BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Energi merupakan
komponen penting untuk menunjang aktivitas dan usaha produktif maupun dalam
menghasilkan barang dan jasa. Sumber energi dapat berasal dari energi fosil,
energi matahari, air, angin atau energi dari sumber daya hayati (bioenergi). Kelangkaan
bahan bakar minyak sudah tidak dapat dipungkiri lagi. Persediaan minyak bumi di
dunia makin lama makin menipis dan harganya makin melonjak. Seiring dengan
perkembangan teknologi, kebutuhan akan sumber energi makin meningkat, terutama
dari minyak bumi. Untuk itu, sumber energi selain minyak bumi sangat diperlukan
salah satunya adalah bioenergi.
Bionergi merupakan
sumber energi (bahan bakar) yang dihasilkan oleh sumber daya hayati seperti
tumbuh-tumbuhan, minyak nabati, dan limbah peternakan dan pertanian. Jenis
energi yang dihasilkan berupa energi dalam bentuk gas (biogas), cair (biofuel),
atau padat (biomass). Energi tersebut
selanjutnya dapat digunakan untuk menghasilkan panas (kalor), gerak (mekanik),
dan listrik tergantung pada alat yang digunakan dan kebutuhan dari pengguna. Dengan
kekayaan dan keragaman sumber daya hayati yang ada di Indonesia, pemanfaatan
bioenergi merupakan pilhan yang tepat dalam rangka penyediaan energi yang
terbarukan, murah, dan ramah lingkungan.
Salah satu sumber
energi terbarukan yang berasal dari sumber daya alam hayati adalah biogas.
Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik
oleh mikroorganisme pada kondisi yang relatif kurang oksigen (anaerob). Sumber
bahan baku untuk menghasilkan biogas yang utama adalah kotoran ternak sapi,
kerbau, babi, kuda dan unggas, dapat juga berasal dari sampah organik. Namun
sampai saat ini pemanfaatan limbah kotoran ternak sebagai sumber bahan bakar
dalam bentuk biogas ataupun bioarang sangat kurang karena teknologi dan produk
tersebut merupakan hal yang baru di masyarakat. Padahal biogas merupakan sumber
energi alternatif yang ramah lingkungan dan terbarukan, dapat dibakar seperti
gas elpiji (LPG) dan dapat dugunakan sebagai sumber energi penggerak generator
listrik.
Prospek pengembangan
teknologi biogas ini sangat besar terutama di daerah pedesaan dimana sebagian
besarnya masyarakat bekerja dibidang peternakan dan pertanian. Pada umunya
masyarakat yang berprofesi sebagai petani mempunyai hewan ternak seperti unggas,
kambing, sapi, kerbau, dll. Selama ini limbah kotoran ternak hanya dimanfaatkan
sebagai pupuk itupun kurang optimal. Limbah kotoran ternak yang menumpuk
menimbulkan efek pencemaran seperti pencemaran terhadap air tanah, pencemaran
terhadap udara, dan memicu timbulnya efek rumah kaca. Untuk itu dikembangkan
teknologi baru untuk memanfaatkan dan menaikkan nilai keekonomisan dari limbah
tersebut salah satunya dengan jalan memanfaatkannya sebagai bahan baku
pembuatan biogas.
1.2
Perumusan
Masalah
· Bagaimana
mengolah limbah kotoran ternak menjadi biogas?
· Bagaimana
kualitas dari bahan bakar yang dihasilkan dibanding dengan bahan bakar fosil
yang ada?
1.3
Tujuan
· menghasilkan
sumber energi (bahan bakar) yang terbarukan, murah dan ramah lingkungan,
· mengurangi
pencemaran akibat limbah kotoran ternak,
· mengurangi
ketergantungan masyarakat terhadap sumber energi tak terbarukan seperti minyak
bumi.
1.4 Manfaat
·
mengurangi
pengeluaran masyarakat untuk membeli bahan bakar,
·
menambah
pendapatan masyarakat,
·
mengurangi
dampak buruk penggunaan bahan bakar minyak bumi terhadap lingkungan,
·
meningkatkan
kebersihan dan sanitasi lingkungan.
BAB
II
DASAR
TEORI
2.1
Sumber Energi Terbarukan
Secara umum sumber energi dapat dibedakan menjadi dua yaitu sumber energi terbarukan
dan sumber energi tak terbarukan. Sumber energi tak terbarukan merupakan yang
sifatnya habis sekali pakai dan tidak dapat terbentuka lagi atau berkelanjutan.
Misalnya gas alam, minyak bumi, dan batu bara. Sedangkan sumber energi
terbarukan merupakan sumber energi yang dapat dengan cepat diisi oleh alam
dalam proses yang berkelanjutan. Dengan kata lain sumber energi yang tidak akan
habis jika dimanfaatkan dengan benar. Misalnya sinar matahari, angin,
bioenergi, panas bumi, dll.
Saat ini pemanfaatan sumber energi terbarukan (renewal energy) mulai dikembangkan. Hal ini terjadi karena kenaikan
harga minyak bumi dan gas bumi dan juga berkurangnya cadangan minyak bumi dan
gas. Salah satu sumber energi terbarukan yang mulai dikembangkan di Indonesia
yaitu biogas. Biogas merupakan sumber renewal
energy yang mampu menyumbangkan andil dalam usaha memenuhi kebutuhan bahan
bakar. Bahan baku sumber energi ini merupakan bahan nonfossil, umumnya adalah
limbah atau kotoran ternak yang produksinya tergantung atas ketersediaan rumput
dan rumput akan selalu tersedia, karena dapat tumbuh kembali setiap saat selama
dipelihara dengan baik. Sebagai pembanding yaitu gas alam yang tidak
diperhitungkan sebagai renewal energy,
gas alam berasal dari fosil yang pembentukannya memerlukan waktu jutaan tahun.
Alasan lain yang timbul akhir-akhir ini akan perlunya pemanfaatan sumber
energi alternatif tersebut yaitu [2]
(a)
perlunya
menurunkan emisi CO2 sesuai dengan protokol Kyoto,
(b)
kenyataan
bahwa produksi bahan bakar minyak dunia telah mencapai titik puncaknya
sementara kebutuhan energi meningkat dengan pesat,
(c)
dimulainya
konflik politik dan militer yang dipicu oleh perebutan sumber minyak bumi.
2.2
Biogas
Biogas [1] adalah gas mudah terbakar (flammable) yang dihasilkan oleh proses fermentasi bahan-bahan
organik oleh bakteri-bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi kedap
udara). Pada umumnya semua jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan
biogas, namun demikian hanya bahan organik (padat, cair) homogen seperti
kotoran dan urine (air kencing) hewan ternak cocok untuk sistem biogas
sederhana. Di daerah yang banyak industri pemrosesan makaan antara lain tahu, tempe,
ikan, pindang atau
brem bisa menyatukan saluran limbahnya
ke dalam sistem biogas, sehingga limbah industri tersebut
tidak mencemari lingkungan di sekitarnya. Hal ini memungkinkan
karena limbah industri tersebut diatas berasal dari bahan organik yang homogen.
Bahan bakar biogas tidak menghasilkan asap merupakan suatu pengganti yang
unggul untuk menggantikan bahan bakar minyak atau gas alam. Gas ini dihasilkan
dalam proses yang disebut pencernaan anaerob, merupakan gas campuran metan
(CH4) , karbondioksida (CO2), dan sejumlah kecil nitrogen, amonia, sulfur
dioksida, hidrogen sulfida, dan hidrogen. Secara alami, gas ini terbentuk pada
limbah pembuangan air, tumpukan sampah, dasar danau atau rawa. Mamalia termasuk
manusia menghasilkan biogas dalam sistem pencernaannya, bakteri dalam sistem
pencernaan menghasilkan biogas untuk proses mencerna selulosa. Biomassa yang
mengandung kadar air yang tinggi seperti kotoran hewan dan limbah pengolahan
pangan cocok digunakan untuk bahan baku pembuatan biogas.
Limbah peternakan merupakan salah satu sumber bahan yang dapat dimanfaatkan
untuk menghasilkan biogas, sementara perkembangan atau pertumbuhan industri
peternakan menimbulkan masalah bagi lingkungan karena menumpuknya limbah
peternakan. Polutan yang dihasilkan dari dekomposisi kotoran ternak yaitu BOD (Biological Oxygen Demand) dan COD (Chemichal Oxygen Demand), bakteri
patogen, polusi air, debu, dan polusi bau. Di banyak negara berkembang kotoran
ternak, limbah pertanian, dan kayu bakar digunakan sebagai bahan bakar. Hal
inilah yang menjadi perhatian karena emisi metan dan karbondioksida yang
menyebabkan efek rumah kaca dan mempengaruhi perubahan iklim global.
Jika dilihat dari segi pengolahan limbah, proses anaerob juga memberikan
beberapa keuntungan yaitu menurunkan nilai COD dan BOD, total solid, volatile solid, nitrogen nitrat,
dan nitrogen organik. Bakteri caliform dan
patogen lainnya, telur insek, parasit, bau juga dihilangkan atau menurun. Di
daerah pedesaan yang tidak terjangkau listrik, penggunaan biogas memungkinkan
untuk belajar dan melakukan kegiatan komunitas di malam hari. Kesetaraan biogas
dengan sumber energi lain dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2.1 Kesetaraan
biogas dengan beberapa sumber energi lain
|
1 m3 Biogas
|
0.46 Kg LPG
|
|
0.62 liter
Minyak tanah
|
|
|
3.5 Kg Kayu
bakar
|
Sumber :
Departemen Petanian (2009) [1]
Beberapa alasan lain mengapa biogas dapat dimanfaatkan sebagai energi
alternatif dan semakin mendapat perhatian yaitu :
(a)
harga
bahan bakar yang terus meningkat,
(b)
dalam
rangka usaha untuk memperoleh bahan bakar lain yang dapat diperbarui,
(c)
dapat
diproduksi dalam skala kecil di tempat yang tidak terjangkau listrik atau
energi lainnya,
(d)
dapat
diproduksi dalam kontruksi yang sederhana.
2.3
Proses Pencernaan Anaerob
Proses pencernaan
anaerob, yang merupakan dasar dari reaktor biogas yaitu proses pemecahan bahan organik
oleh aktivitas bakteri metanogenik dan bakteri asidogenik pada kondisi tanpa
udara[2]. Bakteri ini secara alami terdapat dalam limbah yang
mengandung bahan organik, seperti kotoran binatang, manusia, dan sampah organik
rumah tangga. Proses anaerob dapat berlangsung di bawah kondisi lingkungan yang
luas meskipun proses yang optimal hanya terjadi pada kondisi yang terbatas.
Tabel
2.1 Kondisi
pengoperasian pada proses pencernaan anaerob
|
Parameter
|
Nilai
|
|
Temperatur
Mesofilik
Termofilik
|
35o C
54o C
|
|
pH
|
7-8
|
|
Alkalinitas
|
2500 mg/L Minimum
|
|
Waktu retensi
|
10-30 hari
|
|
Laju terjenuhkan
|
0.15-0.35 kg.VS/m3/hari
|
|
Hasil biogas
|
4.5-11 m3/kg.VS
|
|
Kandungan metana
|
60-70 %
|
Pembentukan biogas meliputi tiga tahap proses yaitu[2]
:
(a) Hidrolisis, pada tahap ini terjadi penguraian bahan-bahan
organik mudah larut dan pencernaan bahan organik kompleks menjadi sederhana,
perubahan bentuk strukutur polimer menjadi monomer;
(b) Pengasaman, pada tahap pengasaman komponen monomer (gula
sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis akan menjadi bahan makanan
bakteri asam. Produk akhir dari perombakan gula-gula sederhana ini yaitu asam
asetat, propionat, format, laktat, alkohol, dan sedikit butirat, gas
karbondioksida, hidrogen dan amonia.
(c) Metanogenik, pada tahp ini terjadi proses pembentukan gas
metan. Bakteri pereduksi sulfat juga terdapat dalam proses ini, yaitu untuk
mereduksi sulfat dan komponen sulfur lainnya menjadi hidrogen sulfida.
Untuk lebih jelasnya proses pembentukan biogas dapat
dilihat pada diagram alir di bawah ini :
Gambar 2.1 Diagram alur
proses fermentasi anaerobik
Bakteri yang
berperan dalam proses pencernaan anaerobik yaitu bakteri hidrolitik yang
memecah bahan organik menjadi gula dan asam amino, bakteri fementatif yang
mengubah gula dan asam amino menjadi asam organik, bakteri asidogenik merubah
asam organik menjadi hidrogen, karbondioksida dan asam asetat, dan bakteri
metanogenik yang menghasilkan gas metan dari asam asetat, hidrogen, dan
karbondioksida. Bakteri metanogenik akan menghasilkan biogas yang bagus
(kandungan gas metan tinggi) pada suhu 25o-30o C. Di
dalam digester biogas terdapat dua jenis bakteri yang sangat berperan yaitu
bakteri asidogenik dan bakteri metanogenik. Kedua bakteri ini harus
dipertahankan jumlahnya seimbang. Bakteri-bakteri inilah yang merubah bahan
organik menjadi gas metan dan gas lainnya dalam siklus hidupnya.
Kandungan gas metan
dalam biogas yang dihasilkan tergantung pada jenis bahan baku yang dipakai.
Sebagai contoh komposisi biogas dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel
2.2 Kompisisi gas (%)
dalam biogas yang berasal dari kotoran ternak dan sisa pertanian
|
Jenis Gas
|
Kotoran Sapi
|
Campuran Kotoran
Sapi dan Sampah Pertanian
|
|
Metana (CH4)
|
65.7
|
55-70
|
|
Karbondioksida
(CO2)
|
27.0
|
27-45
|
|
Nitrogen (N2)
|
2.3
|
0.5-3.0
|
|
Karbonmonoksida
(CO)
|
0.0
|
0.1
|
|
Oksigen (O2)
|
0.1
|
6.0
|
|
Propan (C3H8)
|
0.7
|
-
|
|
Hidrogen Sulfida
(H2S)
|
Tidak Terukur
|
Sedikit sekali
|
|
Nilai Kalor
(kkal/m3)
|
6513
|
4800-6700
|
Kegagalan proses
pencernaan anaerobik dalam digester biogas bisa dikarenakan tidak seimbangnya populasi
bakteri metanogenik terhadap bakteri asam yang menyebabkan lingkungan menjadi
sangat asam (pH kurang dari 7) yang selanjutnya menghambat kelangsungan hidup
bakteri metanogenik. Kondisi keasaman yang optimal pada pencernaan anaerobik yaitu
sekitar pH 6,8 sampai 8, laju pencernaan akan menurun pada kondisi pH yang
lebih tinggi atau rendah.
Bakteri yang
terlibat dalam proses anaerobik membutuhkan beberapa elemen sesuai dengan kebutuhan
organisme hidup seperti sumber makanan dan kondisi lingkungan yang optimum.
Bakteri anaerob mengkonsumsi karbon sekitar 30 kali lebih cepat dibanding
nitrogen. Hubungan antara jumlah karbon dan nitrogen dinyatakan dengan rasio
karbon/nitrogen (C/N), rasio optimum untuk digester anaerobik berkisar 20 - 30.
Jika C/N terlalu tinggi, nitrogen akan dikonsumsi dengan cepat oleh bakteri
metanogen untuk memenuhi kebutuhan pertumbuhannya dan hanya sedikit yang
bereaksi dengan karbon akibatnya gas yang dihasilnya menjadi rendah. Sebaliknya
jika C/N rendah, nitrogen akan dibebaskan dan berakumulasi dalam bentuk amonia
(NH 4) yang dapat meningkatkan pH. Jika pH lebih tinggi dari 8,5 akan
menunjukkan pengaruh negatif pada populasi bakteri metanogen. Kotoran ternak
sapi mempunyai rasio C/N sekitar 24. Hijauan seperti jerami atau serbuk gergaji
mengandung persentase karbon yang jauh lebih tinggi, dan bahan dapat dicampur
untuk mendapatkan rasio C/N yang diinginkan. Rasio C/N beberapa bahan yang umum
digunakan sebagai bahan baku biogas disajikan pada tabel 2.3.
Tabel
2.3 Rasio karbon dan
nitrogen (C/N) dari beberapa bahan baku
|
Bahan
|
Rasio C/N
|
|
Kotoran bebek
|
8
|
|
Kotoran manusia
|
8
|
|
Kotoran ayam
|
10
|
|
Kotoran kambing
|
12
|
|
Kotoran babi
|
18
|
|
Kotoran domba
|
19
|
|
Kotoran
sapi/kerbau
|
24
|
Slurry kotoran sapi
mengadung 1,8 - 2,4% nitrogen, 1,0 - 1,2% fosfor (P205), 0,6 - 0,8% potassium
(K 20), dan 50 - 75% bahan organik. Kandungan solid yang paling baik untuk
proses anaerobik yaitu sekitar 8%. Untuk limbah kotoran sapi segar dibutuhkan
pengenceran 1 : 1 dengan air. Teknologi pencernaan anaerob bila digunakan dalam
sistem perencanaan yang matang, tidak hanya mencegah polusi tetapi juga
menyediakan energi berkelanjutan, pupuk dan rekoveri nutrien tanah. Untuk itu
proses ini dapat mengubah limbah dari suatu masalah menjadi suatu yang
menguntungkan.
Tabel
2.4 Potensi produksi
gas dari berbagai jenis kotoran hewan
|
Jenis Kotoran
|
Produksi Gas per
Kg (m3)
|
|
Sapi/Kerbau
|
0.023-0.040
|
|
Babi
|
0.040-0.059
|
|
Unggas
|
0.065-0.116
|
|
Manusia
|
0.020-0.028
|
2.4 Teknologi
Digester
Saat ini berbagai
bahan dan jenis peralatan biogas telah banyak dikembangkan sehingga dapat
disesuaikan dengan karakteristik wilayah, jenis, jumlah dan pengelolaan kotoran
ternak. Secara umum terdapat dua teknologi yang digunakan untuk memperoleh
biogas. Pertama, proses yang sangat umum yaitu fermentasi kotoran ternak
menggunakan digester yang didesain khusus dalam kondisi anaerob. Kedua,
teknologi yang baru dikembangkan yaitu dengan menangkap langsung gas metan dari
lokasi tumpukan sampah tanpa harus membuat digester khusus. Peralatan dan
proses pengolahan dan pemanfaatan biogas ditampilkan pada gambar berikut.
Gambar 2.2 Peralatan dan
proses pengolahan dan pemanfaatan biogas
Sumber : Departemen Pertanian (2009)[1]
Beberapa keuntungan
kenapa digester anaerobik lebih banyak digunakan antara lain :
1.
Keuntungan
pengolahan limbah
(a)
Digester
anaerobik merupakan proses pengolahan limbah yang alami
(b)
Membutuhkan
lahan yang lebih kecil dibandingkan dengan proses kompos aerobik ataupun
penumpukan sampah
(c)
Memperkecil
volume atau berat limbah yang dibuang
(d)
Memperkecil
rembesan polutan
2.
Keuntungan
energi
(a)
Proses
produksi energi bersih
(b)
Memperoleh
bahan bakar berkualitas tinggi dan dapat diperbaharui
(c)
Biogas
dapat dipergunakan untuk berbagai penggunaan
3.
Keuntungan
lingkungan .
(a)
Menurunkan
emisi gas metan dan karbondioksida secara signifikan
(b)
Menghilangkan
bau
(c)
Menghasilkan
kompos yang bersih dan pupuk yang kaya nutrisi
(d)
Memaksimalkan
proses daur ulang
(e)
Menghilangkan
bakteri coliform sampai 99% sehingga memperkecil kontaminasi sumber air
4.
Keuntungan
ekonomi
Lebih ekonomis dibandingkan dengan proses lainnya ditinjau dari siklus
ulang proses
Bagian utama dari
proses produksi biogas yaitu tangki tertutup yang disebut digester. Desain
digester bermacam-macam sesuai dengan jenis bahan baku yang digunakan,
temperatur yang dipakai dan bahan konstruksi. Digester dapat terbuat dari cor
beton, baja, bata atau plastik dan bentuknya dapat berupa seperti silo, bak,
kolam dan dapat diletakkan di bawah tanah. Sedangkan untuk ukurannya bervariasi
dari 4-35 m3. Biogas dengan ukuran terkecil dapat dioperasikan
dengan kotoran ternak 3 ekor sapi, 7 ekor babi atau 500 ekor unggas.
Gambar 2.3 Beberapa macam
digester
Sumber : Departemen Pertanian (2009)[1]
Biogas yang
dihasilkan dapat ditampung dalam penampung plastik atau digunakan langsung pada
kompor untuk memasak, menggerakan generator listrik, patromas biogas,
penghangat ruang/kotak penetasan telur dll.
2.5 Faktor-Faktor
yang Mempengaruhi Kesuksesan Pemanfaatan Biogas Kotoran Ternak
Untuk memanfaatkan
kotoran ternak menjadi biogas, diperlukan beberapa syarat yang terkait dengan
aspek teknis, infrastruktur, manajemen dan sumber daya manusia. Bila faktor
tersebut dapat dipenuhi, maka pemanfaatan kotoran ternak menjadi biogas sebagai
penyediaan energi dipedesaan dapat berjalan dengan optimal.
Terdapat sepuluh
faktor yang dapat mempengaruhi optimasi pemanfaatan kotoran ternak menjadi
biogas yaitu : (Dede Sulaeman, 2009)
1.
Ketersediaan
ternak
Jenis, jumlah dan sebaran ternak di suatu daerah dapat
menjadi potensi bagi pengembangan biogas. Hal ini karena biogas dijalankan
dengan memanfaatkan kotoran ternak.Kotoran ternak yang dapat diproses menjadi
biogas berasal dari ternak ruminansia dan non ruminansia seperti sapi potong,
sapi perah dan babi; serta unggas.
Jenis ternak mempengaruhi jumlah kotoran yang
dihasilkannya. Untuk menjalankan biogas skala individual atau rumah tangga
diperlukan kotoran ternak dari 3 ekor sapi, atau 7 ekor babi, atau 500 ekor
ayam.
2.
Kepemilikan
Ternak
Jumlah ternak yang dimiliki oleh peternak menjadi dasar
pemilihan jenis dan kapasitas biogas yang dapat digunakan. Saat ini biogas
kapasitas rumah tangga terkecil dapat dijalankan dengan kotoran ternak yang
berasal dari 3 ekor sapi atau 7 ekor babi atau 500 ekor ayam. Bila ternak yang
dimiliki lebih dari jumlah tersebut, maka dapat dipilihkan biogas dengan
kapasitas yang lebih besar (berbahan fiber atau semen) atau beberapa biogas
skala rumah tangga.
3.
Pola
Pemeliharaan Ternak
Ketersediaan kotoran ternak perlu dijaga agar biogas
dapat berfungsi optimal. Kotoran ternak lebih mudah didapatkan bila ternak
dipelihara dengan cara dikandangkan dibandingkan dengan cara digembalakan.
4.
Ketersediaan
Lahan
Untuk membangun biogas diperlukan lahan disekitar kandang
yang luasannya bergantung pada jenis dan kapasitas biogas. Lahan yang
dibutuhkan untuk membangun biogas skala terkecil (skala rumah tangga) adalah 14
m2 (7m x 2m). Sedangkan skala komunal terkecil membutuhkan lahan
sebesar 40m2 (8m x 5m).
5.
Tenaga
Kerja
Untuk mengoperasikan biogas diperlukan tenaga kerja yang
berasal dari peternak/pengelola itu sendiri. Hal ini penting mengingat biogas
dapat berfungsi optimal bila pengisian kotoran ke dalam reaktor dilakukan
dengan baik serta dilakukan perawatan peralatannya.
Banyak kasus mengenai tidak beroperasinya atau tidak
optimalnya biogas disebabkan karena: pertama, tidak adanya tenaga kerja
yang menangani unit tersebut; kedua, peternak/pengelola tidak memiliki
waktu untuk melakukan pengisian kotoran karena memiliki pekerjaan lain selain
memelihara ternak.
6.
Manajemen
Limbah/Kotoran
Manajemen limbah/kotoran terkait dengan penentuan
komposisi padat cair kotoran ternak yang sesuai untuk menghasilkan biogas,
frekuensi pemasukan kotoran, dan pengangkutan atau pengaliran kotoran ternak ke
dalam raktor. Bahan baku (raw material) reaktor biogas adalah kotoran
ternak yang komposisi padat cairnya sesuai yaitu 1 berbanding 3. Pada
peternakan sapi perah komposisi padat cair kotoran ternak biasanya telah
sesuai, namun pada peternakan sapi potong perlu penambahan air agar
komposisinya menjadi sesuai.
Frekuensi pemasukan kotoran dilakukan secara berkala
setiap hari atau setiap 2 hari sekali tergantung dari jumlah kotoran yang
tersedia dan sarana penunjang yang dimiliki. Pemasukan kotoran ini dapat
dilakukan secara manual dengan cara diangkut atau melalui saluran.
7.
Kebutuhan
Energi
Pengelolaan kotoran ternak melalui proses reaktor
an-aerobik akan menghasilkan gas yang dapat digunakan sebagai energi. Dengan
demikian, kebutuhan peternak akan energi dari sumber biogas harus menjadi salah
satu faktor yang utama. Hal ini mengingat, bila energi lain berupa listrik,
minyak tanah atau kayu bakar mudah, murah dan tersedia dengan cukup di
lingkungan peternak, maka energi yang bersumber dari biogas tidak menarik untuk
dimanfaatkan. Bila energi dari sumber lain tersedia, peternak dapat diarahkan
untuk mengolah kotoran ternaknya menjadi kompos atau kompos cacing (kascing).
8.
Jarak
(kandang-reaktor biogas-rumah)
Energi yang dihasilkan dari reaktor biogas dapat
dimanfaatkan untuk memasak, menyalakan petromak, menjalankan generator listrik,
mesin penghangat telur/ungas dll. Selain itu air panas yang dihasilkan dapat
digunakan untuk proses sanitasi sapi perah.
Pemanfaatan energi ini dapat optimal bila jarak antara
kandang ternak, reaktor biogas dan rumah peternak tidak telampau jauh dan masih
memungkinkan dijangkau instalasi penyaluran biogas. Karena secara umum
pemanfaatan energi biogas dilakukan di rumah peternak baik untuk memasak dan
keperluan lainnya.
9.
Pengelolaan
Hasil Samping Biogas
Pengelolaan hasil samping biogas ditujukan untuk
memanfaatkannya menjadi pupuk cair atau pupuk padat (kompos). Pengeolahannya
relatif sederhana yaitu untuk pupuk cair dilakukan fermentasi dengan penambahan
bioaktivator agar unsur haranya dapat lebih baik, sedangkan untuk membuat pupuk
kompos hasil samping biogas perlu dikurangi kandungan airnya dengan cara diendapkan,
disaring atau dijemur. Pupuk yang dihasilkan tersebut dapat digunakan sendiri
atau dijual kepada kelompok tani setempat dan menjadi sumber tambahan
pandapatan bagi peternak.
10.
Sarana
Pendukung
Sarana pendukung dalam pemanfaatan biogas terdiri dari saluran
air/drainase, air dan peralatan kerja. Sarana ini dapat mempermudah operasional
dan perawatan instalasi biogas. Saluran air dapat digunakan untuk mengalirkan
kotoran ternak dari kandang ke reaktor biogas sehingga kotoran tidak perlu
diangkut secara manual. Air digunakan untuk membersihkan kandang ternak dan
juga digunakan untuk membuat komposisi padat cair kotoran ternak yang sesuai.
Sedangkan peralatan kerja digunakan untuk mempermudah/meringankan
pekerjaan/perawatan instalasi biogas.
Selain sepuluh
faktor di atas, kemauan peternak/pelaku untuk, menjalankan instalasi biogas dan
merawatnya serta memanfaatkan energi biogas menjadi modal utama dalam
pemanfaatan kotoran ternak menjadi biogas. Tanpa adanya kemauan peternak untuk
secara aktif mengoptimalkan biogas, maka faktor-faktor lain tidak akan cukum
membantu dalam optimalisasi pemanfaatan biogas.
BAB III
METODOLOGI
3.1 Studi
Literatur dan Survei Lokasi
Studi literatur bertujuan untuk mempelajari proses pembuatan biogas dan
faktor-faktor yang mempengaruhinya. Studi literatur dilakukan dengan
mempelajari dari berbagai sumber yang berhubungan dengan pengolahan biogas
seperti buku, majalah, internet dan sumber-sumber relevan lainnya.
Survei lokasi bertujuan untuk menentukan tipe digester yang digunakan dan
ketersediaan bahan baku. Dengan adanya survei lokasi ini nantinya diharapkan
mampu menghasilkan biogas yang optimal. Sehingga hasil yang diharapkan dapat
tercapai.
3.2 Membangun
Instalasi Biogas
Bangunan utama
dari instalasi biogas adalah Digester yang berfungsi untuk menampung gas metan
hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Jenis digester yang paling
banyak digunakan adalah model continuous feeding dimana pengisian bahan
organiknya dilakukan secara kontinu setiap hari. Besar kecilnya digester tergantung
pada kotoran ternak yamg dihasilkan dan banyaknya biogas yang diinginkan. Lahan yang diperlukan sekitar 16 m2.
Untuk membuat digester diperlukan bahan bangunan seperti pasir, semen, batu
kali, batu koral, bata merah, besi konstruksi, cat dan pipa prolon.
Gambar 3.1 Tipe digester yang digunakan
Sumber : Departemen Pertanian (2009)[1]
Gambar 3.2 Unit pengolahan biogas
Lokasi yang
akan dibangun sebaiknya dekat dengan kandang sehingga kotoran ternak dapat
langsung disalurkan kedalam digester. Disamping digester harus dibangun juga
penampung sludge (lumpur) dimana slugde tersebut nantinya dapat dipisahkan dan
dijadikan pupuk organik padat dan pupuk organik cair.
Setelah
pengerjaan digester selesai maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas dengan
langkah langkah sebagai berikut:
1.
Mencampur
kotoran ternak dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1:1 pada bak
penampung sementara. Bentuk lumpur akan mempermudah pemasukan kedalam digester
2.
Mengalirkan
lumpur kedalam digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama kran
gas yang ada diatas digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang
ada didalam digester terdesak keluar. Pada pengisian pertama ini dibutuhkan
lumpur kotoran sapi dalam jumlah yang banyak sampai digester penuh.
3.
Melakukan
penambahan starter (banyak dijual dipasaran) sebanyak 1 liter dan isi rumen
segar dari rumah potong hewan (RPH) sebanyak 5 karung untuk kapasitas digester
3,5 - 5,0 m2. Setelah digester penuh, kran gas ditutup supaya
terjadi proses fermentasi.
4.
Membuang gas
yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai ke-8 karena yang terbentuk adalah
gas CO2. Sedangkan pada hari ke-10 sampai hari ke-14 baru terbentuk
gas metan (CH4) dan CO2 mulai menurun. Pada komposisi CH4
54% dan CO2 27% maka biogas akan menyala.
5.
Pada hari ke-14
gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api pada kompor gas atau
kebutuhan lainnya. Mulai hari ke-14 ini kita sudah bisa menghasilkan energi
biogas yang selalu terbarukan. Biogas ini tidak berbau seperti bau kotoran sapi.
Selanjutnya, digester terus diisi lumpur kotoran ternak secara kontinu sehingga
dihasilkan biogas yang optimal.
Anda sedang membaca artikel tentang Makalah biogas dan anda bisa menemukan artikel Makalah biogas ini dengan url http://anekamakalahkita.blogspot.com/2013/01/makalah-biogas.html. Anda dapat Mengcopy Artikel Makalah biogas ini untuk kepentingan pendidikan. Semoga artikel Makalah biogas ini bermanfaat Bagi Anda. Mohon tinggalkan komentar setelah Anda membaca artikel Makalah biogas ini. untuk dijadikan sebagai perbaikan dari artikel ini. bagi yang mau menyumbangkan makalah kirim melalui email sangmahasiswaabadi@gmail.com
0 Comments