BIOKONVERSI
Melalui biokonversi, limbah organik seperti tinja, sampah
domestik dan limbah pertanian dapat dikonversi menjadi bioenergi. Bioenergi
merupakan gas kompleks yang terdiri dari Metana, karbondioksida, Asam
sulfida, dan gas-gas lainnya. Biokonversi limbah organik ini
melibatkan proses fermentasi. Proses biokonversi seperti ini dikenal pula
sebagai proses Pencernaan Anaerob.Proses biokonversi secara alami
terjadi pula di alam, yakni dalam pembentukan gas rawa atau sebagai produk
samping dari pencernaan hewan, khususnya hewan-hewan pemamah biak. Gas rawa
sebenarnya merupakan gas metan yang terbentuk dari bahan-bahan organik tanaman
melalui proses dekomposisi tanaman oleh bakteri. Selanjutnya, gas ini
dikeluarkan dari rawa dan dalam kondisi tertentu dapat terbakar secara spontan.
Gas ini secara ekonomi merupakan bahan bakar penting yang dapat digunakan
sebagai pengganti bahan bakar minyak, tetapi karena tumbuhan yang didekomposisi
secara alami jumlahnya terbatas, maka perlu dicari bahan baku dan teknologi
penggantinya.
Pembentukan gas pada hewan
pemamah biak terjadi di dalam lambung dan berlangsung bersamaan dengan proses
pencernaan makanan. Di dalam lambung, bahan-bahan berselulosa dari
rumput-rumputan atau bahan lain yang menjadi makanan hewan pemamah biak dengan
penambahan air diubah menjadi asam organik. Asam organik ini selanjutnya diurai
secara anaerob menjadi gas metan dan karbondioksida. Diperkirakan sekitar 75
jutan ton gas metan dikeluarkan oleh hewan pemamah biak setiap tahunnya.
Proses pembuatan gas metan
secara anaerob melibatkan interaksi kompleks dari sejumlah bakteri yang
berbeda, protozoa maupun jamur. Beberapa bakteri yang terlibat adalah Bacteroides,
Clostridium butyrinum, Escericia coli dan beberapa bakteri usus
lainnya, Methanobacterium, dan Methanobacillus. Dua
bakteri terakhir merupakan bakteri utama penghasil metan dan hidup secara
anaerob. Proses pembuatan metan ini terbagi ke dalam tiga tahap, yaitu :
1.
Hidrolisis secara enzimatik, bahan-bahan organik tak larut menjadi bahan-bahan
organik dapat larut. Enzim utama yang terlibat adalah selulase yang menguraikan
selulosa.
2. Perubahan bahan-bahan
organik dapat larut menjadi asam organik. Pembentukan asam organik ini terjadi
dengan bantuan bakteri non methanogenik, protozoa dan jamur.
3. Perubahan asam organik
menjadi gas metan dan karbondioksida. Proses perubahan ini dapat terjadi karena
adanya bantuan bakteri Metanogenik (Methanobacterium dan Methanobacillus).
Keseluruhan reaksi perubahan
bahan organik menjadi gas metan dan karbondioksida dapat dituliskan dengan
persamaan reaksi sebagai berikut :
(C6 H10 O5)n + n H2O ------ 3n CO2 + 3n CH4
Persamaan di atas berlaku bila
yang menjadi substrat adalah selulosa. Untuk substrat yang berupa senyawa
organik kompleks, seperti Lignin dan tanin dan senyawa Polimer Aromatik
lainnya, pembentukan gas metan tidak melalui reaksi seperti di atas. Substrat
yang berupa senyawa aromatik yang lebih sederhana melalui aktifitas aerobik
beberapa enzim ekstraselular yang dihasilkan oleh sejumlah mikroorganisme.
Senyawa-senyawa aromatik sederhana ini umumnya Benzenoid. Selanjutnya, senyawa
benzenoid ini melalui aktifitas bakteri metaorganik, seperti Methanobacterium
formicum dan Methanospirilum hungati, seca anaerob diubah
menjadi gas metan dan karbondioksida. Proses perubahan ini terjadi melalui
tahapan reaksi seperti berikut :
4 C6H5 COOH + 24 H2 O ------ 12 CH3COOH + 4 HCOOH +
8 H2
12 CH3COOH ------ 12
CH4 +
12 CO2
4 COOH ------ 4 CO2 + H2
3 CO2 + 12 H2 ------ 3 CH4 + 6 H2O
Secara singkat reaksi
keseluruhan di atas dapat disederhanakan menjadi:
4 C6H5 COOH + 18 H2 O ------ 15 CH4 + CO2
0 komentar:
Post a Comment