pendahuluan - peternakan.unpad.ac.idpeternakan.unpad.ac.id/wp-content/uploads/modul...

Program LiBEC Fakultas Peternakan UNPAD Program LiBEC Fakultas Peternakan UNPAD

Pendahuluan

KERAGAAN PROGRAM LiBEC

Livestock Bioenergi Conversion (Program LiBEC)

merupakan suatu rangkaian kegiatan yang berkaitan

dengan pengolahan limbah peternakan; dilaksanakan

oleh Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran

sebagai bagian dari amanat Tridharma Perguruan

Tinggi. Secara umum, program ini merupakan aplikasi

dari konsep Sustainable Livestock Tachno Park (SLTP)

yang terdiri atas dua koridor kegiatan; yaitu kegiatan

penelitian dan pengabdian kepada masyarakat yang

memfokuskan diri pada pemanfaatan limbah

peternakan sebagai sumber energi alternatif.

Penelitian mengenai teknologi gasifikasi pada limbnah

peternakan serta diseminasi dan penerapannya telah

dilaksanakan oleh sivitas Fakultas Peternakan UNPAD

sejak tahun 1968 (Martanegara, 1973). Teknologi ini

telah diaplikasikan melalu pembangunan wilayah


percontohan di beberapa kawasan sentra peternakan

di Indonesia dalam kurun waktu 1978-1983.

Beberapa dari wilayah percontohan tersebut adalah

Aceh, Padang, Jambi, Lampung, Jawa Barat dan

Timor-Timur.

Kontruksi logis yang dibangun di dalam program ini

adalah sebagai berikut :

(1) Limbah ternak telah menjadi salah satu faktor

yang memcepat laju degradasi lingkungan.

Pengolahan limbah ternak menjadi material yang

“ramah” lingkungan memiliki arti yang sama

dengan menjamin keberlanjutan sektor

peternakan di masa depan.

(2) Rumahtangga pedesaan sebagai basis sektor

peternakan (dan pertanian secara umum) juga

memiliki tingkat konssumsi minyak dan listrik

yang cukup besar. Dengan kata lain,

ketergantungan rumahtangga pedesaan terhadap

energi yang diperoleh dar sumber eksternal

menyebabkan kerentanan kesejahteraan ketika

terjadi gejolak harga energi.

(3) Teknologi pengolahan dan konversi limbah ternak

yang telah dikenal sejak lama relatif bukanlah

merupakan teknologi yang sifatnya kompleks

(appropriate technology). Berdasarkan kegiatan

yang telah dilakukan terdahulu, penerapan

teknologi ini (instalasi perangkat pengolahan)

bersifat sangat mudah, fleksibel dan relatif

murah.

Substansinya, terdapat peluang bagi masyarakat

peternakan Indonesia untuk menghasilkan energi

secara mandiri.

Begitu besar manfaat yang dapat dihasilan limbah

ternak seharusnya dapat menjadi insentif bagi

masyarakat peternakan untuk segera mengadopsi

dan menerapkan teknologi gasifikasi. Namun


faktanya, proses adopsi berlangsung sangat lambat

dan terkendala. Berdasarkan pengamatan, apatisme

dan keengganan peternak untuk mencoba dan

menerapkan teknologi tersebut dilatarbelakangi oleh

fenomena risk aversion (menghindari resiko dari

ketidakpastian) yang merupakan tipikal masyarakat

agraris secara umum.

Berdasarkan fenomena tersebut, LiBEC secara spesifik

memfokuskan diri pada perancangan dan

penerapan energi rekayasa kelembagaan sosial

(social – institusional engineering); yang

bertujuan untuk memfunsikan kelembagan yang

dapat dengan efektif memicu peningkatan partisipasi

masyarakat peternakan dalam menerapkan teknologi

gasifikasi limbah ternak secara mandiri. Dalam

pelaksanaannya, rekayasa tersebut dilakukan melalui

beragam metode, mulai dari pembentukan kelompok

percontohan beserta demplot (demonstration plot)

sampai dengan pembentukan lembaga pembiayaan

pedesaan yang bersifat partisipatif (microfinance).

Sampai saat ini, model-model kelembagaan tersebut

telah dapat difungsikan di beberapa wilayah yang

menjadi binaan LiBEC.

Selain dari wilayah yang telah menjadi binaan,

terdapat beberapa wilayah lainnya yang menjadi

target pengembangan dalam jangka pendek; seprti

Kec. Cidaun Kab. Cianjur, Kec. Bayongbong kab.

Garut, Kab. Sijunjung Prop. Sumatra Barat, Kan.

Mamuju dan Plewali-Mandar Prop. Sulbar dan

beberapa kabupaten di Prop. Kalimantan Timur.

Apa Biogas Itu ?

Biogas atau Gasbio adalah bahan bakar berupa gas

yang dihasilkan dari proses fermentasi anaerob oleh

mikroorganisme dari bahan organik, seperti limbah

pertanian, kotoran ternak, kotoran manusia atau


campurannya didalam suatu alat yang disebut

digester.

Komposisi Gasbio adalah :

Methan (CH4) = 54 – 70 %

Karbon dioksida (CO2) = 27 – 45 %

Nitrogen (N2) = 0.5 – 3 %

Oksigen (O2) = 0.1 %

Hidrogen sulfida (H2S) < 0.1 %

Nilai kalori yang dihasilkan berkisar 4800 – 6700

Kcal/m

3

± 0.48 kg gas LPG, dan ± 0.62 liter minyak

tanah

Faktor-faktor yang Mempengaruhi

Proses Pembuatan Gas Bio

Faktor Utama :

1 C/N rasio = 20-30

Perbandingan antara karbon (C) dan Nitrogen

(N), yaitu: 30 bagian C dan satu bagian N

2 Kandungan bahan kering = 5 - 10%

Kotoran ternak (bahan organik) yang

dimasukkan digester harus diencerkan dengan

air

3 Aktivitas mikroorganisme

Bakteri methanogenik hidup dan berkembang

biak dengan baik pada ruang tanpa udara. Gas

bio yang dihasilkan bukan dari kotoran ternak

(bahan organik), tetapi dihasilkan dari aktivitas

bakteri methanogenik tersebut yang mencerna

bahan organik.

Faktor Penunjang :

1. Keasaman atau pH = 7.0-7.2

Tingkat keasaman bahan organik (campuran

kotoran dan air) dalam digester harus netral.

2. Temperatur = 32 - 36

o

C


Suhu di dalam digester/ reaktor harus

dipertahankan 32 – 36

0

C. Jadi digester jangan

ditempatkan di lokasi resapan air.

3. Pengadukan

Kadang-kadang bahan organik yang dimasukkan

ke dalam digester dalam waktu yang lama akan

mengering menyebabkan gas tidak bisa

menembus lapisan kering tersebut, karena itu

perlu ada pengadukan. Bahan organik tidak akan

mengering jika digester diisi secara rutin setiap

hari, dan saluran pemasukkan dan

pengeluarannya ditata dengan baik.

4. Tidak mengandung bahan beracun

Bahan organik yang dimasukkan ke dalam

digester tidak boleh mengandung zat yang dapat

meracuni bakteri methanogenik. Zat-zat tersebut

antara lain ditergen (air sabun), insektisida, dan

herbisida, dan zat lain yang bias membunuh

bakteri.

Proses Terbentuknya Gas Bio

Tahap 1. Hidrolisa substrat utama seperti selulosa,

lemak, dan protein dalam limbah ternak

menjadi senyawa-senyawa sederhana,

seperti asam asetat, alkohol, CO2, NH3,

dan sulfida. Bakteri yang berperan

Clostridium acteinum, Bacteriodes

ruminicola, Bifidobacterium sp, Eschericia

sp, Enterobacter sp, dan Desulfobio sp.

Tahap 2. Bakteri mengoksidasi asam berantai karbon

panjang, seperti asetat dan alkohol yang

dilakukan oleh Lactobacillus sp,

Streptococcus sp.

Tahap 3. Bakteri methanogenik menggunakan H2,

CO2, dan asetat untuk pertumbuhannya,

serta memproduksi CH4 dan CO2. Urea

yang berasal dari protein dihidrolisa oleh

bakteri menjadi gas metan (CH4) dan

NH4+. Asam asetat serta asam propionat

dari lemak difermentasi menjadi gas metan

dan CO2 kemudian CO2 yang dihasilkan

direduksi menjadi CH4 dan H2O. Bakteri

yang berperan pada tahap ini adalah

Methanobacterium Methanococcus sp,

melianskii, dan Methanosarcina sp.


Bakteri fermentasi

[fase pertama]

Bakteri

asetogenik

[fase ke dua]

Bakteri

asetogenik

[fase ke tiga]

Asetat, H , CO

[NH ,S ]

2 2

3 2

Asetat, H , CO

2 2

Alkohol, asam organik

Limbah ternak terdiri dari

selulosa, lipid, protein

H + CO

2 2

CH + H O

4 2

CH + C0

4 2

CH COOH + H O

3 2

Gambar: Proses Pembentukan Gas Methan

Mengapa Biogas harus

dikembangkan?

Polusi

Selama ini kotoran ternak menjadi permasalahan,

karena menimbulkan polusi udara dan air sehingga

menjadi pemicu konflik sosial antara peternak dan

non peternak. Keberadaan peternakan di lokasi padat

penduduk sering mendapat tekanan dari masyarakat

dan pada akhirnya keberlangsungannya terancam.

Pemanasan Global

Gas methan (CH

4

) merupakan kelompok gas rumah

kaca (green house gas) yang memberikan kontribusi

terhadap peningkatan panas dunia (global warming)

setara dengan 21 kali karbon dioksida (CO

2

). Gas

methan ini juga dihasilkan oleh ternak hidup yang

dikeluarkan ternak melalui mulut (sendawa) dan anus

ternak, serta dari tumpukan kotoran ternak.

Gas methan yang dikeluarkan dari tubuh ternak, gas

methan dari luar peternakan, serta kelompok gas

rumah kaca lainnya yang terlepas keudara bebas

secara bersama-sama menyebabkan terjadinya

peningkatan panas bumi. Peningkatan panas bumi ini

dalam jangka panjang dapat menurunkan kualitas

lingkungan, musim kemarau lebih panjang, produksi


pertanian menurun dan menimbulkan ancaman

bencana alam.

Gambar : Proses Efek Rumah Kaca

Biogas Energi Alternatif

Saat ini minyak tanah sebagai sumber bahan bakar

utama bagi rumah tangga menjadi langka dan mahal

yang dapat menyebabkan pemiskinan. Disisi lain

terdapat energi alternatif biogas yang dapat

digunakan sebagai pengganti bahan bakar minyak

tanah. Bahan bakunya bisa menggunakan bahan

organik dari limbah kotoran ternak yang selama ini

belum begitu banyak dimanfaatkan.

Manfaat dan Dampak Biogas

Pengembangan biogas dari limbah peternakan dapat

bermanfaat antara lain:

Masyarakat dapat Mandiri/Hemat Energi/BBM/Gas

LPG

Penghematan keuangan rumah tangga

Bagi negara terjadi penghematan ekonomi dalam

bentuk pengurangan subsidi

Peternakan jadi ramah lingkungan (polusi udara,

dan air) berkurang

Pengurangan perambah hutan untuk kayu bakar

Populasi ternak terjaga, bahkan terjadi

peningkatan populasi ternak

Perbaikan manajemen pemeliharaan ternak

bumi

100%

30%

70%

Gas rumah kaca

(1%)

Matahari


Bagaimana membuat biogas ?

Terlebih dahulu kita harus mengetahu instalasi biogas

itu seperti seperti apa. Instalasi biogas cukup

sederhana dan gampang dibuat. Instalasi biogas

terdiri dari :

DIGESTER : tempat bahan organik dan tempat

terjadinya proses pencernaan bahan organik oleh

mikroba anaerob. Digester harus anaerob atau

tanpa oksigen

WATER TRAP : Sebuah tabung yang berfungsi

untuk menangkap uap air yang dihasilkan dari

digester agar aliran gas bio tidak terhambat, dan

berfungsi juga sebagai alat pengaman.

GAS HOLDER : disebut juga penampung gas,

sesuai namanya, maka fungsinya adalah untuk

menampung gas yang dihasilkan dari digester

yang disalurkan melalui pipa penyalur/ selang.

PEMANEN GAS : alat ini dapat berupa kompor

biogas atau genset

Kelengkapan Instalasi Biogas:

SALURAN MASUK (INLET BAHAN

ORGANIK): sebagai tempat memasukkan bahan

organik. Lebih baik dilengkapi dengan corong

plastik/ bak kontrol.

SALURAN KELUAR GAS (OUTLET GAS):

berfungsi tempat keluarnya gas sebelum masuk

kedalam penampungan (gas holder).

SALURAN KELUAR LUMPUR (OUTLET

SLUDGE): merupakan saluran untuk

mengeluarkan limbah bahan organik dari digester.

PENAMPUNG SLUDGE: berfungsi untuk

menampung sementara sludge/ limbah bahan


organik dari digester sebelum digunakan untuk

memupuk tanaman.

SELANG PENYALUR GAS: berfungsi untuk

menyalurkan gas dari digester ke water trap, gas

holder dan ke alat pemanen gas (kompor biogas

atau genset).

Secara sederhana Instalasi biogas dapat dilihat pada

gambar di bawah ini:

Gambar: Instalasi Biogas

Keterangan:

1 = digester (tabung pencerna)

2 = Water Trap (tabung perangkap uap air)

3 = gas holder (penampung gas)

4 = pemanen gas (kompor dan atau genset)

A = Saluran pemasukkan bahan organik (inlet)

B = Saluran keluar gas (outlet gas)

C = Saluran pembuangan (outlet lumpur/suludge)

D = bak penampung lumpur/ sludge/ limbah biogas

E = selang penyalur gas yang menghubungkan digester dengan water

trap

F = selang penghubung water trap dengan gas holder (penampung

gas)

G = selang penyalur gas menuju kompor

H = selang penyalurga ke genset (jika digunakan untuk listrik)


Prinsip digester

Kondisi digester anaerob/tidak ada oksigen.

Memiliki inlet (saluran pemasukkan) dan outlet

(saluran pengeluaran limbah, serta saluran

pengeluaran gas).

Memiliki ruang kosong untuk gas metan

Harus hangat (suhu : 30

0

C – 60

0

C)

Bahan Baku Digester

Banyak bahan yang dapat digunakan untuk digester

antara lain :

Tembok/Cor

Fiber

Plat besi

Drum : plat/plastik

Plastik (Polyetheline)

Tipe-tipe Digester:

Balon plastik ditanam horisontal (Balloon Plants)

Kubah Permanen (Fixed-Dome Plants)

Kubah yang dilengkapi drum terapung

(Floating-drum Plants).


Balon plastik ditanam horisontal (Balloon Plants)

Penampung Gas

Penampung gas umumnya terbuat dari plastik.

Kenapa harus plastic? Salah satu sifat gas bio atau

biogas adalah tekanannya rendah, sehingga untuk

menampungnya diperlukan sebuah teknik dan

peralatan. Namun untuk di masyarakat terutama di

perdesaan dengan tingkat keterbatasan teknologi dan

keuangan, maka cara satusatunya adalah

menggunakan tabung plastic PE dengan ketebalan

0.15 – 0.2 mm.

Karena sifat plastik elastis, maka untuk memperbesar

tekanan gas bio dapat menggunakan beberapa tali

karet yang dililitkan pada tabung gas tersebut. Tali

karet (bekas ban dalam) dapat berfungsi sebagai alat

penekan gas otomatis. Untuk jelasnya dapat dilihat

pada gambar di bawah ini.


Gambar: Gas Holder

Teknik Pembuatan

instalasi biogas plastik ?

Bahan-Bahan yang digunakan

Plastik PE D=1,2 m dan PE D=0.8 m

PVC D=3 inchi, dan ½ inchi

Knee 900 D=3 inchi, dan knee 1200 D=3 inchi

Sambungan T D=½ inchi

SDD dan SDL ½ inchi

Selang Plastik Berserat D=5/8

Selang plastik biasa D=½ inchi

Tali Karet dan Lakban, serta lem paralon

Gelas plastik D=5-7 cm

Ember plastik vol 25 liter

Kompor gas

Gergaji besi, Gunting, Cutter, dan tang, serta

kunci 8 atau 9

Pembuatan digester

A. Saluran INLET dan OUTLET

Potong paralon D=3 inchi sepanjang 40 cm

sebanyak 4 buah

Buat INLET : Dua buah potongan paralon

sambungkan dengan knee 900 D=3inchi, dan

diberi lem.


Buat OUTLET: Dua buah potongan paralon

sambungkan dengan knee 1200 D=3inchi, dan

diberi lem.

B. Saluran OUTLET Gas

Potong paralon D= ½ inchi sepanjang 5-10 cm

Buat Ring plastik D = 7 cm 2 buah

Buat Ring karet D = 10 cm 2 buah

Sambungkan potongan paralon tadi dengan

SDD dan SDL ½ inchi.

Gambar : Rangkaian Outlet Gas

C. Digester Plastik

Potong Plastik PE 0,2 D-1,2 sepanjang 4,5 m

Pasang saluran outlet gas di bagian tengah

plastik

Pasang saluran inlet dan outlet BO, ikat dengan

tali karet dan terakhir dilapisi dengan lakban

D. Penampung Gas

Potong Plastik PE 0,15 - 0,2 D-1,2 [panjang

plastik tergantung kebutuhan dan lokasi]

Pasang paralaon D= ½ inchi untuk saluran inlet

gas pada bagian tepi plastik. Ikat dengan tali

karet dan lapisi dengan lakban

Pasang paralon D= ½ inchi pada tepi plastik

yang lain.

Pasang sambungan T D= ½ inchi pada saluran

inlet gas pada tabung olastik.

Letakkan tabung gas di lokasi yang aman dan

tidak terlalu jauh dari digester

Beri tali karet pada penampung gas [fungsi

untuk memperbesar tekanan gas]


GALIAN LOBANG

Lubang untuk digester berukuran:

Panjang : 300 cm

Lebar : 110 cm

Dalam : 100 cm

Bagian bawah tanah dibuat cekung, dan bagian

depan serta belakang digali kira-kira 40 cm selebar

cangkul (20-25 cm) untuk menempatkan paralon

saluran pemasukkan (inlet) dan saluran keluar

(outlet). Lihat Gambar di bawah ini.

GALIAN TANAH

Tampak Depan/Belakang

Bagian bawah dibuat melengkung (cekung) bertujuan

agar nantinya tabung plastik yang sudah terisi

kotoran ternak dan gas bentuknya bulat.

Pada pengisian awal, digester harus

terus dikontrol dan apabila ada yang

melipat harus segera di rapikan.


Penutup

Pemanfaatan biogas skala rumah tangga terbuat dari

plastik yang dikembangkan Program LiBEC Fakultas

Peternakan sangat cocok untuk dikembangkan

terutama pada tahap inisiasi. Dalam mengintroduksi

teknologi yang terpenting adalah membuat

masyarakat mengerti dan memahami teknologi

tersebut dan mengusahakan agar kehadiran teknologi

tersebut dirasakan penting oleh masyarakat, serta

dapat dirasakan manfaatnya.

Berkaca dari pengalaman bahwa telah banyak terjadi

kegagalan introduksi teknologi dan inovasi pada level

masyarakat yang diakibatkan tanpa adanya

sosialisasi, pelatihan dan proses mentrampilkan

mereka, maka Fakultas Peternakan Unpad melalui

Program LiBEC dalam pengembangan biogas

mengutamakan proses rekayasa sosial dan

mengintroduksikan sistem kredit bergulir melalui

lembaga keuangan mikro yang dibentuk dari dan

untuk masyarakat itu sendiri.

Lebih jauh tujuan pengembangan biogas ini tidak

sekedar membuat kotoran ternak menjadi bahan

bakar gas bio, tetapi lebih ditujukkan untuk

membudayakan pengembangan peternakan yang

ramah lingkungan. Semoga bermanfaat.

pendahuluan - peternakan.unpad.ac.idpeternakan.unpad.ac.id/wp-content/uploads/modul...

Documents