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.

Bioenergi 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

1

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.

2

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.

3

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

4

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.

5

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.

6

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.

7

Selulosa

Glukosa

Asam Lemak dan Alkohol

Metana + CO2

1. Hidrolisis (C6H10O5)n + nH2O n(C6H12O6) Selulosa Glukosa

2. Pengasaman (C6H12O6)n + nH2O CH3CHOHCOOH Glukosa Asam Laktat CH3CH2CH2COOH + CO2 + H2

Asam Butirat CH3CH2OH + CO2

Etanol

4H2 + CO2 2H2O + CH4

CH3CH2OH + CO2 CH3COOH + CH4

CH3COOH + CO2 CO2 + CH4

CH3CH2CH2COOH + 2H2 + CO2 CH3COOH + CH4

Metan

3. Metanogenik

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

8

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

9

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

10

(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.

11

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.

12

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,

13

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

14

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.

15

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

16

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.

17

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.

18