Mesin Konversi Energi

Karya Ilmiah (energi alternatif biogas)

PEMANFAATAN BIOGAS KOTORAN SAPI SEBAGAI ENERGI

ALTERNATIF

MUH.RIDWAN.L

032 290 084

TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat serta hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Karya ilmiah

Energi Alternatif Biogas dengan baik.

Dalam Penelitian ini kita dituntut untuk dapat memahami dan mengerti

tentang cara pembuatan dan pemanfaatan biogas. Ini adalah salah satu cara untuk

menanggulangi masalah kekurangan energi pada kalangan masyarakat.

Kami sadar bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna, maka kami

mengharapkan kritik dan saran yang sekiranya dapat digunakan untuk perbaikan

laporan-laporan berikutnya. Untuk itu kami kami ucapkan terima kasih dan

semoga laporan ini dapat memberikan manfaat serta menambah pengetahuan

tentang pembuatan dan pemanfaatan energi alternatif.

Terima kasih atas bantuannya serta pihak-pihak lain yang turut berperan

membantu menyelesaikan laporan ini.

Makassar, Mei 2012

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL…………………………………………………………i

KATA PENGANTAR……………………………………………………….ii

ABSTRAK………………………………………………………………….iii

DAFTAR ISI……………………………………………..………………..iv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang…………………………………………..

1.2 Masalah………………………………………………………

1.3 Tujuan penelitian…………………………………………….

1.4 Asumsi………………………………………………………..

BAB II HASIL DAN PEMBAHASAN DATA………………………………….

BAB III PENUTUPAN…………………………………………………………..

Kesimpulan dan Saran………………………………………………….

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Dalam era globalisasi sekarang ini, penggunaan energi dilakukan

besar-besaran. Padahal energi tersebut pasti akan habis apabila diambil

terus-menerus. Sebagai warga Indonesia yang berpendidikan, kita juga

harus memikirkan hal tersebut. Pandai-pandai mencari energi alternatif

yang ramah lingkungan.

Dengan memanfaatkan barang-barang disekitar kita, diharapkan agar 

dapat dibuat energi alternatif yang ramah lingkungan dan mengurangi

penggunaan bahan bakar fosil. Selain dapat mencemari lingkungan, bahan

bakar fosil juga dapat merusak lapisan ozon. Menurut penelitian, lapisan

ozon sekarang telah bolong dan semakin menipis. Tentu ini sangat

berbahaya bagi kelangsungan kehidupan di bumi, baik untuk manusia,

hewan, dan tumbuhan karena lapisan ozon dapat menahan sinar matahari

yang berbahaya, seperti sinar ultraviolet yang dapat menyebebkan kangker

kulit.

Salah satu sumber energi yang paling banyak digunakan adalah

minyak fosil atau BBM. Penggunaan BBM yang semakin meningkat telah

menyebabkan harga BBM meningkat secara derastis. Ketersediaan BBM

yang semakin menipis juga semakin menyebabkan harga BBM semakin

tidak terkendali.

Kondisi ini tentu sangat mengkhawatirkan, sebab hal ini dapat

menyebabkan meningkatnya semua kebutuhan pokok manusia. Di sisi

lain, pengembangan usaha peternakan juga menimbulkan permasalahan

tersendiri. Limbah ternak yang dihasilkan selama ini hanya dibiarkan

begitu saja, padahal limbah ternak ini dapat menyebabkan pencemaran

disegala aspek lingkungan. Menurut Crutzen (1986), kontribusi emisi

metan (CH4) dari peternakan mencapai 20-35% dari total emisi yang

dilepaskan ke atmosfir. Gas metan tersebut terbentuk melalui proses

fermentasi kotoran ternak (feses dan urine) oleh mikroba secara anaerob.

Limbah cair ternak dapat menyebabkan pencemaran lingkungan perairan.

Penelitian Wibowomoekti (1997) dari limbah cair RPH cakung, Jakarta

yang dialirkan ke sungai Buaran mengakibatkan kualitas air menurun,

yang disebabkan oleh kandungan sulfida dan amoniak bebas di atas kadar

maksimum kriteria kualitas air. Selain itu, limbah cair merupakan media

pertumbuhan yang baik untuk berbagai bibit penyakit seperti cacing dan

mikroba patogen lainnya.

Salah satu cara untuk mengatasi kedua permasalahan tersebut adalah

dengan pemanfaatan limbah ternak menjadi biogas. Namun

pengembangan biogas selama ini mengalami hambatan karena berbagai

sebab, misalnya faktor harga, ketersediaan bahan baku, presedur

operasional, dan lain sebagainya. Selama ini biogas yang dikembangkan

adalah tipe Fixedom, yaitu biogas yang dibuat dengan menggunakan

dinding semen yang berbentuk kubah. Biogas model ini memiliki kendala

dalam pengembangannya sebab biaya pembuatan instalasinya sangat rumit

dan memerlukan biaya yang sangat mahal. Selain itu, diperlukan kotoran

ternak yang cukup banyak sehingga diperlukan ternak yang dikandangkan

dalam jumlah besar. kondisi ini tentu sangat tidak sesuai dengan pola

peternak di Indonesia, dimana petani hanya memelihara ternak dalam

skala kecil (berkisar 2 – 5 ekor). Oleh karena itu, diperlukan suatu tipe

biogas yang dapat dibuat dari bahan baku lokal serta dapat digunakan pada

skala usaha peternakan rakyat yang sifatnya hanya sebagai usaha

sampingan.

Teknologi biogas merupakan teknologi yang relatif sudah sangat tua

dikembangkan dan digunakan di berbagai negara sejak puluhan tahun

yang lalu. Teknologi ini mudah diaplikasikan dan di operasikan bahkan di

berbagai belahan dunia, mulai dari pedalaman Afrika dengan teknik super

sederhana, sampai skala industri di Jerman. Teknologi ini sangat sesuai

dikembangkan di Bandar Pacitan, mengingat Pacitan merupakan salah satu

sentra penghasil ternak terbesar di Indonesia.

Selain potensi aplikasinya yang memadai (mudah dibuat), produksi

biogas juga memberikan nilai tambah ekonomis bagi masyarakat sebagai

sarana penyedia energi siap pakai. Berdasarkan basis perhitungan

pemanfaatan kotoran 2 ekor sapi, maka produksi biogas dapat mencapai

1m3 perhari. 1 m3 Biogas setara dengan:

         60-100 watt lampu bohlam selama 6 jam.

         5-6 jam memasak menggunakan kompor gas

         Setara dengan 0,7 liter bensin

         Dapat memproduksi 1,25 kwh listrik.

Jika kita menggantungkan terus pada Bahan Bakar Minyak (BBM) dan

Gas sebagai energi utama tanpa mencari alternatif lain maka beban hidup

akan semakin berat terutama masyarakat kecil pedesaan padahal ada

alternatif yang mudah dengan membuat biogas dari kotoran ternak.

Pemerintah sudah saatnya mengalokasikan sebagian dari pengurangan

subsidi BBM untuk mengembangkan biogas dari kotoran ternak keseluruh

pelosak pedesaan.

Memang penemuan ini adalah inovasi baru yang cukup mengejutkan,

mengingat bahwa di Indonesia terdapat sekitar 11,3 juta ekor sapi yang

kalau 50% nya dimanfaatkan kotorannya untuk biogas, Indonesia bisa

menghemat Rp.7,8 triliun/tahun. Selain sumber energi altenatif, teknologi

biogas juga membantu dalam mengurangi volume limbah buangan. Selain

itu, teknologi ini juga tergolong ramah lingkungan. Metana dalam biogas,

bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara dan menghasilkan

energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit.

1.2 Masalah

* Jangkauan masalah

Penelitian di atas memiliki sejumlah permasalahan yang dapat dijadikan

sebagai objek penelitian. Sejumlah permasalahan tersebut dapat

dideskripsikan sebagai berikut,

(1)               Kotoran sapi dapat dijadikan pupuk

(2)               Kotoran sapi dapat mencemari lingkungan

(3)               Kotoran sapi dapat dijadikan biogas

(4)               Kotoran sapi dapat menimbulkan penyakit

(5)               Kotoran sapi dapat dijadikan bahan baku pembuatan batu bata

(6)               Kotoran sapi dapat menimbulkan bau tak sedap

(7)               Kotoran sapi dapat merusak pemandangan

(8)               Kotoran sapi dapat mencemari air

* Pembatasan masalah

Seperti yang dideskripsikan di atas bahwa permasalahan yang terkandung

dalam penelitian ini sangat luas. Untuk mengkaji/membahas

keseluruhannya, tentu saja diperlukan teori yang tidak sedikit, waktu yang

banyak, serta kemampuan yang cukup memadai untuk mengerjakannya.

Lebih-lebih dengan adanya prioritas kepentingan, ketertarikan, dn

keterbatasan, kemampuan peneliti utuk mengerjakan semua permasalahan

yang ada, maka peneliti masih merasa perlu untuk membatasi sasaran

pengkajian dalam penelitian ini.

Dengan dasar alas an di atas. Peneliti membatasi permasalahan penelitian

pada unsur proses pengolahan kotoran sapi menjadi biogas, pemanfaatan

biogas dari kotoran sapi saja. Unsur-unsur proses pengolahan kotoran sapi

menjadi biogas dan pemanfaatan biogas dari kotoran sapi yang dimaksud

dalam penelitian ini adalah unsure proses penolahan kotoran spi menjadi

biogas dan pemanfaatan biogas dari kotoran sapi yang terdapat di Kota

Magetan.

* Rumusan masalah

Agar penemuan ini lebih mudah dan terarah, maka peneliti perlu

merumuskan masalah yang telah dipilihnya itu. Rumusan masalah tersebut

adalah sebagai berikut,

(1)         Bagaimanakah pengolahan kotoran sapi menjadi biogas.

(2)         Bagaimanakah pemanfaatan biogas dari kotoran sapi sebagai energi

alternatif.

1.3  Tujuan penelitian

Tujuan umum penelitian ini adalah untuk memperoleh gambaran yang

objektif tentang pengolahan kotoran sapi menjadi biogas dan pemanfaatan

biogas dari kotoran sapi ini.

1.4 Asumsi

      Penelitian ini berpegang pada sejumlah asumsi sebagai berikut,

(1)               Penyediaan tempat untuk fermentasi

(2)               Proses penyediaan bahan

(3)               Proses pengolahan bahan menjadi biogas

4)               Proses pemanfaatan bigas dari kotoran sapi

(5)               Proses sosialisasi biogas kepada masyarakat

(6)               Proses penyaluran biogas ke rumah-rumah warga

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Pustaka

Pada tinjauan pustaka ini, akan dibahas masalah-masalah yang berkaitan

dengan penelitian ini. Masalah-masalah tersebut yaitu,

(1)               Pengertian Pemanfaatan

(2)               Pengertian Biogas

(3)               Pengertian Kotoran

(4)               Pengertian Sapi

(5)               Pengertian Energi Alternatif

Pembahasan yang berhubungan dengan masalah-masalah di atas

dimaksudkan untuk memperluas wawasan pengetahuan yang terkandung

dalam penelitian ini. Dalam tinjauan pustaka, tidak semua pembahasan dapat

dijadikan teori sebagai landasan penelitian.

a. Pemanfaatan

(1). Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia edisi 3 tahun

2001.Pemanfaatan yaitu proses, cara, perbuatan memanfaatkan

sumber alam untuk pembangunan.

(2).   Menurut Kamus Umum Bahasa Indonesia Badudu Zain tahun

1996.Pemanfaatan yaitu hal, cara, hasil kerja, memanfaatkan.

2.1.2 Hakikat Biogas

a. Pengertian Biogas

(1) Menurut Faursyah Rosyidin

Biogas adalah media penghasil energi yang sederhana dan ramah

lingkungan. Selain sebagai energi yang terbarukan (dimanfaatkan

dari limbah ternak) juga sangat cocok dengan Indonesia sebagai

Negara agraria yang memiliki 7.696.896 ekor (2008) populasi ternak

sapi, sehingga mampu dimanfaatkan secara kolektif dalam usaha

pemenuhan energi dalam negeri. Jika satu ekor sapi menghasilkan 20

kg feses, dengan menambah lima ekor sapi lagi bisa menghasilkan

energi listrik sebanyak 2.500 watt yang mampu menyala selama lima

jam. Selain itu juga akan dihasilkan gas metan sebanyak 650 gram

per jamnya yang setara dengan tiga kilogram gas elpiji.

(2) Menurut Kasinius (anggota IKAPI) dalam bukunya Teknologi Tepat

Guna Membuat Biogas

Biogas adalah gas yang dapat dihasilkan dari fermentasi feses

(kotoran) ternak, misalnya : kotoran sapi, kambing, ayam, kerbau,

babi dan lain-lain dalam suatu ruangan yang disebut “digester”.

Komponen utamanya adalah methan diasamping komponen yang

lain.

(3) Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, edisi 3 tahun 2001

Biogas adalah gas yang terbuat dari kotoran ternak.

(4) Menurut Yuary Pertenakan

Biogas adalah gas produk akhir pecernaan atau degradasi anaerobik

bahanbahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam

lingkungan bebas oksigen atau udara.

(5) Menurut Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas

anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk

diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah

tangga), sampahbiodegradable atau setiap limbah organik

yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama

dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida.

(6) Menurut Echo

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh proses biologis

yang anaerob (tanpa bersentuhan dengan oksigen bebas) yang terdiri

dari kombinasi methane (CH4), karbon dioksida (CO2), Air dalam

bentuk uap (H20), dan beberapa gas lain seperti hidrogen sulfida

(H2S), gas nitrogen (N2), gas hidrogen (H2) dan jenis gas lainnya

dalam jumlah kecil. Secara lebih singkat, biogas dapat diartikan

sebagai “gas yang diproduksi oleh makhluk hidup”.

(7) Menurut Dekfendy

Biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik

(tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan gas yang sebagian

besar adalah berupa gas metan (yang memiliki sifat mudah terbakar)

dan karbon dioksida, gas inilah yang disebut biogas.

(8) Menurut Yulius Haflan

Biogas ini adalah energi alternatif hasil fermentasi dari kotoran

organik yang menghasilkan gas metan. Pembuatan dan penggunaan

biogas sebagai energi seperti layaknya energi dari kayu bakar, minyak

tanah, gas, dan sebagainya sudah dikenal sejak lama, terutama di

kalangan petani Inggris, Rusia dan Amerika Serikat.

(9) Menurut Kamase Kare

Biogas merupakan gas campuran metana (CH4), karbondioksida

(CO2) dan gas lainnya yang didapat dari hasil penguraian material

organik seperti kotoran hewan, kotoran manusia, tumbuhan oleh

bakteri pengurai metanogen pada sebuah biodigester

(10) Menurut Rieko Cristian

 Biogas merupakan salah satu dari jenis biofuel, bahan bakar yang

bersumber dari makhluk hidup dan bersifat terbarukan. Berbeda dari

bahan bakar minyak bumi dan batu bara, walaupun proses awal

pembuatannya juga dari makhluk hidup, namun tidak dapat

diperbaharui karena pembentukan kedua bahan bakar tersebut

membutuhkan waktu jutaan tahun. Biofuel sendiri merupakan salah

satu contoh biomassa. Sesuai dengan namanya, Biogas adalah bahan

bakar berbentuk gas.

(11) Menurut Nugroho Agung Pambudi

Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material

organik dengan bantuan bakteri. 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.

Dari uraian tentang pengertian biogas di atas dapat disimpulkan

bahwa Biogas adalah gas mudah terbakar(flammable) yang

dihasilkan dari prosesfermentasi bahan-bahan organik oleh

bakteri-bakteri anaerob (bakteri yang hidupdalam kondisi kedap

udara). Pada umumnya semua jenis bahan organik bisa di proses

untuk menghasilkan biogas, namun demikian hanya bahan

organik(padat, cair) homogen seperti kotoran dan urine (air kencing)

hewan ternak yang cocok untuk sistem biogas sederhana.

Paling tidak, ada dua macam Biogas yang dikenal saat ini, yaitu

Biogas (yang juga sering disebut gas rawa) dan Biosyngas. Perbedaan

mendasar dari kedua bahan diatas adalah cara pembuatannya. Biogas

dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik dengan

bantuan bakteri anaerob pada lingkungan tanpa oksigen bebas. Energi

biogas didominasi oleh gas metana (CH4) 60%-70%, karbondioksida

40%-30% dan beberapa gas lainnya dalam jumlah yang lebih kecil.

Sedangkan Biosyngas (atau lebih sering disingkat Syngas atau

Producer Gas) adalah produk antara (intermediate) yang dibuat

melalui proses gasifikasi thermokimia dimana pada suhu tinggi

material kaya karbon seperti batubara, minyak bumi, gas alam atau

biomassa dirubah menjadi karbon monoksida (CO) dan hidrogen

(O2). Apabila bahan bakunya batubara, minyak bumi dan gas alam,

maka disebut Syngas, sedangkan jika bahan bakunya biomassa maka

disebut Biosyngas. Biosyngas dapat digunakan langsung menjadi

bahan bakar atau sebagai bahan baku untuk proses kimia lainnya.

Ada tiga kelompok bakteri yang berperan dalam proses pembentukan

biogas, yaitu:

(1)    Kelompok bakteri fermentatif: Steptococci, Bacteriodes, dan 

beberapa jenis Enterobactericeae

(2)     Kelompok bakteri asetogenik: Desulfovibrio

(3)               Kelompok bakteri

metana: Mathanobacterium, Mathanobacillus,Methanosacaria,

dan Methanococcus

* Sejarah Biogas

Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah

memanfaatkan gas alam ini dengan cara dibakar untuk menghasilkan

panas. Namun, orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan

proses pembusukan bahan sayuran adalah Alesandro volta(1776)

sedangakan Wilia Henry pada tahun 1806 mengidetifikasi gas yang dapat

terbakar tersebut sebagai methan(CH4). Becham(1868), Louis pasteur dan

Tappeiner(1882), memeperlihatkan asal mikrobiologis dari pembetukan

methan.

            Akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan

Jerman dan Perancis melakukan riset beberapa unit pembangkit biogas

dengan memanfaatkan limbah pertanian pada massa antara dua perang

dunia. Selama perang dunia II banyak petani inggris dan benua Eropa yan

membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk

menggerakkan traktor. Karena harga BBM semakin murah dan mudah

untuk mendapatkannya. Pada tahun 1950-an pemakaian biogas di Eropa

ditinnggalkan. Di negara-negara berkembang juga demikian karean harga

energi yang murah dan selalu tersedia. Ini memebuat biogas kurang

berkembang.

            Biogas bukanlah teknologi baru. Sejumlah negara telah

mengplikasikan puluhan tahun lalu, seperti Rusia dan Amerika Serikat.

Negara yang populasi ternaknya besar, seperti Amerika Serikat, India,

Taiwan, China dan Korea telah memanfaatkan kotoran ternak sebagai

bahan baku pembuatan bahan bakar. Di benua Asia, India merupakan

negra pelopor dan pengguna energi biogas sejak masih dijajah inggris.

Kegiatan produksi biogas di India dilakukan sejak abad ke-19. Alat

pencerna anaerobik pertama dibangun di India pada tahun 1900. Bahkan

negara tersebut memiliki lembaga khusus yang meneliti pemanfaatan

limbah kotoran ternak yang disebut Agriculture Research Institute dan

Gobar Gas Research Station. Sementara di negara kita baru mulai

mengadopsi teknologi pembuatan biogas awal tahun 1970-an.

            Negara berkembang lainya, seperti China, Filipina , Korea, Taiwan

dan Papua Nugini telah melakukan berbagai riset dan pengembagan alat

pembangkit gas bio dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat

kedap udara dengan bagian- bagian pokok terdiri atas pencerna(digester)

lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil

pencernaan serta pipa penyaluran gas methan dapat digunakan untuk

menggerakan 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, seperti halnya LPG.(Rama,2007)

* Biodegester Biogas

  BAGAIMANA MEMBUAT BIODIGESTER YANG OPTIMAL

Membuat biodigester gampang-gampang susah. Gampang, karena

konstruksi biodigester yang sangat sederhana. Susah, karena tidak semua

konstruksi biodigester menghasilkan biogas yang diinginkan. Kunci

dalam pembuatan biodigester adalah pada perencanaan yang matang.

Dalam pembangunan biodigester, ada beberapa hal yang harus

dipertimbangkan, yaitu:

(1)   Lingkungan abiotis

Biodigester harus tetap dijaga dalam keadaan abiotis (tanpa kontak

langsung dengan Oksigen (O2). Udara (O2) yang memasuki

biodigester menyebabkan penurunan produksi metana, karena bakteri

berkembang pada kondisi yang tidak sepenuhnya anaerob.

(2) Temperatur

Secara umum, ada 3 rentang temperatur yang disenangi oleh bakteri,

yaitu:

(a) Psicrophilic (suhu 4 – 20 C) -biasanya untuk negara-negara

subtropics atau beriklim dingin

(b) Mesophilic (suhu 20 – 40 C)

(c) Thermophilic (suhu 40 – 60 C) – hanya untuk men-digesti

material, bukan untuk menghasilkan biogas

Untuk negara tropis seperti Indonesia, digunakan unheated

digester(digester tanpa pemanasan) untuk kondisi temperatur

tanah 20 – 30 C.

(3) Derajat keasaman (pH)

Bakteri berkembang dengan baik pada keadaan yang agak asam

(pH antara 6,6 – 7,0) dan pH tidak boleh di bawah 6,2. Karena itu,

kunci utama dalam kesuksesan operasional biodigester adalah

dengan menjaga agar temperatur konstan (tetap) dan input

material sesuai.

(4) Rasio C/N bahan isian

Syarat ideal untuk proses digesti adalah C/N = 25 – 30. Karena

itu, untuk mendapatkan produksi biogas yang tinggi, maka

penambangan bahan yang mengandung karbon (C) seperti jerami,

atau N (misalnya: urea) perlu dilakukan untuk mencapai rasio

C/N = 25 – 30. Berikut tabel yang menunjukkan kadar N dan

rasio C/N dari beberapa jenis bahan organik.

(5) Kebutuhan Nutrisi

Bakteri fermentasi membutuhkan beberapa bahan gizi tertentu

dan sedikit logam. Kekurangan salah satu nutrisi atau bahan

logam yang dibutuhkan dapat memperkecil proses produksi

metana. Nutrisi yang diperlukan antara lain ammonia (NH3)

sebagai sumber Nitrogen, nikel (Ni), tembaga (Cu), dan besi (Fe)

dalam jumlah yang sedikit. Selain itu, fosfor dalam bentuk fosfat

(PO4), magnesium (Mg) dan seng (Zn) dalam jumlah yang sedikit

juga diperlukan. Tabel berikut adalah kebutuhan nutrisi bakteri

fermentasi.

(6) Kadar Bahan Kering

Tiap jenis bakteri memiliki nilai “kapasitas kebutuhan air”

tersendiri. Bila kapasitasnya tepat, maka aktifitas bakteri juga

akan optimal. Proses pembentukan biogas mencapai titik

optimum apabila konsentrasi bahan kering terhadap air adalah

0,26 kg/L.

(7) Pengadukan

Pengadukan dilakukan untuk mendapatkan campuran substrat

yang homogen dengan ukuran partikel yang kecil. Pengadukan

selama proses dekomposisi untuk mencegah terjadinya benda-

benda mengapung pada permukaan cairan dan berfungsi

mencampur methanogen dengan substrat. Pengadukan juga

memberikan kondisi temperatur yang seragam dalam biodigester.

(8) Zat Racun (Toxic)

Beberapa zat racun yang dapat mengganggu kinerja biodigester

antara lain air sabun, detergen, creolin. Barikut adalah tabel

beberapa zat beracun yang mampu diterima oleh bakteri dalam

biodigester (Sddimension FAO dalam Ginting, 2006)

(9) Pengaruh starter

Starter yang mengandung bakteri metana diperlukan untuk

mempercepat proses fermentasi anaerob. Beberapa jenis starter

antara lain:

(a) Starter alami, yaitu lumpur aktif seperti lumpur kolam ikan, air

comberan atau cairan septic tank, sludge, timbunan kotoran,

dan timbunan sampah organik

(b) Starter semi buatan, yaitu dari fasilitas biodigester dalam

stadium aktif

(c) Starter buatan, yaitu bakteri yang dibiakkan secara

laboratorium dengan media buatan.

  Jenis Biodigester

Ada beberapa jenis biodegester biogas yang dikembangkan diantaranya

adalah biodegester yang dibedakan berdasarkan konstruksinya, seperti

reaktor jenis kubah tetap (Fixed-dome), reaktor terapung (Floating drum),

reaktor jenis balon, jenis horizontal, jenis lubang 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 reaktor sedehana dalam skala kecil.

(1) Fixed dome plant,

Reaktor ini disebut juga reaktor china. Dinamakan demikian karena

reaktor ini dibuat pertama kali di chini 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,baik bakteri pembentuk

asam ataupun bakteri pembentu gas metana. bagian ini dapat dibuat

dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau beton.

Strukturnya harus kuat karna menahan gas aga tidak terjadi kebocoran.

Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah

tetap karena bentunknya 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.

Energi Alternatif

Energi alternatif adalah istilah yang merujuk kepada semua energi yang

dapat digunakan yang bertujuan untuk menggantikan bahan bakar konvensional

tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut. Umumnya, istilah ini

digunakan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar hidrokarbon yang

mengakibatkan kerusakan lingkungan akibat emisi karbon dioksida yang tinggi,

yang berkontribusi besar terhadap pemanasan

global berdasarkan Intergovernmental Panel on Climate Change. Selama beberapa

tahun, apa yang sebenarnya dimaksud sebagai energi alternatif telah berubah

akibat banyaknya pilihan energi yang bisa dipilih yang tujuan yang berbeda dalam

penggunaannya.

Istilah "alternatif" merujuk kepada suatu teknologi selain teknologi yang

digunakan pada bahan bakar fosil untuk menghasilkan energi. Teknologi alternatif

yang digunakan untuk menghasilkan energi dengan mengatasi masalah dan tidak

menghasilkan masalah seperti penggunaan bahan bakar fosil.

Oxford Dictionary mendefinisikan energi alternatif sebagai energi yang

digunakan bertujuan untuk menghentikan penggunaan sumber daya alam atau

pengrusakan lingkungan.

Energi

Definisi energi adalah daya kerja atau tenaga, energi berasal

dari bahasa Yunani yaitu energia yang merupakan kemampuan untuk

melakukan usaha. Energi merupakan besaran yang kekal, artinya

enegi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi dapat diubah

dari bentuk satu ke bentuk yang lain. Secara singkat energi adalah

usaha untuk melakukan sesuatu.

Metode Penelitian

Adapun langkah-langkah dalam penelitian ini meliputi 3 tahap, yaitu tahap

persiapan, tahap pelaksanaan dan tahap ujicoba. Deskripsi masing-masing

tahap adalah sebagai berikut,

Tahap Pelaksanaan ( Pembuatan Biogas )

Kegiatan dalam tahap pelaksanaan ini adalah melakukan pembuatan

biogas dari kotoran sapi berdasarkan alat dan bahan yang disiapkan.

Adapun Langkah-langkah pembuatan biogas secara singkat adalah sebagai

berikut,

(1)  Menyediakan wadah atau bejana untuk mengolah kotoran organik

menjadi biogas. Kalau hanya diperuntukkan secara pribadi, cukup

menggunakan bak yang terbuat dari semen yang cukup lebar atau

drum bekas yang masih cukup kuat. Selain itu perlunya kesediaan

kotoran hewan (baik sapi maupun kambing) yang merupakan bahan

baku biogas. Kalau sulit mencari kotoran hewan, maka percuma aja.

Untuk itu diperlukan survey terlebih dahulu. Atau kalau mau sedikit

niat, septik tank bisa dimanfaatkan seperti yang dilakukan di India.

(2)  mencampurkan kotoran organik tersebut dengan air. Biasanya

campuran antara kotoran dan air menggunakan perbandingan 1:1 atau

bisa juga menggunakan perbandingan 1:1,5. Air berperan sangat

penting di dalam proses biologis pembuatan biogas. Artinya jangan

terlalu banyak (berlebihan) juga jangan terlalu sedikit (kekurangan).

(3)  Temperatur selama proses berlangsung, karena ini menyangkut

"kesenangan" hidup bakteri pemroses biogas antara 27 - 28 derajat

celcius. Dengan temperatur itu proses pembuatan biogas akan berjalan

sesuai dengan waktunya. Tetapi berbeda kalau nilai temperatur terlalu

rendah (dingin), maka waktu untuk menjadi biogas akan lebih lama.

(4)  Kehadiran jasad pemroses, atau jasad yang mempunyai kemampuan

untuk menguraikan bahan-bahan yang akhirnya membentuk CH4 (gas

metan) dan CO2. Dalam kotoran kandang, lumpur selokan ataupun

sampah dan jerami, serta bahan-bahan buangan lainnya, banyak jasad

renik, baik bakteri ataupun jamur pengurai bahan-bahan tersebut

didapatkan. Tapi yang menjadi masalah adalah hasil uraiannya belum

tentu menjadi CH4 yang diharapkan serta mempunyai kemampuan

sebagai bahan bakar.

(5)  Untuk mendapatkan biogas yang diinginkan, bak penampung (bejana)

kotoran organik harus bersifat anaerobik. Dengan kata lain, tangki itu

tak boleh ada oksigen dan udara yang masuk sehingga sampah-

sampah organik yang dimasukkan ke dalam bioreaktor bisa dikonversi

mikroba. Keberadaan udara menyebabkan gas CH4 tidak akan

terbentuk. Untuk itu maka bejana pembuat biogas harus dalam

keadaan tertutup rapat.

(6)  Setelah proses ini selesai, maka selama dalam kurun waktu 1 minggu

didiamkan, maka gas metan sudah terbentuk dan siap dialirkan untuk

keperluan memasak. Namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan

dalam memanfaatkan biogas. Seperti misalnya sifat biogas yang tidak

berwarna, tidak berbau dan sangat cepat menyala. Karenanya kalau

lampu atau kompor mempunyai kebocoran, akan sulit diketahui

secepatnya. Berbeda dengan sifat gas lainnya, sepeti elpiji, maka

karena berbau akan cepat dapat diketahui kalau terjadi kebocoran pada

alat yang digunakan. Sifat cepat menyala biogas, juga merupakan

masalah tersendiri. Artinya dari segi keselamatan pengguna. Sehingga

tempat pembuatan atau penampungan biogas harus selalu berada jauh

dari sumber api yang kemungkinan dapat menyebabkan ledakan kalau

tekanannya besar.

BAB II

HASIL DAN PEMBAHASAN DATA

Hasil Percobaan

Berdasarkan penelitian langsung terhadap sampel yang ditentukan selama

3 bulan, diperoleh kesimpulan bahwa kotoran sapi yang biasanya hanya

digunakan untuk kompos atau bahkan dibuang dapat energi alternatif yang dapat

diperbaharui yaitu berupa biogas.

Adapun data yang didapat dari hasil ujicoba terhadap biogas adalah

sebagai berikut,

Pembahasan

Karakteristik biogas yang berasal dari kotoran sapi

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan terhadap biogas

kotoran sapi, maka dapat dibahas sebagai berikut,

(1) Kalori Biogas

Jika dibandingkan dengan bahan bakar nabati lainnya, nilai kalori

Biogas sangat tinggi. Oleh sebab itu, aplikasi penggunaan biogas bisa

dikembangkan untuk memasak dan penerangan (menghasilkan listrik).

(2) Komponen Biogas

Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi

metana (CH4). 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

(CO2). 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 (SO2 / SO3).

senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk

Sulphur acid (H2SO3) 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.

(3) Biogas yang terbuat dari campuran kotoran sapi dan sisa pertanian

memiliki berbagai komponen yang kuantitasnya lebih banyak daripada

biogas yang terbuat dari kotoran sapi saja.

(4) Sesuai dengan uji minat pada 10 responden, diperoleh hasil :

(a) 60% menyatakan berminat menggunakan biogas, dikarenakan

berbagai hal. Seperti, semakin mahalnya harga berbagai kebutuhan

rumah tangga yang mengakibatkan pemotongan uang belanja,

banyaknya kasus gas LPG dari pemerintah yang meledak,

mengurangi global warming dll.

(b) 10% menyatakan ragu-ragu karena menunggu kepastian halal-

haram biogas digunakan dalam kegiatan sehari-hari. Seperti

memasak, listrik, dll.

(c) 30% menyatakan tidak berminat menggunakan biogas karena

berbagai hal. Seperti : rasa jijik, mengingat biogas ini terbuat dari

kotoran sapi, belum dapat membuat, mengoperasikan, dan merawat

biogas, adanya rasa takut jikalau biogas membuat masakan berbau

tak sedap atau semacamnya dll.

BAB III

PENUTUPAN

Kesimpulan

Harga bahan bakar minyak yang makin meningkat dan ketersediaannya

yang makin menipis serta permasalahan emisi gas rumah kaca merupakan

masalah yang dihadapi oleh masyarakat global. Upaya pencarian akan

bahan bakar yang lebih ramah terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui

merupakan solusi dari permasalahan energi tersebut. Untuk itu indonesia

yang memiliki potensi luas wilayah yang begitu besar, diharapkan untuk

segera mengaplikasi bahan bakar nabati. Dalam masalah ini biogas adalah

solusi yang paling tepat. Biogas yang merupakan sistem teknologi penghasil

energi dengan menggunakan bahan baku kotoran atau sampah organik.

Menerapkan sistem fermentasi bakteri diciptakanlah alat biogas yang dapat

dipergunakan sebagai penghasil energi dan pembangkit listrik. Bahan yang

mudah didapatkan dan biaya yang tidak mahal sangat membantu masyarakat

dalam menyelasaikan permasalahan ekonomi khususnya dengan naiknya

harga BBM

Kesimpulan sementara yang penulis peroleh dari percobaan pembuatan dan

instalasi pembangkit biogas dari kotoran sapi ini adalah :

(1)Adanya resistensi dari pengguna biogas (yang adalah ibu rumah tangga

peternak, yang terbiasa menggunakan tungku kayu bakar) untuk

menggunakan kompor biogas. Beberapa alasan yang dapat penulis

tangkap adalah faktor psikologis akan bahaya kebakaran atau meledak

dan juga kecenderungan untuk memang resisten terhadap teknologi

teknologi baru yang dipandang cukup rumit.

Namun setelah dilakukan pengamatan beberapa hari, kecenderungan ini

perlahan lahan mulai hilang, ditandai dengan adanya laporan yang

menyatakan bahwa kompor biogas hasilnya cukup bagus.

Akan tetapi penulis cukup yakin bahwa lambat laun teknologi ini dapat

diterima oleh pengguna yang ditandai bahwa mereka cukup senang

dengan adanya kompor yang tidak menimbulkan polusi dan tidak merusak

alat-alat masak.

(2) Tujuan utama dalam implementasi biogas biasanya adalah sebagai

energi pengganti yang dapat mengurangi biaya yang diperlukan untuk

memasak. Nampaknya hal ini harus kita tinjau ulang secara lebih

seksama. Mengapa ?. Karena faktanya, penggunaan tungku kayu bakar

berbahan tanah liat membutuhkan biaya yang lebih murah dari biogas,

lebih mudah dibuat, dioperasikan dan di rawat. Bila dibandingkan dengan

perapian kayu bakar biasa, tungku tanah liat menggunakan bahan bakar

lebih irit dan tidak menimbulkan polusi asap di dalam ruangan (karena

memiliki cerobong keluar). 

Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang telah diperoleh, maka dirasa perlu

memeberikan saran-saran yang masih berkaitan dengan objek penelitian

ini,

(1) Semoga masyarakat luas dapat mempraktikan teknologi ini secara

langsung. Penulis telah menyediakan banyak cara dalam membuat

biogas (pada bab II), sehingga pembaca dapat memilih cara yang

paling mudah dan singkat serta bisa langsung dipraktikan.

(2)   Teknologi biogas ini terus dikaji lebih dalam, agar dapat menarik

masyarakat untuk menggunakannya.

(3)   Adanya sosialisasi dan penyuluhan dari para peneliti ilmuan atau

pemerintah terhadap masyarakat luas. Hal ini bertujuan agar

masyarakat luas berminat menggunakan biogas kotoran sapi ini serta

tidak ada keraguan dalam menggunakan biogas.

(4)   Saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat dinantikan

oleh penulis, hal ini bertujuan agar penulis dapat menyusun kartya

tulis yang lebih baik lagi pada masa yang akan dating.

DAFTAR PUSTAKA

Asep Bayu, dkk. Biogas sebagai Peluang Pengembangan Energi Alternatif.

http://megtech.net/?P=80

Burhani Rahman. Biogas Sumber Energi Alternatif.

http://binacc.blogspot.com/2008/06/contoh-karya-ilmiah-kelas-x.html

Agung Pambudi. Pemanfaatan Biogas sebagai Energi Alternatif.

http://www.dikti.go.id http://ditnaga-dikti.org-admin@dikti.org

Agus Mardiansyah. Re: Cara membuat Biogas? bagaimana???.

http://www.blogspot.com-admin@blogsspot.com

Daugherty E.C, 2001, Biomass Energy Systems Efficiency:Analyzed through a

Life Cycle Assessment, Lund Univesity.

LAMPIRAN

Tabel Hasil Pengujian kalori (KJ/Kg) terhadap Biogas yang dibandingkan

dengan bahan bakar lain

Bahan Bakar Nilai Kalori ( KJ/Kg )

Biogas 15.000 KJ/Kg

Arang 7.000 KJ/Kg

Kayu 2.400 KJ/Kg

Minyak Tanah 8.000 KJ/Kg

Tabel Hasil Pengujian komponen yang terdapat dalam Biogas (%)

Komponen %

Metana (CH4) 55-75

Karbon dioksida (CO2) 25-45

Nitrogen (N2) 0-0.3

Hidrogen (H2) 1-5

Hidrogen sulfida (H2S) 0-3

Oksigen (O2) 0.1-0.5

Tabel 9. Hasil pengujian komposisi biogas (%) kotoran sapi dan campuran

kotoran ternak dengan sisa pertanian

Jenis gasBiogas

Kotoran sapi Campuran kotoran + sisa pertanian

Metan (CH4) 65,7 54 – 70

Karbon dioksida (CO2) 27,0 45 – 57

Nitrogen (N2) 2,3 0,5 - 3,0

Karbon monoksida (CO) 0 0,1

Oksigen (O2) 0,1 6,0

Propena (C3H8) 0,7 -

Hidrogen sulfida(H2S) - Sedikit

Nilai kalor (kkal/m2) 6513 4800 – 6700

Keterangan :

Dari uji minat terhadap 10 responden, dapat diketahui bahwa 60%

responden menyatakan berminat menggunakan Biogas, 10% menyatakan masih

ragu-ragu, dan 30% responden menyatakan tidak berminat menggunakan biogas.