dan ammonia. 3. Metanogenik, pada tahap metanogenik terjadi proses pembentukan gas metan. Bakteri pereduksi sulfat juga terdapat dalam proses ini yang akan mereduksi sulfat dan komponen sulfur lainnya menjadi hydrogen sulfidaKomposisi biogas : PenjelasanRumusPersentase

MetanaCH455-65%

KarbondioksidaCO236-45%

NitrogenN20-3%

HidrogenH20-1%

OksigenO20-1%

Hidrogen SulfidaH2S0-1%

Pembuatan instalasi dan pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas A. Pembuatan biogas menggunakan kotoran ternak/bahan dan atau limbah organik 1. Peralatan dan bahan Peralatan yang dibutuhkan untuk membuat reaktor ini adalah sebagai berikut: Kebutuhan alat sebagai berikut: Besi siku, mur & baut (jumlah disesuaikan dengan keperluan), Pipa besi (diameter disesuaikan), Selang saluran gas : 10 m, Sock drat dan seal karet, Peralatan pertukangan seperti las, palu, dll Kebutuhan bahan baku : kotoran ternak (ayam, sapi/ kerbau, limbah organik, dll)

2. Pembuatan tabung digester Modifikasi drum menjadi tabung digester sebagai berikut: a. Drum di buat kedap udara, apabila drum besi di las dan di cat anti karat b. Pastikan kekedapan air dengan mengisi air, apabila ada kebocoran air maka kebocoran dapat ditambal dengan di las lalu di cat kembali c. Lubangi bagian bawah dan bagian atas drum untuk menempatkan pipa besi dan selang d. Las pipa besi dan selang di lubang yang sudah disiapkan e. Sambungkan selang dari digester ke kompor biogas (dapat menggunakan kaleng bekas) usahakan kedap air dengan menggunakan seal karet disetiap sambungannya. f. Untuk lebih jelasnya, skemanya dapat dilihat gambar di bawah ini:

3. Cara penggunaan reactor biogas a. Buat campuran kotoran ternak, limbah organik dan air dengan perbandingan 1 : 1 (bahan biogas) b. Masukkan bahan biogas ke dalam reaktor melalui tempat pengisian sebanyak 240 liter, selanjutnya akan berlangsung proses produksi biogas di dalam reaktor. c. 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. d. 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. e. Proses biogas berhasil apabila kompor dapat menyala f. Ampas kotoran ada 2 (dua) bentuk yang biasa ditemui dalam 2 (lapisan) : Lapisan paling atas berbentuk cairan Cairan ini dapat digunakan sebagai pupuk cair dengan terlebih dahulu diaerasi bisa dengan di aduk dan lainnya untuk meminimalisir bau. Setelah di aerasi bisa langsung digunakan dengan pengenceran menggunakan air bias agar tidak terlalu pekat Lapisan paling bawah berbentuk padatan Dapat digunakan langsung untuk pupuk padat, karakteristik padatan ini biasanya seperti tanah dan lebih baik, sebelum digunakan di jemur terlebih dahulu untuk menghilangkan bau dan lainnya. B. Pembuatan Biogas dengan bahan baku kotoran manusia Prinsip pembuatan biogas dengan bahan baku kotoran manusia sama seperti kotoran ternak tetapi berbeda dalam instalasi inletnya. Lebih jelasnya adalah sebagai berikut:

Pemeliharaan dan perawatan reaktor biogas Berikut ini merupakan cara untuk merawat dan memelihara reaktor biogas antara lain sebagai berikut:1. 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. 2. 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. 3. Apabila terdeteksi ada kebocoran dapat langsung ditambal dengan las dan atau perekat III. RINGKASAN1. Biogas adalah proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob atau bakteri yang hidup dalam kondisi kedap udara.2. Bahan baku utama pembuat gas bio adalah limbah yang berasal dari bahan organik3. Faktor yang mempengaruhi produksi biogas antara lain bahan isian, imbangan C/N, pH, dan temperatur4. Tipe alat pembangkit biogas menurut LIPI tipe terapung (Floating type) dan tipe kubah (Fixed Dome Digester)5. Proses pembuatan biogas meliputi hidrolisa, pengasaman, dan metanogenik6. Pembuatan instalasi dan pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas dapat menggunakan menggunakan kotoran ternak/bahan dan atau limbah organik serta kotoran manusia

IV. SOAL-SOALPilihan gandaPilihlah jawaban a,b,c, atau d yang paling benar1. Bahan utama pembuatan biogas, kecuali....a. Kotoran hewan b. Urien c. Sampah organikd. Sampah anorganik2. Prinsip pembuatan biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara...a. Aerobik b. Anaerobikc. Biologi d. Kimia 3. Karbon berfungsi sebagai...a. Sumber energi bakterib. Pertumbuhan bakteric. Tempat tinggal bakteri d. Kematian bakteri4. Dibawah ini merupakan tahapan proses pembuatan biogas, kecuali....a. Hidrolisis b. Pengasaman c. Reduksi d. Metanogenik 5. Yang bukan termasuk manfaat biogas adalah....a. Bahan bakarb. Limbah c. Penerangan d. Sumber energi panasUraianJawablah pertayaan dibawah ini ! 1. Sebutkan 2 tipe alat pembangkit biogas menurut LIPI? (10)2. Jelaskan tahapan proses pembuatan biogas! (30)3. Apa fungsi karbon dan nitrogen pada pembuatan biogas? (10)4. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi produksi biogas! (10)5. Bagaimana pemeliharaan dan perawatan reaktor biogas? (15)

I. Kunci Dan Pedoman PenskoranA. Kunci dan pedoman penskoran (Test)1. Kunci jawaban pilihan ganda1. D 2. B 3. A 4. C 5. B2. Kunci Jawaban Uraian1. Tipe terapung (Floating type) dan tipe kubah (Fixed Dome Digester)2. Proses pembuatan biogasa. Hidrolisis, penguraian bahan-bahan organik mudah larut dan pemecahan bahan organik yang komplek menjadi sederhana dengan bantuan air (perubahan struktur bentuk polimer menjadi bentuk monomer). b. Pengasaman, pada tahap pengasaman komponen monomer (gula sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis akan menjadi bahan makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari perombakan gula-gula sederhana tadi yaitu asam asetat, propionat, format, laktat, alkohol, dan sedikit butirat, gas karbondioksida, hidrogen dan ammonia. c. Metanogenik, pada tahap metanogenik terjadi proses pembentukan gas metan. Bakteri pereduksi sulfat juga terdapat dalam proses ini yang akan mereduksi sulfat dan komponen sulfur lainnya menjadi hydrogen sulfida3. Carbon berfungsi sebagai sumber energi bakteri sedangkan Nitrogen berpengaruh terhadap pertumbuhan bakteri 4. Bahan baku isian, imbangan C/N, derajat keasaman (pH), temperatur5. Perawatan dan pemeliharaan biogasa. 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. b. 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. c. Apabila terdeteksi ada kebocoran dapat langsung ditambal dengan las dan atau perekat

V. KUNCI DAN PENSKORANPedoman penskoran 1. Test Pilihan gandaNoABCD

1234505000000050050050050

Lembar pengamatan pilihan gandaNONIMNama PesertaProgram StudiNo. SoalTotal Skor

12345

Kunci jawabanC B C A D

1A

2B

3C

4D

dst.dst.

Keterangan : *. Jawaban BENAR skor = 5 Jawaban SALAH skor = 0

Uraian NoKunci / aspek yang dinilaiSkor

1Tipe terapung (Floating type) Tipe kubah (Fixed Dome Digester)55

2 Hidrolisis, penguraian bahan-bahan organik mudah larut dan pemecahan bahan organik yang komplek menjadi sederhana dengan bantuan air (perubahan struktur bentuk polimer menjadi bentuk monomer). Pengasaman, pada tahap pengasaman komponen monomer (gula sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis akan menjadi bahan makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk akhir dari perombakan gula-gula sederhana tadi yaitu asam asetat, propionat, format, laktat, alkohol, dan sedikit butirat, gas karbondioksida, hidrogen dan ammonia. Metanogenik, pada tahap metanogenik terjadi proses pembentukan gas metan. Bakteri pereduksi sulfat juga terdapat dalam proses ini yang akan mereduksi sulfat dan komponen sulfur lainnya menjadi hydrogen sulfida10

10

10

3 Carbon berfungsi sebagai sumber energi bakteri Nitrogen berpengaruh terhadap pertumbuhan bakteri55

4 Bahan baku isian Imbangan C/N Derajat keasaman (ph) Temperatur2.52.52.52.5

5 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. Apabila terdeteksi ada kebocoran dapat langsung ditambal dengan las dan atau perekat5

5

5

Nilai Akhir = Skor A + Skor B = 100

RUJUKAN