Biogas

PENDAHULUAN

Ketergantungan Indonesia terhadap bahan bakar minyak cukup besar. Penggunaan BBM dari tahun ke tahun terus meningkat sedangkan produksi cenderung menurun (Hambali, 2006). Krisis BBM ini dapat diatasi dengan cara mencari sumber energi baru sebagai sumber energi alternatif. Sumber energi alternatif yang sedang dikembangkan dewasa ini adalah biofuel, hal ini sesuai dengan peraturan presiden no 5 / 2006 tentang kebijakan energi nasional dan instruksi presiden no.1/2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati (BBN).

Biofuel yang sedang dikembangkan saat ini adalah biodiesel. Biodiesel dapat diperoleh dari tumbuhan yang banyak mengandung minyak, seperti Jarak pagar (Jatropha curcas) (Haryadi, 2005). Pengembangan kebun induk Jarak pagar merupakan program utama pemerintah untuk lima tahun kedepan, dengan asumsi bahwa pada tahun pertama 1 ha lahan terdapat 2500 pohon akan dihasilkan 600 kg biji jarak/ha dan tahun kelima diharapkan terdapat 2530 ha kebun budidaya (Hambali, 2006).

Pengolahan biji jarak menghasilkan minyak jarak pagar dan bungkil jarak. Bungkil jarak merupakan limbah dari proses pembuatan biodiesel. Pemanfaatan bungkil jarak telah dikembangkan sebagai pupuk organik dan sebagai bahan baku pembuatan briket (Hernas, 2002 ; Republika, 10 Agustus 2006). Namun dengan melihat kandungan bahan organik yang terdapat dalam bungkil jarak ini, masih menyimpan potensi yang besar untuk dikembangkan sebagai bahan baku biogas yang selama ini baru dilakukan dalam tahap penelitian (Hernas , 2002).

Biogas merupakan salah satu sumber energi alternatif yang dapat diproduksi dari berbagai limbah, baik limbah industri, limbah domestik, limbah pertanian maupun limbah peternakan. Komposisi biogas meliputi gas karbondioksida, gas hidrogen, gas nitrogen dan gas metana. Gas metana terbentuk karena proses fermentasi secara anaerob oleh bakteri metanogen dan bakteri aerob yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa), sehingga terbentuk gas metana (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). Penggunaan bungkil jarak sebagai substrat untuk produksi biogas telah dikembangkan di Nikaragua sejak tahun 1997, namun sistem biogas dari bungkil jarak ini belum banyak dikembangkan di Indonesia. Untuk menuju skala pilot dalam produksi biogas dari bungkil jarak ini, perlu diadakan penelitian skala laboratorium untuk mengoptimasi mikroorganisme yang terlibat, kondisi lingkungan yang optimum dalam produksi biogas sehingga hasil yang diperoleh dapat digunakan sebagai acuan untuk diaplikasikan pada skala pilot bahkan lebih jauh lagi pada skala industri.

PROSES PEMBENTUKAN BIOGAS

Pembentukan biogas dipengaruhi oleh pH, suhu, sifat substrat, keberadaan racun, konsorsium bakteri. Bakteri non metanogen bekerja lebih dulu dalam proses pembentukan biogas untuk mengubah senyawa yang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana . Bakteri non metanogen ada yang bersifat aerob dan anaerob yang termasuk bakteri hidrolitik, fermentatif, dan asetogenik (Madigan et al., 2003). Bakteri Metanogen tergolong Archeabacteria, secara fisiologi bakteri metanogen memiliki suatu substansi yang disebut F_420, yaitu suatu koenzim yang dapat terabsorpsi dengan kuat pada panjang gelombang 420 nm (Mink & Dugan, 1976), dengan adanya koenzim F₄₂₀ dalam keadaan terreduksi menyebabkan bakteri ini dapat memancarkan sinar fluoresens berwarna hijau kebiruan ketika disinari oleh sinar ultraviolet pada panjang gelombang tertentu dan dapat membedakannya dengan bakteri non metanogen. Fungsi dari koenzim F₄₂₀ adalah sebagai pembawa elektron pada proses metabolisme yaitu pada proses metanogenesis (Peck, 1989).

Metanogenesis adalah proses konversi materi organik menjadi gas CH₄ dan CO₂ yang terjadi secara anaerob (Burke, 2001), proses ini merupakan tahap terakhir yang paling menentukan dalam produksi biogas. Metanogenesis terjadi dengan melibatkan populasi mikroba yang bekerja secara konsorsium. Secara lengkap proses degradasi materi organik secara anaerob ini meliputi empat tahap, yaitu : hidrolisis polimer oleh organisme hidrolitik ; pembentukan asam dari materi organik yang melibatkan bakteri fermentatif ; pembentukan asetat dari metabolit hasil fermentasi yang dilakukan oleh bakteri homoasetogenik atau bakteri sintrofik; pembentukan CH₄ dari H₂ atau CO₂, asetat, alkohol, propionat atau butirat (Dubey, 2005).