By-product Biodiesel dan Etanol, Sumber Baru Biogas

Biogas adalah gas produk akhir pencernaan atau degradasi anaerobik bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam lingkungan bebas oksigen atau udara. Komponen terbesar (penyusun utama) biogas adalah metana (CH4, 54-80 %-vol) dan karbon dioksida (CO2, 20-45 %-vol). Biogas dapat berasal dari hasil fermentasi bahan-bahan organik, diantaranya limbah tanaman, limbah perairan , dan limbah peternakan, seperti kotoran sapi, kotoran kerbau, kotoran kambing, dan kotoran unggas. Namun, beberapa tahun belakangan ini produk samping pembuatan etanol dan biodiesel disebut-sebut juga dapat menghasilkan biogas.
Produksi etanol menghasilkan beberapa produk samping, antara lain residu tanaman bahan baku etanol, stillage, kondensat pada evaporator, dan lain-lain. Seluruh produk samping tersebut ternyata memiliki potensi untuk menghasilkan gas metana. Stillage, residu proses distilasi etanol dari cairan fermentasi akan dihasilkan sebanyak hingga 20 L untuk setiap liter etanol yang terproduksi. Residu tanaman bahan baku etanol juga dapat dimanfaatkan untuk produksi biogas. Pada produksi etanol selulosik, produk hidrolisis non-fermentable juga dapat dikonversi menjadi metana. Seperti halnya proses produksi biogas dari bahan baku lainnya, seluruh produk samping ini dapat dikonversi menjadi biogas di dalam sebuah digester dengan bantuan mikroorganisme.
Produk samping biodiesel juga berpotensi menghasilkan biogas. Biodiesel dapat dihasilkan melalui proses transesterifikasi minyak lemak. Proses produksi biodiesel menggunakan reaksi hidrolisis alkalin untuk mengkonversi minyak menjadi biodiesel menggunakan metanol, KOH, dan panas. Reaksi transesterifikasi akan memisahkan gugus gliserol dari trigliserida, sehingga akan menghasilkan metil ester (biodiesel) dan produk samping gliserol. Untuk memurnikan biodiesel, dibutuhkan proses pencucian untuk memisahkan asam lemak bebas dan metanol berlebih, sehingga menghasilkan produk samping air pencuci. Untuk setiap 100 L minyak, sekitar 75 L biodiesel dan 25 L gliserol dihasilkan. Proses pencucian juga akan menghasilkan sekitar 30 L air pencuci biodiesel. Gliserol dan air pencuci tersebut merupakan produk samping biodiesel yang memiliki potensi menghasilkan gas metana.

gliserol

Dengan peningkatan popularitas biodiesel yang terjadi saat ini, maka juga akan terjadi penigkatan gliserol sebagai produk samping. Peningkatan ini membanjiri pasar dan menyebabkan penurunan harga gliserol. Penggunaan gliserol untuk menghasilkan biogas merupakan salah satu potensi baru pengembangan gliserol. Dengan menggunakan mikroorganisme untuk mengkonsumsi gliserol, gas seperti karbon dioksida dan metana akan dihasilkan. Sumber energi ini selanjutnya dapat digunakan untuk menyediakan energi panas dan listrik dalam pabrik biodiesel. Selain itu, metana juga dapat dikonversi menjadi metanol, yang dapat digunakan dalam proses produksi biodiesel.
Pencernaan anaerobik untuk mengkonversi gliserol menjadi metana ini dapat dikembangkan pada berbagai temperatur, seperti temperatur mesofilik, sekitar 35 derajat Celcius dan temperatur termofilik, sekitar 55 hingga 60 derajat Celsius. Pencernaan anaerobik konvensional terjadi pada temperatur mesofilik. Walaupun begitu, temperatur termofilik juga merupakan kondisi yang dapat dipertimbangkan sebagai alternatif karena kondisi temperatur ini dapat menyebabkan laju reaksi semakin cepat, produksi gas semakin tinggi, dan laju penghancuran patogen semakin tinggi dibandingkan dengan temperatur mesofilik. Namun, proses termofilik lebih sensitif terhadap perubahan kondisi lingkungan dibandingkan dengan proses mesofilik.
Pemanfaatan produk samping biodiesel dan etanol menjadi biogas ini merupakan salah satu nilai tambah bagi pengembangan kedua sumber energi tersebut.Selain dapat meningkatkan nilai guna by-product, pemanfaatan ini akan meningkatkan perolehan energi dari proses produksi sumber energi yang dilakukan. Proses produksi yang terjadi pun semakin sustainable.

Sumber:
http://aiche.confex.com/aiche/2006/techprogram/P64103.HTM
http://biogas.ifas.ufl.edu/etohbiod.htm
Yang, Yingnan, dkk. Biodegradation and methane production from glycerol containing synthetic wastes with fixed-bed bioreactor under mesophilic and thermophilic conditions.
Gambar: http://media.photobucket.com/image/biogas%20from%20glycerol%20digester/biopact/04145286700000.jpg
http://www.thomrobiofuels.com/images/photos/glycerol_large.jpg