BAB I PENDAHULUANDalam bab ini penulis akan menyampaikan tentang beberapa hal yang dapat menuntun pembaca agar dapat masuk ke dalam masalah dengan lebih mudah. Yaitu dengan mempelajari Latar Belakang Masalah, Batasan Masalah, Tujuan Penulis, dan Sistematika Penulisan.1.1

Latar Belakang Masalah

Krisis energi yang melanda negeri ini diperkirakan masih akan berlangsung beberapa tahun ke depan. Di tengah persoalan tersebut, pengembangan energi baru dan terbarukan menjadi solusi alternatif. Pada bab ini akan dibahas tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, metode penyelesaian, dan sistematika penulisan tentang pemanfaatan kotoran ternak menjadi biogas sebagai pengganti BBM untuk penghasil energi. Dengan timbulnya kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, pemerintah mengajak masyarakat untuk mengatasi masalah energi ini secara bersama-sama. Kenaikan harga yang mencapai 72 dolar/barel ini termasuk luar biasa. Harga ini membuat harga minyak menjadi yang tertinggi sepanjang abad 21. Masalah krisis energi ini memang sulit,sebagaimana yang dikatakan oleh Wakil Presiden Jusuf Kalla bahwa kenaikan harga minyak akan menyebabkan kenaikan subsidi bahan bakar minyak (BBM) pada APBN 2006. Peryataan selanjutnya dikatakan oleh Presiden Susilo Bambang Yudhoyono yang menyatakan bahwa masyarakat perlu untuk melakukan penghematan di segala sisi termasuk penggunaan BBM, listrik, air, dan telepon.

1

Elyza & Yoyoh Hulaiyah, Kenapa Sih Harus Menghemat Energi?, Koran Tempo, 10 Maret 2005, hal. 1 Rizka, Subsidi BBM Naik, Jika Harga Minyak Melambung??, Kompas, 26 April 2006, hal.1

Sebagai contoh, potensi sumber daya alam yang dapat dikembangkan menjadi sumber energi adalah batu bara, panas bumi, aliran sungai, angin, matahari, sampah serta sumbersumber lain yang berasal dari tumbuh-tumbuhan seperti pohon jarak. Energi terbarukan lain yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah energi biogas dengan memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digester. Biomassa berupa limbah dapat berupa kotoran ternak bahkan kotoran manusia, sisa-sisa panenan seperti jerami, sekam dan daun-daunan sortiran sayur dan sebagainya. Namun, sebagian besar terdiri atas kotoran ternak.

1.2 Tujuan PenulisanAdapun tujuan yang ingin dicapai peneliti dalam penulisan karya tulis ini adalah: mengajak masyarakat melakukan penghematan BBM, karena pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui (unrenewable). Salah satu jalan untuk melakukan penghematan BBM adalah dengan mencari sumber energi alternatif terutama yang dapat diperbarui (renewable), contohnya biogas.

1.3 Perolehan Masalah1. Apakah pengertian dari biogas? 2. Apakah manfaat dari biogas?3. Bagaimana cara mengolah kotoran ternak menjadi

biogas? 4. Apa saja bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan biogas? 5. Apa saja kandungan yang dimiliki oleh biogas?

2

6. Apa saja kelebihan dan kekurangan biogas dari kotoran ternak? 7. Efektifkah biogas sebagai pengganti BBM untuk menghasilkan energi?

1.4 Pembatasan MasalahPemerintah dan seluruh lapisan masyarakat menyadari perlunya mencari energi alternatif. Energi yang tidak merusak lingkungan dan dapat dimanfaatkan sehemat mungkin dalam penggunaanya. Serta dapat digunakan oleh seluruh masyrakatnya, baik yang tinggal di pedesaan ataupun di kota. Dan gas bio menjadi salah satu jawaban dari permasalahan itu. Dari judul yang telah dibuat oleh penulis maka disimpulkan bahwa rumusan masalahnya adalah pemanfaatan kotoran ternak menjadi biogas guna menanggulangi krisis energi. Penulis membatasi masalah yang dibahas dalam karya tulis ini, antara lain hanya berkisar tentang biogas, macam-macam biogas, proses pengolahannya, kelebihan dan kekurangan biogas, prinsip teknologi, cara kerja dan kandungan biogas.

1.5 Sistematika PenulisanBerdasarkan penyusunan disetiap bab, maka sistematika ini dibuat untuk memudahkan pembaca mengkaji penulisan karya tulis ini. Karya tulis ini disusun dalam enam bab dengan rincian sebagai berikut :

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah 1.2 Tujuan Penulisan 1.3 Perolehan Masalah 1.4 Pembatasan Masalah 1.5 Sistematika Penulisan LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian 2.2 Sejarah Biogas 2.3 Prinsip Teknologi 2.4 Kandungan dalam Biogas3

BAB II

BAB III

METODE PENELITIAN 3.1 Metode elektronik 3.2 Metode kepustakaan PENGUMPULAN DAN PENYAJIAN 4.1 Pengolahan Limbah 4.2 Proses Pengolahan Kotoran Ternak Menjadi Biogas 4.1.1 Tahap Hidrolisis 4.1.2 Tahap Asidifikasi (Pengasaman) 4.1.3 Tahap Pembentukkan Gas Metana 4.3 Reaktor Biogas 4.2.1 Reaktor kubah tetap 4.2.2 Reaktor floating drum 4.2.3 Reaktor balon 4.4 Pembuatan Alat Penunjang Pembangkit Biogas 4.4.1 Pembuatan tanki penampung biogas4.4.2 Saluran Biogas 4.4.3 Alat/botol Pengaman dan tekanan

BAB IV

4.5 4.6 ternak

Proses Kerja Biogas Kelebihan dan Kekurangan Biogas Dari kotoran

4.7 Manfaat Biogas Dari Kotoran Ternak 4.8 Perhitungan peluang pemanfaatan Biogas Dalam Mengatasi Krisis BBM di Indonesia BAB V BAB VI 6.16.2

PEMBAHASAN PENUTUP Kesimpulan Saran

4

BAB IILANDASAN TEORIDalam bab ini penulis akan menyampaikan tentang beberapa hal yang dapat menuntun pembaca agar dapat masuk ke dalam masalah dengan lebih mudah. Yaitu dengan mempelajari apa itu biogas, sejarah biogas, prinsip teknologinya dan kandungan dalam biogas. Dari hal-hal tersebut, penulis mengharapkan agar pembaca dapat memahami dengan lebih murah.

2.1

Pengertian Biogas

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya, kotoran manusia dan hewan, dan limbah domestik (rumah tangga). Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah yang dapat diuraikan secara sempurna karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan.

2.2

Sejarah Biogas

Gas metan sudah lama digunakan oleh warga Mesir, China, dan Roma kuno untuk dibakar dan digunakan sebagai penghasil panas. Sedangkan, proses fermentasi lebih lanjut untuk menghasilkan gas methan ini pertama kali ditemukan oleh5

Alessandro Volta (1776). Hasil identifikasi gas yang dapat terbakar ini dilakukan oleh Willam Henry pada tahun 1806, dan Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882). Mereka adalah orang pertama yang memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.

http://id.wikipedia.org/wiki/Biogas

Alat penghasil biogas secara anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. 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. Sedangkan di Benua Asia, tercatat negara India sebagai pelopor dan pengguna energi biogas yang sangat luas, bahkan sudah disatukan dengan WC biasa. Pada akhir abad ke-19, riset untuk menjadikan gas methan sebagai biogas dilakukan oleh Jerman dan Perancis pada masa antara dua Perang Dunia. Selama Perang Dunia II, banyak petani di Inggris dan Benua Eropa yang membuat alat penghasil biogas kecil yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Akibat kemudahan dalam memperoleh BBM dan harganya yang murah pada tahun 1950-an, proses pemakaian biogas ini mulai ditinggalkan. Tetapi, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Oleh karena itu, di India kegiatan produksi biogas terus dilakukan semenjak abad ke-19. Saat ini, negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Nugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat penghasil biogas . Selain di negara berkembang, teknologi biogas juga telah dikembangkan di negara maju seperti Jerman. Di Indonesia sendiri, teknologi biogas sudah mulai dikenal. Reactor biogas pertama kali ditemukan di Indonesia oleh oleh Andrias Wiji Setio. Percobaan membuat reaktor sederhana dari6

plastik ini sudah dilakukan oleh Andrias Wiji Setio Pamuji pada tahun 2000. Saat itu ia masih kuliah tingkat III di Jurusan Teknik Kimia Departemen Teknik Industri Institut Teknologi Bandung (ITB). Namun, Andriashan baru memasarkannya pada 9 April 2005 setelah menyempurnakan percobaan-percobaannya. Reaktor biogas dari plastik ini sebelumnya pernah menang dalam Lomba Kreativitas Mahasiswa tahun 2002 yang diadakan oleh Direktorat Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.

Hendroko, Roy(, Energi Hijau, Depok : Niaga Swadaya,2008), hal. 7 Ibid. , hal. 8 Prilian, Lilih & Ari Pranowo, 30 tokoh penemu Indonesia, (Yogyakarta: Narasi, 2009), hal. 13

2.3

Prinsip Teknologi

Pembuatan Biogas harus didukung oleh prinsip teknologi yang tepat agar mmendapatkan gas bio yang baik. Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi (pembusukan) dari sampah organik secara anaerobik (tanpa oksigen) oleh bakteri metan sehingga dihasilkan gas metan. Gas methan adalah gas yang mengandung satu atom C dan 4 atom H yang memiliki sifat mudah terbakar. Gas methan yang dihasilkan kemudian dapat dibakar sehingga dihasilkan energi panas. Bahan organik yang bisa digunakan sebagai bahan baku industri ini adalah sampah organik, limbah yang sebagian besar terdiri dari kotoran hewan dan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, serta air yang cukup banyak. Suhu yang baik untuk proses fermentasi adalah 30- 50 C. Proses ini sebetulnya terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwi Gajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat. Prinsip pembuatan biogas yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagianbagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan

7

bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil ini terdapat (slurry) dan pipa penyaluran biogas yang terbentuk. Di dalam digester ini terdapat bakteri metan yang mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas. Biogas yang telah terkumpul di dalam digester selanjutnya dialirkan melalui pipa penyalur gas menuju tabung penyimpanan gas.

2.4

Kandungan dalam Biogas

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. Biogas sebagian besar mengandung gas metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2), dan beberapa kandungan yang jumlahnya kecil diantaranya hidrogen sulfida (H2S) dan amonia (NH3) serta hidrogen dan (H2), nitrogen yang kandungan nya sangat kecil.

F.M Harahap dkk, Teknologi Gasbio, (Bandung : Pusat Teknologi Pembangunan ITB, 1978), hal. 11 Ibid.

Komposisi gas yang terdapat di dalam Biogas dapat dilihat pada tabel berikut : Volume Jenis gas (%) Metana (CH) 40-70 Karbondioksida (CO) 30-60 Hidrogen (H) 0-1 Hidrogen Sulfida (HS) 0-3Tabel 1 : komposisi gas yang terdapat dalam biogas

sedangkan komponen biogas untuk skala rumah tangga biasanya memiliki komposisi sebagai berikut : Jenis gas Metana (CH)8

Volume (%) 60 %

Karbondioksida (CO)

38%

H , O & HS 2% Tabel 2 : komposisi gas yang terdapat dalam biogas untuk skala rumah tangga 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 : Membersihkan biogas dari pengotor secara baik, sehingga biogas akan memiliki karakteristik yang sama dengan gas alam. Jika hal ini dapat dicapai, produsen biogas dapat menjualnya langsung ke jaringan distribusi gas. 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. Karena hydrogen sulfida 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 sulfur akan lebih berbahaya karena akan membentuk senyawa baru bersama-sama oksigen, yaitu sulfur dioksida /sulfur trioksida (SO2 / SO3). senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk Sulfur acid (H2SO3) suatu senyawa yang lebih korosif.

http://id.wikipedia.org/wiki/Biogas

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. Parameter yang kedua adalah menghilangkan kandungan karbon dioksida. tujuannya yaitu untuk meningkatkan kualitas, sehingga gas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan air dalam

9

biogas akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan korosif. 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. Kesetaraan biogas dapat dilihat dari tabel berikut Keterangan Bahan Bakar Lain Elpiji 0,46 kg Minyak tanah 0,62 liter 1 m3 Biogas liter Minyak solar 0,52 liter Bensin 0,80 liter Kayu bakar 3,50 kg Tabel 2: Biogas dibandingkan bahan bakar lainnya

Ibid.

BAB IIIMETODE PENELITIAN

10

Dalam bab ini penulis akan menyampaikan informasi tentang metode yang dilakukan dalam penelitian karya tulis ini. Yaitu dengan metode elektronik dan metode kepustakaan.

3.1

Metode Elektronik

Dalam penulisan karya tulis ilmiah ini penulis menggunakan media elektronik yaitu media internet dengan mengunjungi situs google, Wikipedia dan lain-lain. Penulis memperoleh informasi berupa data-data, gambar, file maupun website yang dibutuhkan dengan mudah.

3.2

Metode Kepustakaan

Dalam penulisan karya tulis ini cara termudah mendapatkan informasi yaitu dengan media kepustakaan. Adapun perpustakaan yang penulis kunjungi yaitu perpustakaan Kota Tangerang yang terletak di Jalan Perintis Kemerdekaan II nomor 9 Kecamatan Neglasari Kota Tangerang. Penulis juga mengunjungi toko-toko buku yaitu gramedia di beberapa kawasan untuk mendapatkan sumber yang lengkap.

BAB IVTEKNIK PENGUMPULAN DAN PENYAJIAN DATA11

Dalam bab ini penulis akan menyampaikan tentang beberapa data yang telah dikumpulkan dan akan disajikan di bab selanjutnya dengan singkat. Sehingga dapat menuntun pembaca agar dapat masuk ke dalam masalah dengan lebih mudah.

4.1

Pengolahan Limbah

Secara umum tahap pengolahan limbah dilakukan dalam 5 tahap, yaitu :1. pengurangan sumber (source reduction) 2.

penggunaan kembali (reuse)

3. pemanfaatan (recycling) 4. pengolahan (traetment)

Tahap pengolahan meliputi tahap pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. 5. pembuangan.

4.2 Proses Pengolahan Kotoran Ternak Menjadi BiogasSecara garis besar proses pembentukan gas bio dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu: hidrolisis, asidifikasi (pengasaman) dan pembentukan gas metana. Proses fermentasi anaerob bahan organik yang terdiri dari protein, karbohirat dan lemak diuraikan menjadi asam propionat, asam asetat dan asam butirat, yang selanjutnya proses tersebut menghasilkan gas methan dan karbon dioksida.

4.1.1 Tahap

Hidrolisis

Hidrolisis adalah reaksi12

yang

melibatkan

air/hydrogen. Pada tahap hidrolisis, bahan organik dienzimatik secara eksternal oleh enzim ekstraselular (selulose,amilase, protease dan lipase) mikroorganisme. Bakteri memutuskan rantai panjang karbohidrat komplek, protein dan lipida menjadi senyawa rantai pendek. Sebagai contoh polisakarida diubah menjadi monosakarida sedangkan protein diubah menjadi peptida dan asam amino.4.1.2 Tahap

Asidifikasi Tahap Asidifikasi adalah tahap pengasaman. Pada tahap ini bakteri menghasilkan asam, mengubah senyawa rantai pendek hasil proses pada tahap hidrolisis menjadi asam asetat, hidrogen (H2) dan karbondioksida. Bakteri tersebut merupakan bakteri anaerobik yang dapat tumbuh dan berkembang pada keadaan asam. Untuk menghasilkan asam asetat, bakteri tersebut memerlukan oksigen dan karbon yang diperoleh dari oksigen yang terlarut dalam larutan. Pembentukan Gas Metana Gas metana dan gas asam dihasilkan oleh bakteri yang bekerja sama secara simbiosis, Tanpa adanya proses simbiotik tersebut, akan menciptakan kondisi toksik bagi mikroorganisme penghasil asam. Pada tahap ini bakteri metanogenik mendekomposisikan senyawa dengan berat molekul rendah menjadi senyawa dengan berat molekul tinggi. Sebagai contoh bakteri ini menggunakan hidrogen, CO2 dan asam asetat untuk membentuk metana dan CO2. Bakteri penghasil asam membentuk keadaan atmosfir yang ideal untuk bakteri penghasil metana. Sedangkan bakteri pembentuk gas metana menggunakan asam yang dihasilkan bakteri penghasil asam.

4.1.3 Tahap

13

http://www.binadesa.or.id/index2.php? option=com_content&do_pdf=1&id=72 Ibid. Ibid.

4.3

Reaktor Biogas

Ada beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah :1. reaktor jenis kubah tetap (Fixed-dome) 2. reaktor terapung (Floating drum)

3. reaktor jenis balon 4. reactor jenis horizontal 5. reaktor jenis lubang tanah6. reaktor jenis ferrocement 4.3.1 Reaktor Jenis Kubah Tetap (Fixed-Dome)

Pada reaktor ini memiliki dua bagian yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi bakteri, dan yang kedua kubah tetap.4.3.2 Reaktor Terapung (Floating Drum)

Memiliki bagian digester yang sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. 4.3.3 Reaktor Jenis Balon

Reaktor balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan perubahan tempat biogas.4.4

Pembuatan Alat Penunjang Pembangkit Biogas

14

Agar biogas bias digunakan dengan baik, sebelum pengolahan biogas kita harus membuat beberapa alat penunjang pembangkit biogas. Yang harus dilakukan yaitu, membuat tanki biogas, saluran biogas dan alat pengamannya.

4.4.1 Pembuatan tanki penampung biogas

Tanki penampung yang akan dibuat terbuat dari bahan yang sederhana, yaitu plastik UV. 4.4.2 Saluran Biogas Saluran biogas berfungsi untuk menyalurkan gas bio kealat yang akan digunakan, misalnya kompor. 4.4.3 Alat/botol Pengaman dan tekanan Botol pengaman dibuat dari botol air minum mineral bekas, dan salurannya menggunakan peralon.

4.5

Proses Kerja Biogas

Proses yang menciptakan biogas adalah digesti anaerobik. Sepanjang produksinya, ada dua subproses, yaitu digesti mesophilik dan digesti termophilik. Mesophilik adalah digesti yang dilakukan di tahapan awal ketika reaksi masih bersuhu di bawah 50C, sedangkan thermophilik adalah finishing yang terjadi ketika reaksi berada pada suhu di atas 50C. Namun dalam beberapa kasus, dua tahap itu bisa saling bertukar beberapa kali tergantung pada kondisi di dalamnya. Aktivitas metabolisme mikroorganisme penghasil metan dalam proses anaerobik tergantung pada faktor:

Temperatur Gas metan dapat diproduksi pada tiga range temperatur sesuai dengan bakteri yang hadir. Bakteri psyhrophilic 0 7C, bakteri mesophilic pada temperatur 13 40C sedangkan thermophilik pada temperatur 55 60C (Fry). Seperti halnya15

proses secara biologi tingkat produksi metana berlipat untuk tiap peningkatan temperatur sebesar 10C 15C. Jumlah total dari gas yang diproduksi pada jumlah bahan yang tetap, meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur.

Ketersediaan Unsur Hara Ketersediaan unsur hara sangat berpengaruh terhadap pembentukan biogas. Bakteri Anaerobik membutuhkan nutrisi sebagai sumber energi yang mengandung nitrogen, fosfor, magnesium, sodium, mangan, kalsium dan kobalt. Level nutrisi harus sekurangnya lebih dari konsentrasi optimum yang dibutuhkan oleh bakteri metanogenik, karena apabila terjadi kekurangan nutrisi akan menjadi penghambat bagi pertumbuhan bakteri. Penambahan nutrisi dengan bahan yang sederhana seperti glukosa, buangan industri, dan sisa sisa tanaman terkadang diberikan dengan tujuan menambah pertumbuhan di dalam digester.

4.6

Kelebihan dan Kekurangan Biogas

Selain untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar, pembuatan bahan bakar alternatif biogas ini juga dapat digunakan untuk menekan dan mengurangi jumlah limbah industri yang mempunyai dampak negatif bagi lingkungan sekitar. Limbah yang awalnya dibuang ke sungai , dengan adanya teknologi biogas akhirnya dapat termanfaatkan dengan baik. Sehingga tingkat pencemaran sungai akibat limbah dapat dikurangi. Namun, sifat biogas yang tidak berwarna, tidak berbau dan sangat cepat menyala membuat biogas memiliki kekurangan. Karena, 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.16

Space and McCarthy didalam Gunerson and Stuckey, 1986

4.7

Manfaat Biogas Dari Kotoran Ternak

Biogas memiliki fungsi utama, yaitu sebagai bahan bakar alternative pengganti bahan bakar fosil yang sangat berguna untuk menanggulangi krisis energi, terlebih lagi beberapa daerah di Indonesia sering kali kelangkaan BBM. Bahkan limbah dari sisa biogas masih bias dimanfaatkan dan masih memiliki nilai jual.

4.8

Cara Membuat Kompor Biogas Sederhana

Penggunaan biogas yang paling mudah tidak lain dan tidak bukan adalah sebagai bahan bakar dalam kegiatan masak memasak. Sebetulnya masih banyak fungsi lain yang ingin bisa dicobakan juga. Ada banyak desain Kompor yang digunakan pada kompor biogas. Target dalam membuat kompor ini adalah : 4.9 harus sesederhana mungkin, dapat dibuat dari bahan bahan yang tersedia semurah mungkin sebagai tahap pembelajaran.

Perhitungan peluang pemanfaatan Biogas Dalam Mengatasi Krisis BBM di Indonesia

Sudah saatnya kita berpikir dan mengembangkan kreativitas dan kejelian untuk menghasilkan energo selain dari minyak bumi. Indonesia memiliki potensi kekayaan alam untuk menghasilkan sumber energy altrnatif. Sudah banyak penelitian ilmiah yang dilakukan untuk menghasilkan energi alternatif. Kegiatan yang harus kita lakukan sekarang adalah17

mengaplikasikan hasil penelitian tersebut untuk menghasilkan energi alternatif yang harganya terjangkau oleh masyarakt, contohnya biogas. Usaha ini juga harus didukung dengan mngubah pola pikir masyarakt. 4.9.1 Beberapa negara yang memanfaatkan biogas :

Cina sejak tahun 1975 India sejak 1981 Indonesia

BAB V PEMBAHASANDalam bab ini penulis akan menyampaikan tentang beberapa hal yang dapat menuntun pembaca agar dapat masuk ke dalam masalah dengan lebih mudah. Yaitu dengan menjelaskan secara lebih rinci data-data yang telah disajikan di bab sebelumnya. Sehingga dapat menuntun pembaca agar dapat masuk ke dalam masalah dengan lebih mudah.

5.1

Pengolahan Limbah

Limbah adalah kotoran atau buangan yang merupakan komponen pencemaran yang terdiri dari zat atau bahan yang tidak mempunyai kegunaan lagi bagi masyarakat. Secara umum tahap pengolahan limbah dilakukan dalam 5 tahap. Yaitu pengurangan sumber (source reduction), penggunaan kembali (reuse), pemanfaatan (recycling), pengolahan (traetment) dan pembuangan.1. Pengurangan Sumber (Source Reduction)

Banyaknya sampah yang dihaslikan setiap orang dapat dikurangi jumlahnya dengan cara mengurangi pemkaian. Hal yang paling sederhana yang dapat kita lakukan diantaranya pengurangan pemakaian kantong plastik.2. Penggunaan Kembali (Reuse)

18

Reuse merupakan cara untuk mengurangi degradasi lingkungan, Reuse memiliki pengertian penggunaan kembali sebuah benda atau materi apapun baik dalam fungsi yang sama atau berubah menjadi fungsi baru. Contoh sampah botol (yang masih utuh) dapat kita manfaatkan kembali hanya dengan membersihkannya dan tetap memilki fungsi yang sama dengan fungsi sebelumnya.

P. Rushbrook. E, Pengolahan aman limbah layanan kesehatan,( Jakarta : EGC, 2002), hal. 52 Ibid. , hal 53

3. Pemanfaatan (Recycling)

Menurut bahasa, recycleing berarti daur ulang . recycling adalah daur ulang limbah yang masih dapat dimanfaatkan, tetapi harus diberikan pengolahan tertentu, sehingga hasil akhirnya menjadi barang yang berbeda dan fungsi yang sama atau berbeda. Contoh: sampah kertas depet diolah kambali menjdi kertas daur ulang atau kertas hias dan memliki nilai ekonomis.4.

Pengolahan (Traetment)

Teknik pengolahan kita tujukan pada limbah yang tidak dapat kita olah sendiri. Teknik pengolahan ini dilakukn pada limbah industri atau limbah yang beracun. Adapun beberapa teknik yang dilakukn untuk mengolah limbah cair,diantaranya sebagai berikut, a. Pengolahan Secara Fisika

pengolahan secara fisika dapat dilakukan dengan berbagai cara diantaranya sebagai berikut. Penyaringan (screening), dilakukan pada limbah cair yang mudah mengendap. Bahan-bahan padat pada cairan dapat dipisahkan melaui proses penyaringan.1.

Proses fotasi,yaitu proses pengolahan limbah dengan cara menyisihkan bahan-bahan yang terapung,2. 19

seperti minyak dan lemak. Teknik ini juga dapat dilakukan pada bahan-bahan yang tersuspensi seperti lumpur. Proses filtrasi, yaitu teknik yang dilakukan pada bahan limbah yang mengandung partikel suspensi (mengendap). Teknik ini dapat menyisihkan sebanyak mungkin partikel yang mengendap.3.

Proses absorpsi, yaitu teknik pengolahan limbah dengan menggunakan karbon aktif. Teknik ini dilakukAn dengan menyisihkan senyawa aromatik dan senyawa organik terlarut lainnya.4.

http://sumarsih07.files.wordpress.com/2010/01/pemanfaatan-limbahuntuk-biogas-compatibility-mode.pdf

Teknologi membran (reverse osmosis), digunakan untuk unit pengolahan kecil. Teknik ini membutuhkan biaya operasi yang sangat mahal.5. b.

Pengolahan Secara Kimia

Prinsip yang digunakan untuk mengolah limbah cair secara kimia adalah menambahkan bahan kimia (koagulan) yang dapat mengikat bahan pencemar yang dikandung air limbah, kemudian memisahkannya (mengendapkan atau mengapungkan). Kekeruhan dalam air limbah dapat dihilangkan melalui penambahan atau pembubuhan sejenis bahan kimia yang disebut flokulan. Pada umumnya bahan seperti aluminium sulfat (tawas), fero sulfat, poli amonium klorida atau poli elektrolit organik dapat digunakan sebagai flokulan. Terdapat 3 (tiga) tahapan penting yang diperlukan,yaitua.

Tahap Pembentukan Inti Endapan

Pada tahap ini zat koagulan sangat diperlukan. Zat koagulan berfungsi untuk penggabungan antara koagulan dengan polutan yang ada dalam air limbah. Agar20

penggabungan dapat berlangsung diperlukan pengadukan dan pengaturan pH limbah. Pengadukan dilakukan pada kecepatan 60-100 rpm selama 1-3 menit; pengaturan pH tergantug dari jenis koagulan yang digunakan, misalnya untuk : Alum pH 6- 8, Fero Sulfat pH 8-11, Feri Sulfat pH 59, dan PAC pH 6-9,3.b. Tahap Flokulasi

Tahap flokulasi adalah tahap penggabungan. Pada tahap ini terjadi penggabungan inti-inti endapan sehingga menjadi molekul yang lebih besar, pada tahap ini dilakukan pengadukan lambat dengan kecepatan 40-50 rpm selama 15-30 menit. Untuk mempercepat terbentuknya flok dapat ditambahkan flokulan misalnya polielektrolit.

Karmana Oman, Cerdas Belajar Biologi, (Jakarta : PT Grafindo Media Pratama), hal. 239 Ibid.

Polielektrolit digunakan secara luas, baik untuk pengolahan air proses maupun untuk pengolahan air limbah industri. Polielektrolit dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu nonionik, kationik dan anionik; biasanya bersifat larut air. Sifat yang menguntungkan dari penggunaan polielektrolit adalah : volume lumpur yang terbentuk relatif lebih kecil, mempunyai kemampuan untuk menghilangkan warna, dan efisien untuk proses pemisahan air dari lumpu (dewatering). c. Tahap Pemisahan Flok dengan Cairan Flok Tahap pemisahan flok dengan cairan flok yang terbentuk selanjutnya harus dipisahkan dengan cairannya, yaitu dengan cara pengendapan atau pengapungan. Bila flok yang terbentuk dipisahkan dengan cara pengendapan, maka dapat digunakan alat klarifier, sedangkan bila flok21

yang terjadi diapungkan dengan menggunakan gelembung udara, maka flok dapat diambil dengan menggunakan skimmer. Image Klarifier berfungsi sebagai tempat pemisahan flok dari cairannya. Dalam klarifier diharapkan lumpur benar-benar dapat diendapkan sehingga tidak terbawa oleh aliran air limbah yang keluar dari klarifier, untuk itu diperlukan perencanaan pembuatan klarifier yang akurat. Kedalaman klarifier dipengaruhi oleh diameter klarifier yang bersangkutan. Misalkan dibuat klarifier dengan diameter lebih kecil dari 12m, diperlukan kedalaman air dalam klarifirer minimal sebesar 3,0 m.c.

Pengolahan secara biologi

Proses pengolahan air limbah secara biologis aerobik adalah dengan memanfaatkan aktifitas mikroba aerob, untuk menguraikan zat organik yang terdapat dalam air limbah, menjadi zat inorganik yang stabil dan tidak memberikan dampak pencemaran terhadap lingkungan. Mikroba aerob ini sebenarnya sudah terdapat di alam dalam jumlah yang tidak terbatas dan selalu dapat diperoleh dengan sangat mudah. Dalam kapasitas yang terbatas alam sendiri sudah mampu menetralisir zat organik yang ada dalam air limbah.

Ibid.

Sementara itu kemampuan air dalam menyerap oksigen di udara sangat terbatas, walaupun keberadaan oksigen di udara tidak terbatas. Pemenuhan oksigen dapat dibantu dengan peralatan mekanis (aerator), aliran udara bertekanan atau pertumbuhan mikrobia itu sendiri (alga). Mikroba yang berperan dalam proses biologis aerobic antara lain : Bakteri Fungi Protozoa dan Rotifera22

Algae

5. Tahap pembuangan

Salah satu metode membuang sampah jika dalam skala besar yaitu dengan penimbunan darat. Pembuangan sampah pada penimbunan darat termasuk menguburnya untuk membuang sampah, metode ini adalah metode paling populer di dunia. Penimbunan ini biasanya dilakukan di tanah yang tidak terpakai, lubang bekas pertambangan, atau lubang lubang dalam. Sebuah lahan penimbunan darat yg dirancang dan dikelola dengan baik akan menjadi tempat penimbunan sampah yang hiegenis dan murah. Sedangkan penimbunan darat yg tidak dirancang dan tidak dikelola dengan baik akan menyebabkan berbagai masalah lingkungan , diantaranya angin berbau sampah , menarik berkumpulnya hama ,dan adanya genangan air sampah. Efek samping lain dari sampah adalah gas methan dan karbon dioksida yang juga sangat berbahaya.

5.2 Proses Biogas

Pengolahan

Kotoran

Ternak

Menjadi

Biogas secara alami banyak terdapat di rawa dan sawah, dihasilkan oleh bakteri metanogenik anaerobik dari proses perombakan bahan bahan organik. Pada umumnya semua jenis bahan organik dapat dijadikan sumber biogas, tetapi bahan organik homogen lebih memiliki kualitas yang bagus untuk dijadikan biogas, misal: limbah kotoran sapi, babi, dan manusia, dan bahan organik yang memiliki rasio C/N sebesar 8-20 adalah sumber yang paling cocok untuk dijadikan sumber biogas.

Wikipedia, Op. Cit.

Sebelum membuat Biogas terlebih dahulu harus mengetahui instalasi biogas itu seperti apa. Instalasi biogas itu cukup sederhana dan mudah untuk dibuat. Instalasi biogas terdiri dari : a. Digester Merupakan tempat bahan organik dan tempat terjadinya proses pencernaan bahan organik oleh mikroba anaerob.23

b. Water Trap Adalah sebuah tabung yang berfungsi untuk menangkap uap air yang dihasilkan dari digester agar aliran gas bio tidak terhambat, dan berfungsi juga sebagai alat pengaman. c. Gas Holder Disebut juga sebagai penampung gas, sesuai namanya fungsinya adalah untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester yang disalurkan melalui pipa penyalur/selang. d. Pemanen gas Alat ini dapat berupa kompor biogas atau genset. e. Saluran masuk (inlet bahan organik) Sebagai tempat memasukan bahan organik. Lebih baik jika dilengkapi dengan corong plastik atau bak kontrol. f. Saluran keluar gas (outlet gas) Berfungsi tempat keluarnya gas sebelum penampungan (gas holder). masuk kedalam

g. Saluran keluar lumpur (outlet sludge) Merupakan saluran untuk mengeluarkan limbah bahan organik dari digester. h. Penampung sludge Berfungsi untuk menampung sementara sludge atau limbah bahan organik dari digester sebelum digunakan untuk memupuk tanaman. i. Selang penyalur gas Berfungsi untuk menyalurkan gas dari digester ke water trap, gas holder dan ke alat pemanen gas ( kompor biogas atau genset)

Berikut ini adalah proses pengolahan kotoran ternak menjadi biogas1. Yang pertama dilakukan adalah menyediakan wadah atau

tangki untuk mengolah kotoran organik menjadi biogas. Kalau hanya diperuntukkan secara pribadi, cukup menggunakan bak yang terbuat dari semen yang cukup lebar24

atau drum bekas yang masih cukup kuat. Selain itu perlunya kesediaan kotoran hewan (baik sapi maupun kambing) yang merupakan bahan baku biogas. Atau, septik tank bisa dimanfaatkan seperti yang dilakukan di India.2. Proses

kedua adalah mencampurkan kotoran organik tersebut dengan air didalam tangki penampung kotoran hewan yang terbuat dari fibreglass atau disebut Biodigester. Hal ini untuk mempercepat proses keluarnya gas dari kotoran hewan. Biasanya campuran antara kotoran dan air menggunakan perbandingan 1:1 atau bisa juga menggunakan perbandingan 1:1,5. Di dalam digester bakteribakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas methan. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali diaduk.3. Temperatur

selama proses berlangsung harus dijaga, 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 dikeluarkan melalui saluran pengeluaran. 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. Untuk pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai satu bulan sebelum dihasilkan gas awal. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor ataupun genset.5. Untuk mendapatkan biogas yang diinginkan, biodigester

harus bersifat anaerobik. Dengan kata lain, tangki itu tak boleh ada oksigen dan udara yang masuk sehingga sampahsampah organik yang dimasukkan ke dalam bioreaktor bisa dikonversi mikroba. Keberadaan udara menyebabkan gas25

CH4 tidak akan terbentuk. Untuk itu maka bejana pembuat biogas harus dalam keadaan tertutup rapat.6. Dengan memanfaatkan tekanan gas di dalam Biodigester,

gas metan yang terbentuk dialirkan melalui saluran pengeluaran ke penampungan gas berupa kantong plastik berukuran besar, atau tabung dari fibreglass. Selama dalam kurun waktu 1 minggu didiamkan maka gas metan sudah terbentuk dan siap dialirkan untuk keperluan bahan bakar.7. endapan dan sisa dari limbah yang telah dicerna oleh

bakteri methan disebut slurry atau lumpur. Slurrya atau lumpur tersebut, mempunyai kandungan hara yang sama dengan pupuk organik yang telah matang sebagaimana halnya kompos ,sehingga dapat langsung digunakan untuk memupuk tanaman, atau jika akan disimpan atau diperjual belikan dapat dikeringkan di bawah sinar matahari sebelum dimasukkan ke dalam karung.

Gambar 1. Reaktor Biogas

Deden Abdurahman, Biologi Kelompok Pertanian dan kesehatan untuk kelas XI SMK, (Bandung : Grafindo Media Pratama, 2008), hal. 26

26

5.3

Reaktor Biogas

Ada enam jenis reaktor biogas yang dikembangkan oleh masyarakat,sedangkan yang lebih sering digunakan hanya tiga jenis. Enam reaktor tersebut diantaranya adalah 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 rumah tangga. Untuk membuat reactor biogas diperlukan beberapa hal berikut: skala rumah tangga

1. Volume reaktor (plastik) : 4.000 liter 2. Volume penampung gas (plastik) : 2.500 liter 3. Kompor Biogas : 1 buah 4. Drum pengaduk bahan : 1 buah 5. Pengaman gas : 1 buah 6. Selang saluran gas : + 10 m7.

Kebutuhan bahan baku : kotoran ternak dari 2-3 ekor sapi/ kerbau, atau 6 ekor babi8. Biogas yang dihasilkan : 4 m3 per hari (setara dengan 2,5

liter minyak tanah

Wikipedia, Op. Cit.

27

Gambar 2. Instalasi Reaktor Biogas Skala Rumah Tangga

Gambar 3. Klep pengaman gas sebelum masuk ke tabung penampung gas Cara Pengoperasian Reaktor Biogas Skala Rumah Tangga : 1. 2. Buat campuran kotoran ternak perbandingan 1 : 1 (bahan biogas). dan air dengan

Masukkan bahan biogas ke dalam reaktor melalui tempat pengisian sebanyak 2000 liter, selanjutnya akan berlangsung proses produksi biogas si salam reaktor.28

3.

Setelah kurang lebih 10 hari reaktor biogas dan penampung biogas akan terlihat mengembung dan mengeras karena adanya biogas yang dihasilkan. Biogas sudah dapat digunakan sebagai bahan bakar, kompor biogas dapat dioperasikan. Sekali-sekali reaktor biogas digoyangkan supaya terjadi penguraian yang sempurna dan gas yang terbentuk di bagian bawah naik ke atas, lakukan juga padasetiap pengisian reaktor. Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak + 40 liter setiap pagi dan sore hari. Sisa pengolahan bahan biogas berupa sludge (lumpur) secara otomatis akan keluar dari reaktor setiap kali dilakukan pengisian bahan biogas. Sisa hasil pengolahan bahan biogas tersebut dapat digunakan langsung sebagai pupuk organik, baik dalam keadaan basah maupun kering. Pemeliharaan dan Perawatan Reaktor Biogas:

4.

5.

1.

Hindarkan reaktor dari gangguan anak-anak, tangan jahil, ataupun dari ternak yang dapat merusak reaktor dengan cara memagar dan memberi atap supaya air tidak dapat masuk ke dalam galian reaktor. Isilah selalu pengaman gas dengan air sampai penuh. Jangan biarkan sampai kosong karena gas yang dihasilkan akan terbuang melalui pengaman gas. Apabila reaktor tampak mengencang karena adanya gas tetapi gas tidak mengisi penampung gas, maka luruskan selang dari pengaman gas sampai reaktor, karena uap air yang ada di dalam selang dapat menghambat gas mengalir ke penampung gas. Lakukan hal tersebut sebagai pengecekan rutin. Cegah air masuk ke dalam reaktor dengan menutup tempat pengisian disaat tidak ada pengisian reaktor. Berikan pemberat di atas penampung gas (misalnya dengan karung-karung bekas) supaya mendapatkan tekanan di saat pemakaian.29

2.

3.

4. 5.

6.

Bersihkan kompor dari kotoran saat memasak ataupun minyak yang menempel.

5.3.1

Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)

Reaktor ini dinamakan kubah tetap karena bentuknya menyerupai kubah. 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 agar tidak terjadi kebocoran. Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan mengalir dan disimpan di bagian kubah.

Pada fixed dome plant, digesternya tetap Penampung gas ada pada bagian atas digester. Ketika gas mulai timbul, gas tersebut menekan slurry ke bak slurry. Jika pasokan kotoran ternak terus menerus, gas yang timbul akan terus menekan slurry hingga meluap keluar dari bak slurry. Gas yang timbul digunakan/dikeluarkan lewat pipa gas yang diberi katup/kran.

30

L. Widarto & FX. Sudarto C. Ph, Teknologi Tepat Guna MEMBUAT BIOGAS, (Kanisius : Yogyakarta, 1997), hal.30

Keuntungan dari reaktor ini,yaitu :1. Biaya konstruksi lebih murah daripada menggunakan

reaktor terapung2. Tidak ada bagian yang bergerak 3. Awet (berumur panjang) 4. Dibuat di dalam tanah sehingga terlindung dari

berbagai cuaca atau gangguan lain5. Tidak membutuhkan ruangan (diatas tanah)

Sedangkan kerugian dari reaktor ini,yaitu :1. Seringnya terjadi kehilangan gas pada bagian kubah

karena konstruksi tetapnya 2. Kadang-kadang timbul kebocoran, karena porositas dan retak-retak3. Tekanan gasnya berubah-ubah karena tidak ada

katup tekanan4. Rawan terjadi kertakan di bagian penampung gas

5.3.2 terapung)

Reaktor floating drum (reaktor

Memiliki bagian digester yang31

sama dengan reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik turun yang berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester.

Pergerakan drum mengapung pada cairan dan tergantung dari jumlah gas yang dihasilkan. Reaktor jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun 1937 sehingga dinamakan dengan reaktor India. Keuntungan dari reaktor ini yaitu :1. Dapat melihat secara langsung volume gas yang

tersimpan pada drum karena pergerakannya 2. Karena tempat penyimpanan sehingga tekanan gas konstan. sedangkan kerugiannya, yaitu :1. Biaya material konstruksi dari drum lebih mahal

yang

terapung

2. Faktor korasi pada drum juga menjadi masalah sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap.

5.3.3

Reaktor balon

reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi sebagai digester dan penyimpan gas masing masing bercampur dalam satu ruangan tanpa sekat. Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat yang lebih besar dibandingkan gas yang akan mengisi pada rongga atas.32

Ibid. , hal. 31

Keuntungan dari reaktor ini, yaitu : 1. Biaya pembuatan murah 2. Sangat mudah dibersihkan 3. Mudah dipindahkan Sedangkan kerugiannya. yaitu : 1. waktu penggunaan relatif singkat 2. reaktor ini mudah mengalami kerusakan5.4 Pembuatan Alat Penunjang Pembangkit Biogas

Langkah selanjutnya adalah pembuatan tanki penampung biogas, saluran biogas, termasuk jebakan uap air dan kompor biogas.

5.4.1

Pembuatan tanki penampung biogas

Tanki penampung terbuat dari plastik UV. Dimensi tanki yang dibuat sama dengan pembangkit dengan panjang 2 m. Pengerjaannya mirip dengan33

pembuatan pembangkit, perbedaanya hanya satu ujung saja yang diberi pipa PVC 1/2" dan diletakkan dalam posisi vertikal.

http://www.binadesa.or.id/index2.php? option=com_content&do_pdf=1&id=72

Membuat tanki penampung

Salah satu Ujung plastik di lipat dengan rapi

34

Diikat dengan tali karet (ban dalam motor) agar rapat

Penampung dipasang secara Vertical. Ujung bawah tanki diberi pipa PVC 1/2" yang ditutup oleh dop PVC, baru kemudian lembaran plastik diikatkan pada pipa tersebut seperti langkah sebelumnya.

5.4.2

Saluran

Biogas

Saluran biogas berfungsi untuk menyalurkan gas bio kealat yang akan digunakan, misalnya kompor. Pipa utama menggunakan pipa PVC 1/2. Sambungan dapat dibuat permanen dengan lem PVC. Tapi bisa dipilih metoda semi permanen yaitu dengan mengikat sambungan pipa dengan tali karet/isotape. Hanya sambungan yang penting saja yang kami beri lem.

Ibid. Ibid.

35

Sambungan pipa saluran pada outlet pembangkit gas

Pemasangan Pipa ke botol pengaman, tekanan dan Penampung Pemasangan saluran di tabung/botol tekanan dan pengaman 5.4.3 Alat/botol Pengaman dan tekanan

t botol pengaman dan tekanan36

Skema pembuatan Botol pengaman dan tekanan

Pemasangan botol pengaman dan Tekanan

37

5.5

Proses Kerja Biogas

Proses kerja biogas didukung oleh bakteri-bakteri biogas dan alat penunjang pembangkit biogas. Di dalam digester bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas methan. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain. Biogas dihasilkan dengan mencampur limbah yang sebagian besar terdiri atas kotoran ternak dengan potonganpotongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup banyak.Untuk pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampaisatu bulan sebelum dihasilkan gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali diaduk, sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan melalui saluran pengeluaran.

5.6

Kelebihan dan Kekurangan Biogas

biogas memiliki banyak keunggulan, antara lain sebagai berikut, 1. Gas yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk mengganti kayu bakar yang tidak menimbulkan jelaga. Sehingga peralatan dapur dan ruangan tetap bersih. 2. Gas tidak pedih di mata dan tidak menyebabkan sesak napas akibat asap seperti pada pembakaran kayu.3. Limbah digester biogas baik yang padat maupun cair

dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Limbah padat sangat baik untuk pupuk karena pemrosesan pupuk leih sempurna dari pada pupuk kandang yang ditumpuk di udara terbuka. Pupuk dapat berfungsi untuk memperbaiki strujtur tanah sehingga menjadi gembur dam mempunyai daya pengikay air cukup tinggi.a.

38

Wikipedia, Op. Cit.

Limbah cair dapat pula dimanfaatkan untuk menyiram tanaman karena mengandung unsur hara yang dibutuhkan tanaman. Limbah cair jyga dapat digunakan untuk mengembangkan ganggang bersel satu, yakni Spirulina, Chorella, Scenedesmus yang menghasilkan bahan makanan yang memiliki gizi sangat tinggi; seperti di Jepang.b. 4. Kesehatan dan kebersihan lingkungan terjamin karena

semua kotoran ternak langsung dimasukkan ke digester, sehingga parasit-parasit seperti cacing pita, cacing hati dan lain-lain akan hancur di dalam digester. Di samping itu, ruang digester ini akan mengurangi bau yang menyengat dari kotoran ternak.5. Biogas tidak merusak keseimbangan karbondiokasida

yang diakibatkan oleh penggundulan hutan (deforestation) dan perusakan tanah, karena biogas tidak menggunakan material yang masih memiliki manfaat termasuk biomassa.6. Metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang

keberadaannya di atmosfer akan meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar maka akan mengurangi gas metana di udara. Adapun kekurangan yang dimiliki biogas sebagai berikut : 1. Biogas tidak memiliki bau dan warna, sehingga apa bila mengalami kebocoran, konstumer tidak akan mengetahui, hal ini akan sangat berbahaya. 2. Pengolahan biogas memerlukan waktu yang cukup lama. 3. Terdapat beberapa fermentasinya. kesulitan dalam proses

4. belum bisa di pak (dimasukkan tabung seperti halnya LPG) sehingga user. pemakai harus berdekatan dengan39

sunber biogas, dipasarkan.

pada

akhir

biogas

belum

bisa

Erliza Hambali, dkk, Teknologi Bioener, (Jakarta Selatan : Agro Media Pustaka, 2001), hal. 36

5. Agak berbau, tapi bisa diatasi, dengan menyaring memakai campuran zeolit dan karbon aktif. 6. tidak mungkin bagi semua bangsa untuk memiliki akses kesana, seperti mereka yang tinggal di pulau atau negara gurun. Untuk negara-negara ini memiliki keterbatasan lahan untuk produksi makanan. 7. Sebagaian nilai biogas agak rendah sehingga tidak membuat kegiatan komersial baik. 8. kuantitas terbatas dan kemudian produksi lokal (stasiun biogas jarang berada di tempat-tempat di mana merekadibutuhkan. 9. Hal ini dapat menghasilkan jumlah yang sangat terbatas listrik dalam skala global. 10. Biogas akan mendorong deflasi harga barang, karena banyak produsen, dan surplusketersediaan barang untuk rakyat dan karena itu akan membawa tingkat korupsi tinggi, dari ataske level terendah di masyarakat.

5.7

Manfaat Biogas Dari Kotoran Ternak

Biogas memiliki beberapa manfaat. Antara lain sebagai berikut : 1. Biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil guna menanggulangi kelangkaan BBM.2. Dalam skala besar, biogas dapat di gunakan sebagai

pembangkit energi listrik atau genset.

40

3. tidak membutuhkan

pembelian bahan bakar karena sudah bisa terpenuhi kebutuhannyadari kotoran ternak yang dipeliharanya.

4. Biogas dapat digunakan untuk gas masak yang dialirkan ke kompor5. Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang

gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. 6. Kotoran ternak menjadi sangat berharga, oleh karena itu para petani akan rajin merawat ternaknya sehingga kondisi kandang menjadi bersih dan kesehatan ternak menjadi lebih baik, pada akhirnya membawa keuntungan dengan penjualan ternak yang lebih cepat dan berharga lebih tinggi.7. Keluarga petani yang biasanya menggunakan pupuk

kimia untuk menanam, kini bias menghemat biaya produksi pertaniannya karena sudah tersedia pupuk organik dalam jumlah yang memadai dan kualitas pu

5.8

Cara Membuat Kompor Biogas Sederhana

Percobaan pertama pembuatan kompor menggunakan bahan baku kaleng bekas. Skema desain kompor pertama ini sebagai berikut:

Skema Kompor biogas

41

Membuat Kompor Biogas Sederhana

Kompor BiogasSederhana dari kaleng bekas

Bagian Luar sambungan Pipa kompor

Bagian dalam Kompor Biogas dari kaleng bekas

42

Dari gambar diatas kita bisa menyimpulkan cara pembuatan kompor biogas sederhana. Cara pembuatannya adalah kaleng bekas dilubangi sesuai dengan ukuran diameter luar pipa tembaga kemudian ujung pipa tembaga dimasukkan ke dalam lubang tersebut. Untuk lebih jelasnya dapat melihat skema diatas.

http://www.binadesa.or.id/index2.php? option=com_content&do_pdf=1&id=72

Kompor biogas untuk menggoreng ketela pohon.

Api biru biogas.

43

5.9

Perhitungan peluang pemanfaatan Biogas Dalam Mengatasi Krisis BBM di Indonesia

Biogas adalah sumber energi alternatif dengan menipisnya kandungan minyak bumi. Ini perlu dilakukan karena pertumbuhan penduduk semakin pesat akan mempengaruhi tingkat kebutuhan energi yang besar. Selama ini minyak bumi menjadi sumber energi yang utama. Adanya eksploitasi penduduk maka kebutuhan energi juga akan meningkat tajam. Lama kelamaan sumber energi minyak bumi akan habis.

Kenaikan harga minyak dunia sangat berpengaruh terhadap kehidupan masyarakat Indonesia, terutama masyarakat kecil. Harga minyak dunia yang mahal memaksa pemerintah untuk menaikan harga BBM. Anggaran yang di tetapkan pemerintah dalam APBN untuk pembelian minyak ternyata jauh lebih kecil dibandingkn harga minyak dunia. Hal ini memaksa pemerintah mengurangi subsidi BBM rakyat. Subsidi pemerintah akan dialokasikan ke bidang lain seperti pendidikan dan kesehatan. Mungkin akan lebih baik jika sebagian dana subsidi BBM tersebut digunakan untuk pengembangan sumber energy altrnatif. Alasan yg selama ini digunakan untuk mengurangi subsidi BBM adalah subsidi BBM lebih diminati oleh orang-orang kaya yang memiliki industri dan perusahaan besar. Pengurangan subsidi BBM memang terasa memberatkan. Terutama bagi mereka yang sehari-harinya bergantung pada bahan bakar fosil ini. Beban berat lebih terasa karena, sebelum harga BBM resmi naik harga barang-barang dipasaran telah naik terlebih dahulu. Apalagi saat BBM naik banyak orang yang tidak bertanggung jawab menimbun BBM dan menjualnya dengan harga tinggi. Dalam kondisi seperti ini banyak orang yang tidak menerima kebijakan pemerintah. Namun jika kita berpikir lebih jauh, kebijakan pemerintah pasti sudah dikaji secara cermat. Permasalahannya sekarang adalah alternatif apa yang bisa ditawarkan kepada masyarakat kecil untuk meringanksn bebannya dalam mencukupi kebutuhan bahan bakar.

44

Selama ini, masyarakat lebih senang menggunakan bahan bakar minyak. Padahal kita punya batu bara/gas yang bisa digunakan untuk bahan bakar. Program penghapusan BBM yang dilaksanakan pada tahun 2005 akan menjadi momentum yang tepat dalam penggunaan biogas sebagai energy alternatif. Hal ini bisa dihitung dengan adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan rasio antara energy biogas dan energy minyak bumi yang menjanjikan (8900 kkal/m3 gas methan murni). Hal yang pertama harus diperhitungkan dalam menghitung jumlah energi yang dihasilkan adalah bebrapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan.

Elyza & Yoyoh Hulaiyah, Op. Cit. , hal.4Rizka, Subsidi BBM Naik, Jika Harga Minyak Melambung??, Kompas, 26 April 2006, hal. 1

Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan jumlah fases dan sampah organik yang dihasilkan setiap hari. Jumlah bahan baku ini akan menentukan berapa jumlah energi dan volume alat pembentuk biogas. Sebagai pertimbangan, telah diketahui di China dan India, dalam satu hari jumlah fases yang dihasilkan 1 ekor sapi adalah 5 kg dan 80 kg kotoran. sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas. Jika diasumsikan bahwa jumlah fases manusia yang dihasilkan sebanyak 0.5 kg/hari/orang, 1 keluarga terdiri dari 5 orang, dan setiap keluarga memelihara 1 ekor sapi, serta 1 desa terdiri dari 40 orang, maka akan didapatkan hasil perhitungan jumlah fases yang dihasilkan sebanyak 140 kg fases/hari jumlah feses yang dihasilkan sebanyak 140 kg fases/hari. Dengan jumlah ini, maka biogas yang dihasilkan setiap hari sebanyakk 1,75m3/hari atau sebesar 15.575 kkal/hari. Hal ini akan semakin mengejutkan dengan adanya perhitungan bahwa jumlah penduduk Indonesia berdasarkan data statistik pada tahun 2000 sebanyak lebih dari 200 juta jiwa. Dengan hanya mengandalkan asumsi perhitungan jumlahkotoran manusia tanpa memperhitungan sampah organik dan feses hewan ternak,akan didapatkan hasil feses sebanyak 100 juta kg feses/hari atau 1,25 juta m3/hari atau 11.125 juta45

kkal/hari. Apabila dengan asumsi konversi 1 J = 4.2 kalori, maka akan didapatkan hasil total energy yang dihasilkan hanya dari jumlah penduduk adalah sebesar 30.66 MW. Semua pihak kini menyerukan penghematan energi. Yang paling sering tentu penghematan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi. Penghematan ini sebetulnya harus telah kita gerakkan sejak dahulu karena pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi adalah sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui (unrenewable), sedangkan permintaan naik terus, demikian pula harganya sehingga tidak ada stabilitas keseimbangan permintaan dan penawaran. Salah satu jalan untuk menghemat bahan bakar minyak (BBM) adalah mencari sumber energi alternative yang dapat diperbarui (renewable) Kebutuhan bahan bakar bagi penduduk berpendapatan rendah maupun miskin, terutama di pedesaan, sebagian besar dipenuhi oleh minyak tanah yang memang dirasakan terjangkau karena disubsidi oleh pemerintah. Namun karena digunakan untuk industri atau usaha lainnya, kadang-kadang terjadi kelangkaan persediaan minyak tanah di pasar. Selain itu mereka yang tinggal di dekat kawasan hutan berusaha mencari kayu bakar, baik dari ranting-ranting kering dan tidak jarang pula menebangi pohon-pohon di hutan yang terlarang untuk ditebangi, sehingga lambat laun mengancam kelestarian alam di sekitar kawasan hutan. Sebetulnya sumber energi alternatif cukup tersedia. Misalnya, energi matahari di musim kemarau atau musim kering, energi angin dan air. Tenaga air memang paling banyak dimanfaatkan dalam bentuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA), namun bagi sumber energi lain belum kelihatan secara signifikan. Energi terbarukan lain yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah energi biogas dengan memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digester.5.9.1 Beberapa negara yang memanfaatkan biogas :

Cina sejak tahun 1975 Di Cina telah diterapkan sistem Biogas for every household. Pada tahun 1992, 5 juta rumah tangga di 46

China menggunakan biogas. Reaktor biogas yang banyak digunakanadalah model sumur tembok dengan bahan baku kotoran ternak & manusia sertalimbah pertanian. Indonesia Penggunaan biogas belum cukup berkembang luas di Indonesia, antara lain disebabkan oleh karena masih relatif murahnya harga BBM yang disubsidi, sementara teknologi yang diperkenalkan selama ini masih memerlukan biaya yang cukup tinggi karena berupa konstruksi beton denganukuran yang cukup besar. Teknologi biogas Mulai diperkenalkan pada tahun 1970-an, pada tahun 1981 melalui Proyek Pengembangan Biogas dengan dukungan dana dari FAO dibangun contoh instalasi biogas di beberapa provinsi. Mulai tahun 2000-an telah dikembangkan reaktor biogas skala kecil (rumah tangga) dengan konstruksi sederhana, terbuat dari plastik secara siap pasang (knockdown) dan dengan harga yang relatif murah.

Bambang Tri Udiman, Penggunaan Biodiesel Sebagai Bahan Bakar Alternatif Ramah Lingkungan, (Bogor : Lembaga Riset Perkebunan Indonesia, 2005), hal. 9 Ibid. , hal. 10

India sejak tahun 1981 India telah menerapkan system The National Project on Biogas Development. 3 juta rumah tangga menggunakan biogas. Reaktor biogas yang digunakan model sumur tembok dan dengan drum serta dengan bahan baku kotoran ternak dan limbah pertanian.

47

Ibid.

BAB VI PENUTUPPada Bab ini penulis ingin menyampaikan kesimpulan dari karya tulis yang telah dibuat, dan saran yang ingin disampaikan kepada para pembaca. Sehingga pembaca dapat lebih memahami inti dari isi karya tulis ini.

6.1

Kesimpulan48

Dengan adanya globlal warming (pemanasan global), berkuranngnya sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui seperti BBM tidak dapat dihindari. Biogas dapat membantu menyelesaikan permasalahan tersebut karena biogas merupakan salah satu solusi sebagai energi alternative. Biogas merupakan system teknologi penghasil energy dengan menggunakan bahan baku kotoran atau sampah organik. Menerapkan system fermentasi bakteri, diciptakanlah alat biogas yang dapat dipergunakan sebagai penghasil energy dan pembangkit listrik. Bahan-bahan untuk membuatnya mudah didapatkan dan tidak membutuhkan biaya yang mahal, sangat membantu mmasyarakat menengah ke bawah dalam menyelesaikan masalah ekonomi khususnya dengan naiknya harga BBM.

6.2

Saran

Dari uraian diatas dan kesimpulan yang telah disusun maka penulis ingin memberikan beberapa saran, 1. Semoga masyarakat teknologi ini secara langsung luas bisa mempraktikan dapat

2. Teknologi terus dikaji lebih dalam agar menarik masyarakat untuk menggunakannya

3. Adanya sosialisasi dan penyuluhan dari para peneliti/ilmuan dan pemerintah terhadap masyarakat luas Kepada para pembaca penulis mengucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah karya tulis ini sebaik-baiknya.

DAFTAR PUSTAKADeden Abdurahman. 2008. Biologi Kelompok Pertanian dan kesehatan untuk kelas XI SMK. Bandung: Grafindo Media Pratama Elyza & Yoyoh Hulaiyah. Kenapa Sih Harus Menghemat Energi?. Koran Tempo, 10 Maret 200549

F M. Harahap dkk. 1978. Teknologi Gasbio. Bandung : Pusat Teknologi Pembangunan Institut Teknologi : Bandung Hambali, Erliza dkk. 2001. Teknologi Bioener. Jakarta Selatan: Agro Media Pustaka L. Widarto & FX. Sudarto C. Ph. 1997. Teknologi Tepat Guna MEMBUAT BIOGAS Kanisius: Yogyakarta Prilian, Lilih & Ari Pranowo. 2009. 30 tokoh penemu Indonesia. Narasi : Yogyakarta Prihandana dkk . Menghasilkan Biodiesel Murah. Jakarta Selatan: Agro Media Pustaka P. Rushbrook E. 2002. Pengolahan aman limbah layanan kesehatan. Jakarta: Buku KedokteRan EGCRizka. Subsidi BBM Naik, Jika Harga Minyak Melambung??.

Kompas, 26 April 2006 Hendroko, Roy. 2008. Energi Hijau. Niaga Swadaya: Depok Simamora, Suhut dkk. 2004. Membuat Biogas, Pengganti Bahan Bakar Minyak & Gas dari Kotoran Ternak.. Jakarta: Agro Media Pustaka Udiman, Bambang Tri. 2005. Penggunaan Biodiesel Sebagai Bahan Bakar Alternatif Ramah Lingkungan. Bogor: Lembaga Riset Perkebunan Indonesia http://id.googlebooks.com/ http://id.answers.yahoo.com/ http://id.wikipedia.org/wiki/Biogas

50

http://sumarsih07.files.wordpress.com/2010/01/pemanfaatanlimbah-untuk biogas-compatibility-mode.pdf http://www.binadesa.or.id/index2.php? option=com_content&do_pdf=1&id=72

LAMPIRAN51

PENAMPANG DIGESTER YANG DIISI BAHAN BAKU

PROSES METANOGENESIS

52

Proses Perombakan Anaerobik (Tidak Ada O): CHCOOH CH + CO NH Hs + CO

(CHO)x CHCOOH N-Organik (Protein) SO

Produksi Gas Bio Dari Berbagai Kotoran TernakJenis Ternak Sapi Perah Babi Kambing Ayam petelur Berat Ternak (Kg) 450 72 30.2 1.6 Kotoran Basah (Kg) 22 3.4 1.4 0.1 Ts/ha ri (Kg) 4.5 0.67 0.22 0.045 Vs/h ari 3.5 0.6 0.2 0.027 375-562 16,225,3 Liter Gas Bio/ (Kg Ts) 194-293 375-500 Liter Gas Bio/eko r 8731318 251-335

53

TEKNOLOGI BERSIH BIOGASAlternatif BBM Alternatif BBM

Limbah ternak

Reuse pembuatan biogas

Biogas Hijauan

pakan Pemisahan Penjerni han Limbah Cair LIMBAH CAIR - Kolam ikan mina unggas, lele, bebek - Hidroponik tanaman air atau kangkung (sayuran), dlingo (obat), mendon (kerajinan)

ternak Padatan & Cairan Pupuk cair Untuk Tanaman padat sayuran,

Limbah

54

rumput, jagung Pakan ikan mengamba ng Jamur Konsumsi Pupuk Granuler Briket

55