Biogas Limbah Peternakan Sapi Potong

Teknologi Pengolahan Limbah Kelompok 4 kelas A

Fajar Hakim Dwi Rohmah 200110110007Hanifah Nur Rahmawati 200110110016Asri Wulansari 200110110021

Winda Ratna Suminar 200110110028Jajat Rohmana 200110110030

o Meningkatnya peternakan sapi potong rakyat menyebabkan peningkatan limbah sapi potong terutama dalam bentuk padat.

o Kenaikan tarif listrik, kenaikan harga LPG (Liquified Petroleum Gas), premium, minyak tanah, minyak solar, minyak diesel dan minyak bakar telah mendorong pengembangan sumber energi elternatif yang murah, berkelanjutan dan ramah lingkungan (Nurhasanah dkk., 2006).

o Limbah memiliki kandungan nutrisi tertentu yang mesti diolah agar termanfaatkan.

o Pengolahan limbah yang mulai diterapkan di masyarakat adalah biogas.

Pendahuluan

o Berpotensi menghasilkan Metan lebih banyak dari limbah jenis ternak lain

Bobot Badan (kg)

N (%) P (%) K (%)

277 28,1 9,1 20,0

340 42,2 13,6 30,0

454 56,2 18,2 39,9

567 70,3 22,7 49,9

Limbah Sapi Potong

Tabel Kandungan N, P dan K dalam kotoran sapi potong

Sumber : Vanderholm (1979) dalam Undang (2002).

Biogas

54-70%Metana

27-45%Karbon-dioksida

2% Gas lain

Biogas adalah bahan bakar yang berupa gas yang dihasilkan dari proses fermentasi anaerob oleh mikroorganisme dari bahan organik, seperti limbah pertanian, kotoran ternak, kotoran manusia atau campurannya di dalam suatu alat yang disebut digester. (Hidayati, 2009)

Diambil dari proses pembentukan biogas mulai hari ke 14.

Karakteristik Biogas

N2

O2

H2

H2S

o Pembakaran Metana relatif lebih bersih serta energi lebih besar dari pembakaran batu bara. Nilai kalor yang dihasilkan berkisar 4800–6700 Kcal/m3 setara dengan ± 0.48 kg gas LPG atau ± 0.62 liter minyak tanah (Hidayati, 2009)

o Emisi Karbondioksida lebih sedikit, sehingga kualitas udara meningkat

a. Kelebihan Biogas

o Mengurangi penggunaan bahan bakar lain (minyak tanah, kayu, dsb) Menghasilkan pupuk organik berkualitas tinggi sebagai hasil sampingan

o Menjadi metode pengolahan sampah (raw waste) yang baik dalam mengurangi pembuangan limbah langsung sampah ke lingkungan (aliran air/sungai)

o Secara ekonomi, murah dalam instalasi serta menjadi investasi yang menguntungkan dalam jangka panjang

a. Kelebihan Biogas

o Kurangnya tekanan yang dihasilkan

o Kadang masih sulit dinyalakan karena kadar unsur H nya masih tinggi

o Bila bocor, gas methan dapat merusak ozon (pemanasan global)

b. Kekurangan Biogas

o Pencampuran limbah peternakan padat dan cair dengan air ke inlet untuk menuju digester.

o Fermentasi anaerob di dalam digester dengan bantuan bakteri. Hasil perombakan berupa gas dan sludge.

o Pengumpulan gas yang naik ke permukaan/penampungan gas. Sedangkan sludge masuk kedalam tangki outlet.

Prinsip Kerja Biogas

Mixing

Digesting

Collecting

Prinsip Kerja Biogas

1. Kotoran sapi potong dicampur dengan air hingga terbentuk lumpur dengan perbandingan 1:1 pada bak penampung sementara. Sampah di buang dari bak penampungan.

2. Lumpur dari bak penampungan sementara kemudian di alirkan ke digester. Pada pengisian pertama digester harus di isi sampai 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 anaerob.

Tahapan Pembuatan Biogas

4. Material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraikan dalam dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri. Tahap pertama material organik akan didegradasi menjadi asam-asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam.

5. Bakteri ini akan menguraikan sampah 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.

6. Setelah material organik berubah menjadi asam-asam, maka tahap kedua dari proses anaerob adalah pembentukan gas metana dengan bantuan Arkhaebakteria pembentuk metana seperti Methanococus, Methanosarcina, Methanobacterium.

Tahapan Pembuatan Biogas

7. Gas metan sudah mulai di hasilkan pada hari 10 sedangkan pada hari ke-1 sampai ke-8 gas yang terbentuk adalah CO2.

8. Pada hari ke-14. Gas yang terbentuk baru bisa digunakan untuk menyalakan api pada kompor gas atau kebutuhan lainnya. Biogas ini tidak berbau seperti bau kotoran sapi potong seperti biasanya.

9. Digester terus diisi lumpur kotoran sapi secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal.

10. Kompos yang keluar dari digester di tampung di bak penampungan kompos.

11. Dari tempat penampungan, biogas dialirkan ke kompor khusus dan bisa dimanfaatkan untuk memasak.

Tahapan Pembuatan Biogas

Tahapan Pembuatan Biogas

Methanogenesis Biogas

• Karbon organik kompleks

Hydrolisis

• Monosakarida• Peptida• Gliserol

Acidogenesis• Asam-

asam Organik

Acetogenesis

• Asetat – H2 / CO2

Methanogenesis• CH4 + CO2

(Methan dan

Karbondioksida)

Biogas

Methanobacterium melianskii, Methanococcus sp, dan Methanosarcina sp

Lactobacillus sp,Streptococcus sp

Lactobacillus sp,Streptococcus sp,Desulfovibrio

Clostridium acteinum, Bacteriodes ruminicola, Bifidobacterium sp, Eschericia sp, Enterobacter sp, dan Desulfobio sp

Di desain kembali dari Hidayati, 2009

o A. Bakteri Starter

Starter yang mengandung bakteri metano diperlukan untuk mempercepat proses fermentasi anaerob. Beberapa jenis starter antara lain:

o Starter alami, yaitu lumpur aktif seperti lumpur kolam ikan, air comberan atau cairan septic tank, timbunan kotoran, dan timbunan sampah organik

o Starter semi buatan, yaitu dari fasilitas biodigester dalam stadium aktif

o Starter buatan, yaitu bakteri yang dibiakkan secara laboratorium dengan media buatan (komersil).

Faktor-faktor Penentu Keberhasilan Pembuatan Biogas

o B. Material

o Pengenceran harus se-homogen mungkin, rasio limbah padat : air = 1:1

o C/N rasio 20-30. Tidak ada bahan anorganik, karena dapat menghambat methanogenesis.

Karbon dibutuhkan oleh bakteri sebagai sumber energi sedangkan unsur nitrogen berpengaruh terhadap pertumbuhan bakteri, khususnya dalam pembentukan sel.

Bila jumlah unsur nitrogen terlalu sedikit (C/N rasio tinggi) maka nitrogen akan digunakan terlebih dahulu untuk proses pembentukan sel bakteri, hal ini menyebabkan proses methanogenesis berjalan lambat.

Bila jumlah nitrogen terlalu banyak (C/N rasio rendah) maka karbon akan segera habis dan proses fermentasi berhenti dan akan terbentuk amonia yang akhirnya akan menghambat pertumbuhan bakteri. (Hidayati, 2009)

Faktor-faktor Penentu Keberhasilan Pembuatan Biogas

o C. Proses

o Anaerob pada temperatur 30o -55oC, selama methanogenesis tidak boleh dibuka. Bakteri methanogenik sensitif terhadap fluktuasi temperatur.

o pH 6,6-7,7. Bakteri pembentuk metan tidak akan tumbuh pada pH di bawah 6.5.

o Prose methanogenesis dapat diilustrasikan pada slide ke 14.

Faktor-faktor Penentu Keberhasilan Pembuatan Biogas

oPrinsip kerja dari biogas adalah pengumpulan gas hasil fermentasi anaerob.

oTahapan pembuatan biogas dapat disarikan menjadi 3 tahap, yaitu Pencampuran (Mixing), Perombakan (Digesting) dan Pengumpulan (Collecting).

oProses pembentukan biogas adalah Hydrolisis, Acidogenesis, Acetogeneis dan Methanogenesis.

Kesimpulan

Terima Kasih