PEMANFAATAN KOTORAN HEWAN (TERNAK SAPI) SEBAGAI PENGHASIL BIOGAS

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

PEMANFAATAN KOTORAN HEWAN (TERNAK SAPI) SEBAGAI PENGHASIL BIOGAS M. Hariansyah Dosen Tetap FT UIKA,

ABSTRAK Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbarukan. Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah telah menerbitkan Peraturan Presiden Republik Indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai altenatif pengganti bahan bakar minyak. Potensi pengembangan biogas di Indonesia masih cukup besar. Hal tersebut mengingat cukup banyaknya populasi sapi, kerbau dan kuda, yaitu 11 juta ekor sapi, 3 juta ekor kerbau dan 500 ribu ekor kuda pada tahun 2005. Setiap 1 ekor ternak sapi/kerbau dapat dihasilkan ±2 m3 biogas per hari. Potensi ekonomis biogas adalah sangat besar, hal tersebut mengingat bahwa 1 m3 biogas dapat digunakan setara dengan 0,62 liter minyak tanah. Rancangan unit pembangit gas bio bertujuan untuk mencukupi kebutuhan energi gas untuk memasak satu keluarga yang beranggotakan 4 orang. Untuk satu hari biasa dilakukan tiga kali kegiatan memasak. Metodologi yang diterapkan penentuan parameter dan konsep desain, serta desain fungsi dan struktural, dengan menerapkan bahan baku yang ada dilapangan. Hasil yang diperoleh Potensi produksi gas bio, dalam tiap kg kotoran sapi terkandung 18% padatan (TS, Total solid). Tiap kg solid berpotensi menghasilkan biogas 0.25 m3 , sehingga potensi hasil produksi dari rancangan adalah 2.7 m 3 Kata Kunci: Sumber energi alternatif, Bio gas, produksi gas

1.

Latarbelakang Masalah

Energi merupakan persoalan yang krusial di dunia. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbarukan. Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah telah menerbitkan Peraturan Presiden Republik Indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai altenatif pengganti bahan bakar minyak. Energi terbarukan yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah energi biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia atau hewan yang dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik digestion, yaitu dengan memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digester. Energi tersebut selanjutnya dapat digunakan untuk menghasilkan panas (kalor), gerak (mekanik), dan listrik tergantung pada alat yang digunakan dan kebutuhan dari masyarakat.

17

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

Potensi pengembangan biogas di Indonesia masih cukup besar. Hal tersebut mengingat cukup banyaknya populasi sapi, kerbau dan kuda, yaitu 11 juta ekor sapi, 3 juta ekor kerbau dan 500 ribu ekor kuda pada tahun 2005. Setiap 1 ekor ternak sapi/kerbau dapat dihasilkan ±2 m3 biogas per hari. Potensi ekonomis biogas adalah sangat besar, hal tersebut mengingat bahwa 1 m 3 biogas dapat digunakan setara dengan 0,62 liter minyak tanah (Anonim 2008). Di samping itu pupuk organik yang dihasilkan dari proses produksi biogas sudah tentu mempunyai nilai ekonomis yang tidak kecil pula. Pemanfaatan kotoran ternak menjadi biogas, merupakan pilihan yang tepat dalam rangka penyediaan energi yang terbarukan, murah, dan ramah lingkungan. Proses ini merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil. 2.

Tinjauan Pustaka. Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme (bakteri) pada kondisi yang relatif kurang oksigen (anaerob). Sumber bahan untuk menghasilkan biogas yang utama adalah kotoran ternak sapi, kerbau, babi, kuda dan unggas; dapat juga berasal dari sampah organik (Anonim 2009). Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen disebut anaerobik digestion. Gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa metana. Material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraiakan menjadi dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri (Pambudi 2009). Tahap pertama material organik akan didegradasi menjadi asam asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam. Bakteri ini akan menguraikan kotoran ternak pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi. Hidrolisis yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang seperti lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana. Sedangkan asidifikasi yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhana. Tahap kedua dari proses anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan bantuan bakteri pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina, methano bacterium. Perkembangan proses anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah/limbah yang keberadaanya melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian limbah peternakan dan municipal solid waste (MSW) (Pambudi 2009). 2.1

Sejarah Teknologi Biogas Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro Volta (1776), beberapa dekade kemudian, Avogadro mengidentifikasikan tentang gas metana. Demikian pula Willam Henry pada tahun 1806 mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai methan. Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan (Rahman 2008). Setelah tahun 1875 dipastikan bahwa biogas merupakan produk dari proses anaerobik digestion. Tahun 1884 Pasteour melakukan penelitian tentang biogas menggunakan kotoran hewan. Era penelitian Pasteour menjadi landasan untuk penelitian biogas hingga saat ini (Pambudi 2009). Pada akhir abad ke-19 Jerman dan Perancis melakukan riset menggunakan beberapa unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga BBM semakin murah dan mudah memperoleh pada tahun 1950-an pemakaian

18

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. (FAO, The Development and Use of Biogas Technology in Rural Asia, 1981). Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Niugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit gas bio dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio yang terbentuk (Rahman 2008). Dengan teknologi tertentu, gas methan dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas methan dapat digunakan untuk keperluan memasak dan penerangan menggunakan kompor gas sebagaimana halnya elpiji. 2.2

Komposisi Biogas Biogas sebagian besar mengandung gas metana (CH4) ± 60 % dan karbon dioksida (CO2) ± 38 %, serta beberapa kandungan lain yang jumlahnya sangat kecil`± 2 % diantaranya: hydrogen sulfida (H2S), ammonia (NH3), hydrogen (H2), Oksigen (O2) dan nitrogen (Anonim 2009 dan Pambudi 2009). Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH 4). Semakin tinggi kandungan metana maka semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metana semakin kecil nilai kalor. Kualitas biogas dapat ditingkatkan dengan memperlakukan beberapa parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur, kandungan air dan karbon dioksida (CO 2). Hidrogen sulphur mengandung racun dan zat yang menyebabkan korosi, bila biogas mengandung senyawa ini maka akan menyebabkan gas yang berbahaya sehingga konsentrasi yang di ijinkan maksimal 5 ppm. Bila gas dibakar maka hidrogen sulphur akan lebih berbahaya karena akan membentuk senyawa baru bersama-sama oksigen, yaitu sulphur dioksida /sulphur trioksida (SO 2 / SO3). senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk Sulphur acid (H 2SO3) suatu senyawa yang lebih korosif. Parameter yang kedua adalah menghilangkan kandungan karbon dioksida yang memiliki tujuan untuk meningkatkan kualitas, sehingga gas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan air dalam biogas akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan korosif (Pambudi 2009). 2.3

Kesetaraan Biogas dengan Sumber Energi Lain 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. Kotoran dari 2 ekor ternak sapi atau 6 ekor ternak babi dapat menghasilkan kurang lebih 2 m 3 biogas per hari. Kesetaraan biogas dengan sumber energi lain menurut Anonim (2009) adalah : Table 1. Kesetaraan Biogas dengan sumber bahan bakar lain 0,46 kg LPG 0,62 liter minyak tanah 0,52 liter minyak solar 0,80 liter bensin 3,5 kg kayu bakar

1 m3 biogas

Sumber : Aninim (2008) dan Anonim (2009)

19

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

2.4

Keuntungan Biogas Konversi limbah melalui proses anaerobik digestion dengan menghasilkan biogas memiliki beberapa keuntungan, yaitu : (Pambudi 2009). a. Biogas merupakan energi tanpa menggunakan material yang masih memiliki manfaat termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak keseimbangan karbondioksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan (deforestation) dan perusakan tanah. b. Energi biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya. c. Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya diatmosfer akan meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar maka akan mengurangi gas metana di udara. d. Limbah berupa kotoran hewan merupakan material yang tidak bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah. e. Selain keuntungan energi yang diperoleh dari proses anaerobik digestion dengan menghasilkan gas bio, produk samping seperti sludge. Meterial ini diperoleh dari sisa proses anaerobik digestion yang berupa padat dan cair. Masing-masing dapat digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk padat.

3. 3.1.

METODOLOGI Penentuan Parameter Disain. Hasil identifikasi masalah didapatkan parameter - parameter sebagai berikut : a. Produksi kotoran segar per ekor sapi / hari : 15 - 25 kg b. 1 kg total solid (TS) menghasilkan gas bio : 0.25 m3 :250 liter / kg TS c. Berat toal solid (TS) : 0.18 berat kotoran basah d. Nilai kalor gas bio : 5.6 - 7.2 kwh/m3 e. pH optimal untuk produksi gas methan : 7.0 - 7.2 f. Suhu pencernaan optimal : 35oC

3.2

Penentuan Konsep Disain Perencanaan untuk membuat unit penghasil gas bio skala rumah tangga pedesaan, maka ada empat faktor yang harus diperhatikan, yaitu : a. Ketersediaan dan kemudahan jenis bahan konstruksi yang dapat dipakai untuk membuat unit penghasil gas bio, b. Ketersediaan jenis bahan organik buangan sebagai bahan isian, c. Jumlah kebutuhan dasar akan energi dari suatu keluarga atau kelompok massyarakat dan jenis keperluannya, d. Pemanfaatan bahan keluaran (residu) yang berupa sludge, untuk pupuk bagi tanaman ataupun algae pada kolam ikan. Berdasarkan hal tersebut diatas, maka rancangan unit penghasil gas bio yang akan dibuat merupakan unit penghasil gas bio permanen sistem pengisian kontinyu. Aplikasi teknologi yang dirancang merupakan aplikasi teknologi skala rumah tangga. Bahan baku yang dipakai untuk memproduksi gas bio berasal dari kotoran tiga ekor

20

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

sapi perah peternakan rumah tangga, sehingga pembangunan unit pembangkit gas bio berada disekitar rumah tangga. Rancangan unit pembangit gas bio bertujuan untuk mencukupi kebutuhan energi gas untuk memasak satu keluarga yang beranggotakan 4 orang. Untuk satu hari biasa dilakukan tiga kali kegiatan memasak. 3.3.

Disain Fungsional dan Struktural Konstruksi instalasi digester tipe fixed dome (chinese type) terdiri dari 3 bagian, yaitu (a) unit pencampur, (b) bagian utama digester, dan (c) bagian pengeluaran lumpur. Fungsi masing-masing bagian adalah sebagai berikut: (a) Unit tangki pencampur berfungsi untuk menampung kotoran sapi yang terkumpul dari kandang dan mencampur dengan air dengan perbandingan padatan/air 1:1 . Campuran yang menyerupai bubur ini kemudian dimasukkan kedalam digester utama. . (b) Bagian utama digester merupakan tempat dimana kotoran mengalami proses fermentasi secara anaerob sehingga dapat menghasilkan biogas. Bagian atas digester berbentuk kubah (dome) dengan garis tengah 3,16 meter, sedangkan pada bagian dasarnya berbentuk kerucut dengan panjang garis miring sebesar 1,58 meter, dan tinggi kerucut 0.165 meter. Perhitungan dengan persamaan (2.4) diperoleh volume digester 6.624 m 3. Digester ini dirancang untuk dapat menampung kotoran dari 3 ekor sapi (dengan kotoran sapi 20 kg/hari/ekor dengan retention time 45 hari). Perkiraan produksi biogas yaitu 2.7 m 3/ hari. Bagian utama digester dilengkapi dengan lubang pemeliharaan (manhole) yang ditutup dengan lempengan beton bertulang, lapisan tanah liat dan diisi air. Fungsi lain bagian ini adalah sebagai pengaman apabila terdapat tekanan yang terlalu besar dari biogas yang terbentuk sehingga tidak merusak konstruksi digester. (c)

Bagian pengeluaran lumpur berfungsi untuk menampung sementara lumpur yang keluar dari digester utama setelah mengalami proses fermentasi secara anaerob. Bagian ini juga berbentuk kubah (dome) dengan volume 1.8 m 3 (garis tengah 2.1 meter). Kekuatan konstruksi digester sangat dipengaruhi oleh kualitas bahan (semen, bata merah, pasir dan bahan pelapis kedap air) dan kecermatan pengerjaan masing-masing tahapan pekerjaan konstruksi

3.4

Peralatan Biogas Berbagai jenis bahan dan ukuran peralatan biogas telah dikembangkan sehingga dapat disesuaikan dengan karakteristik wilayah, jenis, jumlah dan pengelolaan kotoran ternak. Peralatan dan proses pengolahan dan pemanfaatan biogas ditampilkan pada gambar 1-1 berikut. (Pambudi 2009).

21

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

Gambar 1-1. Diagram Pembuatan Gasbio Digester dapat dibuat dari bahan plastik polyetil propilene (PP), fiber glass atau semen, sedangkan ukuran bervariasi mulai dari 4 hingga 35 m 3. Biogas dengan ukuran terkecil dapat dioperasikan dengan kotoran ternak 3 ekor sapi, 7 ekor babi atau 500 ekor unggas, Macam-macam type digester diperlihakan pada gambar 1-2 berikut.

Gambar 1-2. Macam bahan pembuat digester. Biogas yang dihasilkan dapat ditampung dalam penampung plastik atau digunakan langsung pada kompor untuk memasak, menggerakan generator listrik, patromak biogas, penghangat ruang/kotak penetasan telur dll. 3.5

Reaktor Biogas Beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reaktor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reaktor terapung (Floating drum), raktor jenis balon, jenis horizontal, jenis tanah, jenis ferrocement. Dari keenam jenis digester biogas yang sering digunakan adalah jenis kubah tetap (Fixed-dome) dan jenis Drum mengambang (Floating drum). Beberapa tahun terakhi ini dikembangkan jenis reaktor balon yang banyak digunakan sebagai reactor sedehana dalam skala kecil (Pambudi 2009). 3.5.1

Reaktor kubah tetap (Fixed-dome) Reaktor ini disebut juga reaktor China. Dinamakan demikian karena reaktor ini dibuat pertama kali di China sekitar tahun 1930 an, kemudian sejak saat itu reaktor ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri,

22

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

baik bakteri pembentuk asam ataupun bakteri pembentuk gas metana. bagian ini dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton. Strukturnya harus kuat karena menahan gas agar tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah tetap karena bentuknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah. Keuntungan dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah dari pada menggunakan reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan besi yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah. Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah. 3.5.2

Reaktor floating drum Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun 1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik turun yang berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester. Pergerakan drum mengapung pada cairan dan tergantung dari jumlah gas yang dihasilkan. Keuntungan dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang tersimpan pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanan yang terapung sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan kerugiannya adalah biaya material konstruksi dari drum lebih mahal. faktor korosi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap. 3.5.3

Reaktor balon Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan perubahan tempat biogas. reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpan gas masing masing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar dibandingkan gas yang akan mengisi pada rongga atas.

4. HASIL DAN BAHASAN 4.1 Cara Pengoperasian Unit Pengolahan (Digester) Biogas a. Buat campuran kotoran ternak dan air dengan perbandingan 1 : 2 (bahan biogas) b. Masukkan bahan biogas ke dalam digester melalui lubang pengisian (inlet) hingga bahan yang dimaksukkan ke digester ada sedikit yang keluar melalui lubang pengeluaran (outlet), selanjutnya akan berlangsung proses produksi biogas di dalam digester. c. Setelah kurang lebih 8 hari biogas yang terbentuk di dalam digester sudah cukup banyak. Pada sistem pengolahan biogas yang menggunakan bahan plastik, penampung biogas akan terlihat mengembung dan mengeras karena adanya biogas yang dihasilkan. Biogas sudah dapat digunakan sebagai bahan bakar, kompor biogas dapat dioperasikan. d. Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak kira-kira 10 % dari volume digester. Sisa pengolahan bahan biogas berupa sludge secara otomatis akan keluar dari lubang pengeluaran (outlet) setiap kali dilakukan pengisian bahan biogas. Sisa hasil pengolahan bahan

23

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

biogas tersebut dapat digunakan sebagai pupuk kandang/pupuk organik, baik dalam keadaan basah maupun kering. 4.2 Keperluan Gasbio Sebagai asumsi suatu rumah tangga dengan 4 anggota keluarga akan menggunakan gas bio untuk keperluan memasak dan penerangan. Diperkirakan untuk keperluan tersebut dibutuhkan gas bio sebanyak 0.5 – 0.6 m3 per orang, sehingga dibutuhkan ( Wahyudi, TS. Agustina, SE. Wulandari D. 2008) (4)(0.6 m3) = 2.4 m3 gas bio per hari, setara dengan 2400 liter/hari Apabila dipakai faktor keselamatan 10 %, maka unit produksi gas bio harus mampu memproduksi: 2400 +(10% x 2400) = 2700 liter/hari = 2.7 m3/hari Bila digunakan nilai produksi 0.25 m 3 gas bio per kg total solid (TS) kotoran sapi (setara dengan 250 liter gas bio/ kg TS), maka kebutuhan TS/hari adalah : 2700/250

= 10.7 kg TS/hari,

berat TS = 0.18 berat kotoran basah, sehingga kotoran sapi yang dibutuhkan adalah : 10.7/0.18

= 59.4 kg kotoran sapi / hari

Dengan perbandingan campuran 1 kg kotoran sapi : 1 kg air, maka bahan baku isian (bbi) yang diperlukan adalah : 2 x 59.4 = 118.8 kg bbi/hari , atau = 118.8 liter bbi/hari. Apabila digunakan umur isian produktif 40 hari, maka volume efektif (Ve) digester yang harus dibuat adalah : 118.8 liter/hari x 40 hari = 4752 liter = 4.752 m3 Apabila ruang digester memerlukan ruangan di atas permukaan bahan baku untuk menampung gas bio yang diproduksi, maka volume digester dapat ditambah 50 - 70 %, sehingga volume total digester , menjadi : = = =

4752 + (70 % x produksi gas bio per hari ) 4752 + (70% x 2.7) 6.62 m3 = 6620 liter

Bagian atas digester berbentuk kubah (dome) dengan garis tengah 3,16 meter, sedangkan pada bagian dasarnya berbentuk kerucut dengan panjang garis miring sebesar 1,58 meter, dan tinggi kerucut 0.165 meter. Maka volume digester :

1  Vdigester    ( R) 3    ( R) 2 t 3  1  6.62 m 3    (1.58) 3    (1.58) 2 0.165 3 

24

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

6.620 m 3  6.624 m 3 Bagian penampung slury juga berbentuk kubah (dome) dengan diameter 2.1 m, maka volume penampung slurry dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

1  V pl    ( R) 2 , m 3 2  1  V pl    (1.05) 2   1.8 m 3 2  Apabila digunakan asumsi bahwa per ekor sapi memproduksi 20 kg kotoran segar per hari, maka jumlah sapi yang dibutuhkan adalah : 59.4/20 = 2.97 ekor, dibulatkan = 3 ekor sapi dewasa. 4.3 Potensi produksi gas bio : Dalam tiap kg kotoran sapi terkandung 18% padatan (TS, Total solid). Tiap kg solid berpotensi menghasilkan biogas 0.25 m 3 , sehingga potensi hasil produksi dari rancangan adalah : V = 59.4 x 0.18 x 0.25 = 2.7 m3 4.4 Petunjuk Pengoperasian Alat Pengoperasian alat adalah sebagai berikut : ( Wahyudi, TS. Agustina, SE. Wulandari D. 2008) a. Pastikan semua saluran telah berfungsi dengan baik, hal ini dimaksudkan untuk dapat memaksimalkan produksi dari digester yang telah dibuat. b. Pada pagi hari, campurkan satu bagian kotoran sapi dengan satu bagian air ke dalam bak pemasukan. c. Salurkan bahan yang diperlukan dengan tidak mengurangi komposisi yang semestinya d. Setelah seluruh bahan masuk ke dalam digester, atur supaya bahan tersebut merata pada permukaan, dengan tidak mengurangi kandungan gas yang ada serta bahan baku non gas bisa mengalir menuju bak penampungan slurry. e. Lakukan pengadukan sekali dalam sehari untuk mencegah pengerasan bahan di permukaan f. Demikian seterusnya selama 40 hari, pada hari ke 41 sejak bahan pertama dimasukkan, buka katup pengeluaran di saluran pengeluaran untuk mengeluarkan sludge dari digester, dan alirkan melalui saluran/kolam sludge yang telah dibuat g. Tambahkan air jika lumpur susah keluar dari digester h. Untuk pemakaian gas cukup sambungkan pipa gas yang berasal dari digester ke media bahan bakar, seperti kompor dll. 5. Kesimpulan Mengacu uraian tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa teknologi biogas mempunyai berbagai manfaat, yaitu dapat menghasilkan gas sebagai sumber energi, menjaga kelestarian lingkungan, mengurangi polusi dan meningkatkan kebersihan dan kesehatan. Untuk menuai hasil yang signifikan, memang diperlukan gerakan secara massal, terarah, dan terencana meliputi pengembangan teknologi, penyuluhan, dan

25

Elektriese Vol.1 No. 1 April 2012

ISSN : 2086-6933

pendampingan. Dalam jangka panjang, gerakan pengembangan biogas dapat membantu penghematan sumber daya minyak bumi dan sumber daya kehutanan. 6. Daftar Pustaka Anonim 2008. Teknik Pembuatan Biogas Sederhana http://www.alpensteel.com/ component/content/article/51-113-energi-lain-lain/263-teknik-pembuatan-biogassederhana.pdf [rabu, 28 oktober 2009] Anonim. 2009. Pemanfaatan Limbah dan Kotoran Ternak menjadi Energi Biogas. Seri Bioenergi Perdesaan. Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian Direktorat Jenderal Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian Departemen Pertanian Halm: 1-4. Rahman B. 2008. http://www.alpensteel.com/article/51-113-energi-lain-lain/261-bahansiaran-iptek-diambil-dari-tulisan-yang-berjudul-biogas.html http://www.energi.lipi.go.id [rabu, 28 oktober 2009] Pambudi NA. 2009. Pemanfaatan Biogas Sebagai Energi Alternatif .http://www.unmul. ac.id/index.php?view=article&catid=40:macs-and-ipod&id=258:pemanfaatanbiogas-sebagaienergialternatif&option=com_content & Itemid = 27 [rabu, 28 oktober 2009]. Presiden Republik Indonesia, 2006, Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 Tentang Kebijakan Energi Nasional, Jakarta. http://www.alpensteel.com/article/67-107-energi-bio-gas/1813--kotoran-sapi-bisamenjadi -energi-biogas.html [rabu, 28 oktober 2009] http://www.alpensteel.com/article/67-107-energi-bio-gas/1055--biogas-mulai dikembangkan.html [rabu, 28 oktober 2009]

Triwahyudi S. Agustina SE. Wulandari D, 2008. Rancangan Unit Pembangkit Biogas Skala Rumah Tangga Bahan Baku Kotoran Sapi.

26