Limbah kotoran ternak kerap menjadi persoalan lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik. Melalui teknologi biogas, limbah tersebut dapat diubah menjadi sumber energi terbarukan yang bersih dan bernilai guna. Dengan mengolah limbah organik menjadi bahan bakar yang ramah lingkungan, biogas mampu mengurangi volume limbah sekaligus menyediakan sumber energi terbarukan yang dapat mendukung ketahanan energi di masa depan. 

Biogas merupakan salah satu sumber energi alternatif terbarukan yang berasal  dari limbah peternakan. Teknologi biogas berpotensi dikembangkan karena masalah pencemaran lingkungan dan limbah dapat diminimalisasi serta ramah lingkungan. 

Sumber biogas  dapat diperoleh dari hasil fermentasi kotoran ternak, kotoran manusia, dan limbah rumah tangga.  Sapi perah dan sapi potong merupakan ternak yang menghasilkan kotoran dalam jumlah besar sehingga memiliki potensi tinggi sebagai bahan baku produksi biogas. Jika ingin mencoba bahan biogas dari kotoran hewan lain dapat dicoba dari kotoran ayam petelur, ayam pedaging, atau domba. Namun, produksi kotoran ternak ini jauh lebih sedikit dibanding sapi. Peluang pengembangan biogas skala rumah tangga cukup besar karena petani memiliki usaha peternakan dengan memanfaatkan hasil samping sebagai bahan pembuatan biogas produk pertanian.

Proses fermentasi kotoran ternak yang berlangsung dalam biodigester mengalami proses metanisasi. Jika gas metana memiliki nilai tinggi,  biogas memiliki energi besar, dan sebaliknya. Gas metana tidak berwarna, namun cukup bau. Jika dibakar,  metana akan menghasilkan api biru tanpa mengeluarkan asap. Tingkat panasnya lebih tinggi dibanding pembakaran pada minyak tanah, arang, dan bahan tradisional lainnya. 

Manfaat Biogas

Biogas dapat dimanfaatkan langsung sebagai energi alternatif untuk penerangan, memasak, pengganti bahan bakar, dan tenaga penggerak. Biogas mempunyai nilai ekonomi karena mengurangi biaya atau penghematan yang harus dikeluarkan untuk bahan bakar energi memasak. Biogas dapat berfungsi sebagai  penerangan setara dengan lampu 60–100 Watt selama 6 jam.  

Manfaat tidak langsung dari pemanfaatan biogas adalah mengurangi efek gas rumah kaca yang berperan dalam pemanasan global serta mengurangi polusi bau.  Pengolahan  kotoran ternak dilakukan dalam lingkungan tertutup  sehingga polusi bau yang dihasilkan oleh kotoran tersebut dapat dikurangi. Sisa hasil olahan bahan baku biogas juga dapat dimanfaatkan sebagai pupuk dalam wujud padat maupun cair.

Desain dan Konstruksi Reaktor Biogas Tipe Fixed Dome

Konstruksi instalasi reaktor biogas tipe fixed dome (chinese type) terdiri atas  tiga  bagian, yaitu unit pencampur, bagian utama reaktor, dan bagian pengeluaran lumpur.  

• Unit pencampur berfungsi menampung kotoran sapi yang terkumpul dari kandang dan mencampur dengan air dengan perbandingan padatan/air 1:1. Campuran yang menyerupai bubur  kemudian dimasukkan ke dalam digester utama. 
• Bagian utama reaktor merupakan tempat dimana kotoran mengalami proses fermentasi secara anaerob sehingga dapat menghasilkan biogas. Bagian atas reaktor berbentuk kubah (dome) dengan garis tengah 4,2 meter, sedangkan pada bagian dasarnya berbentuk kerucut dengan panjang garis miring sebesar 2,1 meter, dan tinggi kerucut 0.75 meter, volume reaktor 18 m kubik. Reaktor dirancang untuk menampung kotoran dari 10 ekor sapi (kotoran sapi 20 kg/hari/ekor dengan retention time 45 hari). Perkiraan produksi biogas, yaitu 6 m kubik/hari (untuk rata-rata produksi biogas 30 liter gas/kg kotoran sapi). Bagian utama reaktor dilengkapi dengan lubang pemeliharaan (manhole) yang ditutup dengan lempengan beton bertulang, lapisan tanah liat dan diisi air, yang berfungsi sebagai pengaman apabila terdapat tekanan yang terlalu besar dari biogas yang terbentuk sehingga tidak merusak konstruksi reaktor.
• Bagian pengeluaran lumpur berfungsi untuk menampung sementara lumpur yang keluar dari reaktor utama setelah mengalami proses fermentasi secara anaerob. Bagian ini juga berbentuk kubah (dome) dengan volume 5 m kubik  (garis tengah 3 meter). Kekuatan konstruksi reaktor sangat dipengaruhi oleh kualitas bahan (semen, bata merah, pasir dan bahan pelapis kedap air) dan kecermatan pengerjaan masing-masing tahapan pekerjaan konstruksi. 

Cara Pembuatan Biogas

1. Mengumpulkan kotoran sapi kemudian larutkan dengan air dengan perbandingan 1 :1.
2. Memeriksa kondisi di reaktor biogas. Rasio C dan N  yang dibutuhkan sebesar 20–24. Apabila C/N ratio terlalu tinggi, bakteri metanogen akan mengonsumsi terlalu banyak nitrogen sehingga produksi gas metan sedikit. Namun, jika C/N ratio terlalu rendah, nitrogen akan dilepaskan dan membuat lingkungan reaktor menjadi penuh dengan akumulasi amonia (NH4). 
3. Memastikan pH lingkungan reaktor antara 6,8–8 agar bakteri pembentuk gas metan dapat berkembang dengan baik. 
4. Hindarkan faktor penghambat bakteri metanogenik (logam berat berupa tembaga, kadmium, dan kromium) dan  penggunaan disinfektan, deterjen, dan antibiotik  yang dapat menghambat terbentuknya biogas. 
5. Setelah larutan bahan baku masuk ke reaktor biogas, dibutuhkan waktu sekitar satu minggu sampai biogas terbentuk dan siap digunakan sebagai energi alternatif. 

Biogas menghadirkan solusi pengelolaan limbah sekaligus sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan. (JA, 2026).

Sumber bacaan

1. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Kementerian Pertanian. (2018). Instalasi pengolah kotoran sapi menjadi energi biogas. IAARD Press. https://repository.pertanian.go.id/handle/123456789/5699
2. Steviano, O., & Kustanti, E. (2021). Biogas untuk kehidupan. Pusat Perpustakaan dan Penyebaran Teknologi Pertanian, Kementerian Pertanian Republik Indonesia. https://repository.pertanian.go.id/handle/123456789/13835 
3. Widodo, T. W., Asari, A., Nurhasanah, A., & Wijaya, E. R. (2006). Rekayasa dan pengujian reaktor biogas skala kelompok tani ternak. Jurnal Enjiniring Pertanian, 4(1), 41–52. Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian. https://repository.pertanian.go.id/handle/123456789/9661