Rabu, 09 Juni 2010

Cara membuat dan mekanisme Biogas dari Kotoran Sapi

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial didunia. 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 terbaharukan. Selain itu, peningkatan harga minyak dunia juga menjadi alasan yang serius yang menimpa banyak negara di dunia terutama Indonesia. Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan bangsa Indonesia. Menurut data ESDM (2006) cadangan minyak Indonesia hanya tersisa sekitar 9 milliar barel. Apabila terus dikonsumsi tanpa ditemukannya cadangan minyak baru, diperkirakan cadangan minyak ini akan habis dalam dua dekade mendatang.


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.

Dilatarbelakangi permasalahan tersebut maka salah satu alternative yang dapat menaggulangi ketergantungan terhadap minyak bumi adalah dengan pembuatan biogas. Biogas dapat dibuat dari berbagai macam bahan organic, salah satunya adalah pembuatan biogas dari kotoran sapi.

B. Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan dan manfaat dari pembuatan laporan tentang pembuatn biogas kotoran sapi ini adalah :
 Menjelaskan apa yang dimaksud dengan biogas dari kotoran sapi
 Menjelaskan dan memahami proses pembuatan biogas kotoran sapi
 Menjelaskan manfaat biogas dari kotoran sapi
C. Rumusan masalah
Berikut adalah beberapa permasalahan yang akan dibahas dalam laporan ini :
 Apa yang dimaksud dengan biogas?
 Apa yang dimaksud dengan biogas kotoran sapi?
 Bagaimana cara/ teknik pembuatan biogas kotoran sapi?
 Bagaimana perbandingan biogas kotoran sapi dengan bahan bakar lain?
 Bagaimana keamanan penggunaan biogas kotoran sapi?

II. PEMBAHASAN

A. Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sambah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobic (http://id.wikipedia.org/wiki/biogas). Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. 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.

Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon diatmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil. Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah. Komposisi biogas bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Gas landfill memiliki konsentrasi metana sekitar 50%, sedangkan sistem pengolahan limbah maju dapat menghasilkan biogas dengan 55-75%CH4.

Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.
Komposisi 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

Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan, unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-lain tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia. Pupuk organik dari biogas telah dicobakan pada tanaman jagung, bawang merah dan padi.

Jika biogas dibersihkan dari pengotor secara baik, ia akan memiliki karakteristik yang sama dengan gas alam. Jika hal ini dapat dicapai, produsen biogas dapat menjualnya langsung ke jaringan distribusi gas. Akan tetapi gas tersebut harus sangat bersih untuk mencapai kualitas pipeline. Air (H2O), hidrogen sulfida (H2S) dan partikulat harus dihilangkan jika terkandung dalam jumlah besar di gas tersebut. Karbon dioksida jarang harus ikut dihilangkan, tetapi ia juga harus dipisahkan untuk mencapai gas kualitas pipeline. JIka biogas harus digunakan tanpa pembersihan yang ektensif, biasanya gas ini dicampur dengan gas alam untuk meningkatkan pembakaran. Biogas yang telah dibersihkan untuk mencapai kualitas pipeline dinamakan gas alam terbaharui.

B. Biogas Kotoran Sapi
Kotoran sapi merupakan salah satu limbah ternak yang pada umumnya sering dimanfaatkan kembali sebagai pupuk kandang. Kotoran sapi sebenarnya sudah dimanfaatkan sejak tahun 1960-an. Namun belakangan ini gas yang dihasilkan dari kotoran sapi dimanfaatkan sebagai energi alternatif, seiring dengan semakin mahalnya harga bahan bakar minyak dan gas elpiji. Setiap harinya, seekor sapi bisa mengeluarkan limbah kotoran sebanyak 18 kilogram. Setiap satu kilogram limbah bisa menghasilkan satu liter gas. Indonesia termasuk negara dengan potensi sumber bio gas yang tinggi, karena jumlah populasi ternaknya mencapai 13 juta ekor. Ini berarti, potensi kotoran ternak bisa mencapai 130 ribu ton per hari. Biogas dari kotoran sapi merupakan salah satu jenis biogas yang saat ini tengah ramai diperbincangkan karena manfaatnya yang dapat mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi selain itu pembuatan biogas kotoran sapi ini relative mudah dan tidak memerlukan biaya yang terlalu mahal.
Kotoran sapi, telah terbukti dalam penelitian ketika diproses dalam alat penghasil biogas (digester) menghasilkan biogas yang sangat memuaskan (Harahap et al., 1980). Perbandingan kisaran komposisi gas dalam biogas antara kotoran sapi dan campuran kotoran ternak dengan sisa pertanian dapat dilihat pada table berikut :


C. Pembuatan Biogas Kotoran Sapi
Proses pembuatan biogas kotoran sapi relatif mudah dilakukan. Pada prinsipnya, pembuatan biogas adalah menciptakan gas metan melalui manipulasi lingkungan yang mendukung bagi proses perkembangan metanogen seperti yang terjadi dalam lambung sapi. Untuk mengetahui proses pembuatan biogas kotoran sapi ini maka dilakukan observasi secara langsung ke tempat pembuatan biogas kotoran sapi yang berlokasi di Politeknik Negeri Jember. Berdasarkan keterangan yang didapat diperoleh informasi bahwa cara pembuatan biogas dari kotoran sapi pada prinsipnya cukup mudah. Metode yang digunakan adalah dengan menampung kotoran ternak tersebut dalam suatu bak penampungan. Setelah itu, kotoran dicampur dengan air dan diaduk. Dalam pembuatan biogas kotoran sapi hal yang terpenting adalah penambahan mikroorganisme. Karena mikroorganisme inilah yang berperan dalam proses pembentukan biogas dengan cara melakukan dekomposisi terhadap materi-materi yang terdapat dalam kotoran sapi tersebut.
Biogas dapat diperoleh dari bahan organik melalui proses "kerja sama" dari tiga kelompok mikroorganisme anaerob. Pertama, kelompok mikroorganisme yang dapat menghidrolisis polimer-polimer organik dan sejumlah lipid menjadi monosakarida, asam-asam lemak, asam-asam amino, dan senyawa kimia sejenisnya. Kedua, kelompok mikroorganisme yang mampu memfermentasi produk yang dihasilkan kelompok mikroorganisme pertama menjadi asam-asam organik sederhana seperti asam asetat. Oleh karena itu, mikroorganisme ini dikenal pula sebagai mikroorganisme penghasil asam (acidogen). Ketiga, kelompok mikroorganisme yang mengubah hidrogen dan asam asetat hasil pembentukan acidogen menjadi gas metan dan karbondioksida. Mikroorganisme penghasil gas metan ini hanya bekerja dalam kondisi anaerob dan dikenal dengan nama metanogen. Salah satu mikroorganisme penting dalam kelompok metanogen ini adalah mikroorganisme yang mampu memanfaatkan (utilized) hidrogen dan asam asetat.

Proses pembuatan biogas dapat dilakukan secara sederhana, dengan menggunakan instalasi yang disebut dengan digester, yaitu suatu bak penampungan yang terdiri dari tiga bagian utama yaitu bak tempat pencampuran kotoran sapi dengan air, bak tempat terjadinya proses dekomposisi kotoran sapi menjadi biogas oleh mikroorganisme, dan yang terakhir adalah bak penampungan kotoran sapi sisa perombakan. Berdasarkan informasi yang didapat, digester yang digunakan terbuat dari semen yang dibuat kolam.

Bak pencampuran
Bak pendekomposisi/ pembentukan gas
Bak penampungan sisa kotoran sapi
Digester ini berukuran 5 m, dengan volume 3 m3, dengan ukuran volume ini akan menghasilkan gas sebanyak 2-3 M3.

Proses pembuatan biogas dari kotoran sapi dapat dijelaskan sebagai berikut. Pertama-tama kotoran sapi yang masih baru dikumpulkan ke dalam suatu bak penampungan. Kotoran sapi yang masih baru lebih baik digunakan daripada yang sudah lama karena nutrisi yang terkandung untuk mikroba anaerob masih banyak. Kotoran sapi yang akan digunakan untuk biogas tidak boleh kotoran yang lebih dari empat hari karena nutrianya sudah terurai. Kotoran sapi ini kemudian dicampur dengan air dengan perbandinga 1:3 untuk limbah berbanding air. Campuran kotoran sapi dan air ini diaduk di bak pencampuran dengan menambahkan obat semacam perangsang pertumbuhan gas yang memang telah potensial ada terkandung di dalam kotoran sapi. Tapi itu hanya sekali pakai saja waktu pertama, karena untuk selanjutnya kotaran sapi akan menghasilkan bakteri anaerob (metanogen) secara alami.

Campuran kotoran sapi akan mengalir melalui pipa yang sudah terpasang di dalam tanah yang tersambung dengan bak tempat terjadinya dekomposisi kotoran menjadi gas. Bak yang berisi campuran kotoran sapi ditutup dengan menggunkan plastic dan diinkubasi selama 21 hari. Penutupan ini bertujuan agar kondisi anaerob terbentuk sehingga mikroorganisme dapat hidup dan menghasilkan gas dari kotoran sapi. Penutupan dengan menggunakan plastik tidak dilakukan hingga ke dasar digester, karena menyangkut kondisi optimal hidup bakteri. Bakteri pembentuk biogas akan hidup optimal di suhu yang hangat, dan suhu ini akan diperoleh dari panas bumi yang berasal dari tanah.
Bak dapat menampung kototan sapi sebanyak 3 m3 dan gas yang dihasilkan dapat mencapai 2-3 m3 yang langsung dialirkan ke dalam plastic penampung melalui pipa. Pada setiap sambungan pipa dipasang tabung yang berisi air untuk mencegah tekanan gas agar tidak terjadi ledakan. Bak penampung dapat terus diisi kotoran sapi setiap harinya, sehingga biogas yang dihasilkan dapat terus menerus.

D. Perbandingan biogas dengan bahan bakar lain
Biogas yang dihasilkan dari kototan sapi dapat digunakan sebagai bahan bakar alternative pengganti minyak tanah atau gas elpiji yang memiliki nilai ekonomis lebih tinggi. Cara penggunaannya tidaklah terlalu sulit, pipa yang mengalirkan biogas dapat langsung disambungkan ke kompor, dengan melewati dynamo pemutar yang berfungsi untuk mengalirkan gas ke kompor, dan api yang dihasilkan sebanding dengan api yang dihasilkan dari gas elpiji dan menghasilkan api yang berwarna biru.

Perbandingan penggunaan biogas dengan minyak tanah yaitu untuk 0,6 liter minyak tanah sebanding dengan 1 m3 biogas. Jika dibandingkan dengan harga minyak tanah yang cukup tinggi maka biogas memiliki harga yang ekonomis. Namun, permasalahan yang ada hingga saat ini belum ada penemuan tempat yang dapat dijadikan sebagai penampung biogas kotoran sapi yang aman dan portable seperti halnya gas elpiji.


E. Keamanan Penggunaan Biogas Kotoran Sapi
Biogas merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan sangat tinggi dan cepat daya nyalanya. Penggunaan biogas memilki keselamatan yang lebih aman jika dibandingkan dengan gas elpiji. Misalnya jika pipa atau penampung gas bocor tidak akan terjadi ledakan karena gas yang keluar akan menguap dengan cepat dan jika api didekatkan ke sumber gas maka tidak akan terjadi semburan api yang menyebabkan kebakaran. Sehingga biogas kotoran sapi ini dapat dikatakan bahan bakar yang aman.

III. PENUTUP

A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan dapat disimplkan bahwa biogas adalah bahan bakar alternative yang dapat digunakan untuk mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi. Biogas dapat dibuat dari kotoran sapi dengan cara atau teknik yang cukup sederhana dengan bantuan mikroorganisme anaerob di dalam bak yang disebut digester. Pemanfaatan biogas kotoran sapi lebih ekonomis dibandingkan dengan penggunaan elpiji serta memiliki tingkat keamanan yang cukup tinggi.

B. Saran
Untuk memudahkan penggunaan biogas sebaiknya dibuat alat penampung yang sesuai dan mudah digunakan (portable) serta aman digunakan.


















DAFTAR PUSTAKA

 Harahap F M, Apandi dan Ginting S., 1978, “Teknologi Gasbio”, Pusat Teknologi Pembangunan Institut Teknologi Bandung, Bandung
 Nurtjahya, Eddy., dkk, 2003, “Pemanfaatan Limbah Ternak Ruminansia untuk Mengurangi Pencemaran Lingkungan”, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
 Junus, M., 1987, Teknik Membuat dan Memanfaatkan Unit Gas Bio, Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
 http://www.indosiar.com/favicon.ico
 http://klasterhortidemak.wordpress.com
 http://www.balipost.co.id
 http://www.litbang.esdm.go.id
 http://www.migas-indonesia.com
 http://www.pikiran-rakyat.com
 http://www.kamase.org

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar